Come migliorare, ottimizzare e accelerare l’ispezione primo articolo

L’ispezione primo articolo (FAI) è una fase cruciale del processo di fabbricazione. Il team del controllo qualità (CQ) deve ottimizzare questa fase di ispezione per limitare le iterazioni fra reparto progettazione e fabbricazione. Il team del CQ deve identificare correttamente i difetti e fornire dati, misure e risultati in grado di risolvere quelli identificati.

Spesso i responsabili della qualità vengono considerati risolutori di problemi, ma il loro compito consiste anche nel fornire informazioni di importanza essenziale. Tuttavia, l’implementazione di strumenti efficaci, in grado di identificare i problemi e ottenere soluzioni praticabili consente di gestire più rapidamente la produzione e consegnare i primi articoli senza ritardi e complicazioni.

Questo blog prende in esame l’evoluzione e la capacità delle nuove tecnologie in termini di agevolazione del lavoro dei responsabili della qualità. Verrà analizzato anche il modo in cui la FAI consente di ottenere un processo di fabbricazione stabile e in grado di realizzare parti conformi, di buona qualità e in grado di soddisfare i requisiti specifici dei clienti.

Cos’è l’ispezione primo articolo (FAI)?

Come suggerisce il nome, la FAI richiede l’ispezione completa delle parti prima di avviare la produzione. Viene utilizzata principalmente sui nuovi prodotti e progetti, in modo da adottare un processo di fabbricazione efficace per realizzare quanto progettato. Inoltre, essa fornisce ai clienti la documentazione necessaria per dimostrare la conformità ai requisiti dei contratti e delle specifiche.

Qual è l’importanza della FAI?

La FAI consente di individuare i problemi di fabbricazione e gli errori prima che diventino troppo costosi da correggere. Di conseguenza, essa consente di ridurre i tassi di restituzione e i costi associati alla rilavorazione, migliorare la soddisfazione dei clienti e aumentare la redditività.

Qual è il motivo della complessità della FAI?

L’esecuzione della FAI sulle parti di nuova concezione è un’operazione molto impegnativa. A causa della necessità di misurare e verificare tutte le caratteristiche presenti, si tratta di un processo molto lungo, soprattutto se eseguito su una macchina di misura a coordinate (CMM). In caso di indisponibilità della CMM a causa dei ritardi generati dai controlli sulle caratteristiche meno importanti, la qualità della parte e i tempi di produzione subiranno conseguenze negative.

La quantità delle nuove parti, come spesso accade con i nuovi programmi, impone l’esecuzione di un numero elevato di FAI, un processo lungo, impegnativo in termini di personale e che richiede una CMM sempre disponibile spesso con breve preavviso.

In che modo è possibile evitare i ritardi della CMM?

Grazie alla sua elevata accuratezza, la CMM è una soluzione molto diffusa per la FAI e l’apparecchiatura di misura tradizionalmente usata come riferimento dai metrologi. Questa richiesta comporta alcuni svantaggi.

La CMM viene usata per la FAI delle parti di nuova industrializzazione e per qualsiasi tipo di ispezione, in particolare delle dimensioni critiche. In presenza di criteri rigorosi in termini di prestazioni e tolleranze, i metrologi preferiscono controllare le caratteristiche principali usando la CMM. Tuttavia, a causa della necessità di avvalersi di personale specializzato per programmare e gestire tale macchina e della lentezza intrinseca della soluzione, l’arretrato dei controlli qualità può creare ritardi in grado di rallentare l’avanzamento del processo di fabbricazione.

Di conseguenza, l’accessibilità della CMM è un elemento essenziale per eseguire le FAI delle dimensioni più importanti. Eseguendo i controlli meno importanti con un altro strumento metrologico, magari più semplice da imparare e usare, il team del CQ potrà evitare i costosi ritardi della CMM, che resta la prima scelta per le caratteristiche ad alta tolleranza.

Come viene eseguita la FAI nel contesto della globalizzazione?

Ormai la FAI è diventata un progetto globalizzato. I prodotti sono costituiti da centinaia di componenti fabbricati da una miriade di subappaltatori e fornitori con sede in diverse località del pianeta e dotati di processi di fabbricazione diversi fra di loro. Una volta assemblati, tutti i componenti devono combaciare e allinearsi in modo corretto per ottenere prodotti validi e privi di difetti in grado di alterarne le prestazioni e l’efficienza.

Per illustrare questo concetto, prendiamo in esame una parte progettata da un produttore automobilistico in Europa. Il modello digitale viene inviato a un subappaltatore in Asia, che modella e produce la parte che verrà assemblata sulle auto in uno stabilimento del Sud America. La casa automobilistica eseguirà la FAI e un primo assemblaggio per mettere in evidenza i difetti. Le incongruenze verranno segnalate al subappaltatore, che correggerà la propria attrezzatura prima di inviare un nuovo campione alla fabbrica. Anche in questo caso, i componenti potrebbero non innestarsi correttamente, costringendo il subappaltatore ad adattare la propria attrezzatura. Questo è solo l’inizio di un lungo viaggio di andata e ritorno.

Tuttavia, eseguendo la scansione della parte e inviandone il modello digitale, invece di spedirlo fisicamente dall’altra parte del mondo per eseguire la misura sulla CMM, è possibile ottenere enormi guadagni in termini di efficienza e tempo. In questo caso, è possibile eseguire un assemblaggio virtuale e valutare le correzioni senza spostare fisicamente le parti in tutto il mondo.

Qual è l’alternativa più efficace alla CMM?

Per migliorare, ottimizzare e accelerare la FAI, i produttori devono utilizzare una soluzione di misura alternativa alla CMM in grado di fornire ai professionisti del CQ l’accuratezza, la velocità, portabilità, versatilità e semplicità da essi richieste.

• • Accuratezza: la qualità delle misurazioni è essenziale per eseguire le ispezioni in precedenza gestite dalla CMM. La soluzione alternativa deve fornire risultati accurati, ad alta risoluzione e ripetibili, indipendentemente dalla qualità della configurazione di misura. Le misurazioni effettuate in officina devono essere indipendenti dalle instabilità ambientali. In altre parole, anche in caso di spostamento, vibrazione o oscillazione della parte durante l’ispezione deve essere possibile ottenere dati accurati e indipendenti dalla configurazione di misura.

• • Velocità: la CMM è lenta da usare e programmare, mentre la soluzione alternativa deve essere veloce e offrire configurazione rapida, scansioni in tempo reale e file pronti all’uso, in modo che i professionisti del controllo qualità possano accelerare la FAI, risparmiare tempo prezioso per l’acquisizione e l’analisi e limitare i tempi di inattività della produzione.

• • Portabilità: le indagini sugli utensili vengono spesso eseguite direttamente in linea di produzione. Pertanto, gli specialisti del controllo qualità devono disporre di un dispositivo in grado di operare in diverse condizioni ambientali senza influenzare negativamente le prestazioni o l’accuratezza. A differenza della CMM, che deve trovarsi in un ambiente controllato, occorre poter spostare lo strumento di misura alternativo nel luogo in cui si trova la parte.

• • Versatilità: per garantire la qualità del prodotto e migliorare la diagnostica, la soluzione alternativa deve misurare oggetti di diverse dimensioni e forme dotate di geometrie e finiture superficiali complesse, una caratteristica ormai standard per le parti di nuova progettazione.

• • Semplicità: infine, lo strumento di misura alternativo deve essere facile da imparare e usare e non deve richiedere lunghi tempi di programmazione, consentendo anche alle persone prive di formazione, competenze o esperienze di lavorare con profitto.

   

  

  L’ingegnere della voestalpine esegue un’ispezione primo articolo con lo scanner MetraSCAN 3D

   

  Cosa è possibile ottenere con la tecnologia di scansione 3D per la FAI?

  La tecnologia di scansione 3D soddisfa tutti questi requisiti ed è una valida alternativa alla CMM. I motivi sono i seguenti:

  Accuratezza delle misurazioni eseguite in officina

  Gli scanner 3D consentono al team del CQ di recarsi nel reparto di produzione ed eseguire la FAI in qualsiasi momento, eliminando le perdite di tempo e riducendo i costi legati al trasferimento di una parte difettosa dall’officina alla CMM. Grazie alla possibilità di misurare le parti nelle officine, luoghi spesso caratterizzati da variazioni di temperatura, vibrazioni e oscillazioni, e spostarle nell’impianto di produzione senza alcun effetto negativo in termini di accuratezza, gli scanner 3D per metrologia, come ad esempio Creaform MetraSCAN 3D, possono eseguire la FAI su parti grandi e pesanti e sugli elementi meno critici.

  Breve fase di apprendimento

  Grazie all’interfaccia intuitiva e al design ergonomico, le apparecchiature di scansione 3D sono facili da usare e imparare. Grazie alla riduzione dei tempi di impostazione e acquisizione, gli scanner di livello metrologico come HandySCAN 3D consentono alle persone non dotate di specializzazione metrologica di eseguire analisi dettagliate. Una tale accessibilità e facilità d’uso riduce i ritardi nella correzione e nel rilevamento dei difetti delle prime parti.

  Alta densità delle informazioni per eseguire analisi dettagliate

  Con gli scanner 3D, il team del CQ può digitalizzare forme complesse usando un gran numero di dati e senza alcun contatto, eseguendo un’analisi più dettagliata della FAI. Le mappe dei colori indicano rapidamente i difetti del processo di fabbricazione e l’impostazione della macchina responsabile di tali inconvenienti. La densità delle informazioni accelera la risoluzione dei problemi e il processo decisionale per i primi articoli.

  Infine, gli scanner 3D costituiscono un enorme passo avanti per la FAI nel contesto della globalizzazione. La tecnologia di scansione 3D può eseguire una FAI virtuale in grado di produrre prime parti fisiche che siano compatibili al primo tentativo. La tecnologia attuale è in grado di consentire questi risultati. Occorre solo integrare queste nuove conoscenze nella formazione, cultura e mentalità dei produttori.

   

  

  Risultati della mappa colori del cruscotto in VXinspect

  La scansione 3D consente di migliorare, ottimizzare e accelerare l’ispezione primo articolo

  Aggiungendo uno scanner 3D per metrologia al proprio kit di strumenti di misura, è possibile eseguire delicate ispezioni degli elementi ad alta tolleranza usando la sola CMM, lasciando tutti i controlli restanti alla scansione 3D. Ciò garantisce la qualità dei prodotti in tutta la filiera globale, migliora la diagnostica dei problemi di qualità segnalati e accelera la FAI eseguita anche dalle aziende alle prese con risorse limitate e requisiti rigidi.

  Inoltre, le soluzioni di scansione 3D ottimizzano la FAI riducendo i ritardi dovuti all’uso della CMM e il tempo necessario per l’applicazione delle regolazioni prima della produzione di massa. Di conseguenza, l’ottimizzazione della FAI permette ai reparti di controllo qualità di identificare rapidamente i problemi e proporre soluzioni in modo rapido. In questo modo è possibile ottenere prime parti di qualità superiore, compatibili con l’assemblaggio al primo tentativo e in grado di soddisfare i requisiti dei clienti, aumentando la soddisfazione, le vendite e la redditività delle imprese.