3 bewährte Methoden zur Druckprüfung komplexer CNC-Teile

Möglicherweise verfügen Sie über umfassende Kenntnisse darüber, wie kundenspezifische CNC-Bearbeitung funktioniert:

Sein intelligenter Einsatz von Technologie und modernster Ausrüstung und Robotik.

Seine Ingenieure helfen beim Design für die Fertigung und beim Design/Vorrichtungsbau.

Sein programmierter G-Code und M-Code ermöglichen eine korrekte, wiederholbare Teilefertigung.

Seine unglaubliche Präzision zur Einhaltung strenger Spezifikationstoleranzen.

Aber wissen Sie, wie man ein komplexes CNC-Teil testet? Schließlich müssen Sie sicher sein, dass all die harte Arbeit und die fortschrittlichen Prozesse ihren Zweck erfüllen und die Erwartungen der Kunden übertreffen. In diesem Artikel wird ein wichtiger Aspekt der Qualitätssicherung untersucht:die Druckprüfung.

Es gibt drei Hauptmethoden zur Druckprüfung komplexer CNC-Teile:

1. Luftzerfall
2. Massenfluss
3. Luft unter Wasser

Druckprüfung:Eine Schlüsselkomponente der Qualitätssicherung

Wenn Sie über die Prüfung hochwertiger CNC-Bearbeitungen nachdenken, denken Sie möglicherweise an technologisch fortschrittliche Prüfwerkzeuge, die die Grundlage des Qualitätsmanagementsystems einer seriösen CNC-Werkstatt bilden. KMG-Inspektion, Millipore-Prüfung, Härteprüfung, Rundheitsprüfung, Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit und mehr. Dies alles geht Hand in Hand mit den Zertifizierungen ISO 9001:2015 und IATF 16949:2016.

Es gibt jedoch auch andere spezielle Methoden zum Testen von Teilen, die unter Druck stehende Flüssigkeiten oder Gase enthalten. Porosität oder Hohlräume im Gussstück können dazu führen, dass Flüssigkeiten oder Gase aus dem Teil austreten. Dadurch kann nicht nur verhindert werden, dass ein Teil druckdicht ist, was die Leistung des Teils beeinträchtigt, sondern es kann auch zu innerer Korrosion oder sogar Oberflächenfehlern führen.

Ein komplexes CNC-bearbeitetes Teil kann nur ein Teil einer vollständigen Baugruppe sein, die aus einem Dutzend oder mehr miteinander verschraubten Teilen besteht. Um Vertrauen in das Endprodukt zu haben, muss der Hersteller unbedingt wissen, dass eine Verifizierung stattgefunden hat.

Wann ist ein Drucktest durchzuführen?

Drucktests können nach der Bearbeitung, Montage oder Vakuumimprägnierung durchgeführt werden, einem Prozess, bei dem die Porosität und Leckagewege von Gussteilen mit einem unter Druck stehenden Dichtmittel abgedichtet werden, um das Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen zu verhindern.

Wenn die Poka-Yoke-Methode nach der Montage durchgeführt wird (der häufigste Punkt, an dem ein Drucktest durchgeführt wird), wird festgestellt, ob der Montageprozess korrekt befolgt wurde und das CNC-bearbeitete Teil akzeptabel ist. Der Vorteil besteht darin, dass die gesamte Baugruppe durch einen Drucktest überprüft wird.

Abhängig von den Kundenanforderungen kann die Prüfung bis zu 100 % betragen, nur um sicherzustellen, dass es sich immer um ein gutes Teil handelt, aber das erhöht natürlich die Produktionskosten. In den meisten Fällen muss eine Kosten-/Wert-Entscheidung getroffen und gleichzeitig die Produktqualität gewahrt bleiben.

Arten der Druckprüfung für komplexe CNC-Maschinenteile

Luftzerfall

Eine Drucktest-Steuereinheit misst die Luftdruckänderung innerhalb des Teils. Sobald das Teil sicher in einer Vorrichtung eingespannt ist, wird Druckluft eingeleitet, bis das Teil gefüllt ist. Der Luftdruck liegt je nach Porengröße im Teil zwischen 5 psi und 90 psi, wobei 20–25 psi am häufigsten anzutreffen sind.

Nach etwa 30 Sekunden, wenn sich die Luftmoleküle nicht mehr bewegen, wird eine Messung durchgeführt, um festzustellen, wie stark der Druck abfällt und ob dieser innerhalb der akzeptablen Spezifikationen des Kunden liegt. Die Komplexität eines Teils bestimmt, wie lange der Test dauern wird, bis zu mehreren Minuten, wenn das Teil mehr Volumen enthält und der Kunde dies benötigt.

Beispiele aus dem wirklichen Leben sind Lufteinlässe oder Lufteinlässe für Motoren oder ein Motorgehäuse, in das Öl eingefüllt wird.

Massenfluss

Auch hier wird Luft im Bereich von etwa 20 psi in das Teil eingeleitet. Ein Manometer überwacht den Druck und zeigt an, wann das Teil vollständig gefüllt ist und 20 psi beträgt. Wenn zu diesem Zeitpunkt keine Luft mehr in das Teil eindringen kann, zeigt das Messgerät Null an. Wenn Luft durch Poren entweicht, registriert das Messgerät, dass Luft in das Teil eindringt, und zeigt so an, dass ein Leck vorliegt.

Je nach Teil und Leistungsanforderung muss nicht immer Null das Ziel sein. Oft kann eine kleine Leckrate, beispielsweise plus oder minus 5 sccm (Standardkubikzentimeter pro Minute), für ein Teil akzeptabel sein.

Luft unter Wasser

Eine eher „down and dirty“-Testmethode – da sie auf visueller Beobachtung und nicht auf einem Messgerät beruht – Luft unter Wasser ist bequem und genau und die Durchführung ist einfach. Ein mit Luft gefüllter Teil, bei dem alle Öffnungen verschlossen sind, wird in einen Wassertank abgesenkt. Die Inspektoren suchen nach kleinen Blasen wie Champagner oder großen Blasen, die aufsteigen, bis sie die Wasseroberfläche erreichen.

Da dieser Test auf einer visuellen Inspektion beruht, stellen Lichter unter Wasser sicher, dass alles gesehen werden kann.

Was wird druckgeprüft?

Es hängt alles vom Teil ab. Eine Halterung an einem Traktor? Keine Notwendigkeit. Eine Motorkomponente? Definitiv! Und wenn es wichtig genug ist, dass es zunächst getestet wird, wird es wahrscheinlich immer getestet. Der Teil ist einfach so wichtig.

Hochwertige CNC-Werkstätten verfügen über in ihre Prozesse integrierte Datenmatrix-Teilemarkierungssysteme. Sobald ein Teil einen Test besteht, wird ein Teilenummerncode hinzugefügt, sodass das Scannen und Verfolgen des Teils einfach ist. Jedes Teil ist während jedes Teils des Prozesses rückverfolgbar und es kann jederzeit in der Zukunft eine Aufzeichnung erstellt werden, die die Drucktestergebnisse dieses Teils, die Station, das Datum usw. zeigt.

CNC-Werkstätten müssen ihre Druckprüfkapazitäten entsprechend der Produktionsnachfrage anpassen. Wenn das Volumen es erfordert, dass neue Tests hinzugefügt werden, wird der Shop dies tun.

Steckervorteile sind Kundenvorteile

Nicht jede CNC-Maschinenwerkstatt ist in der Lage, jede Druckprüfmethode anzuwenden. Sie können Tests entweder an ein anderes Unternehmen vergeben oder diese Kapazität hinzufügen. Im Fall von Luft-unter-Wasser-Tests musste Stecker Machine ein großes Getriebegehäuse einer Druckprüfung unterziehen, daher wurde ein 8 x 10 x 6 Zoll großer Tank konstruiert, um den Testanforderungen dieses Projekts gerecht zu werden. Das Teil war so groß (das so viel Luft enthielt), dass Stahlgewichte hinzugefügt werden mussten, um das Teil unter Wasser zu ziehen.

Letztendlich ist es möglicherweise nicht wichtig, wo und wie die Tests stattfinden. Wichtig ist das Endergebnis:hochwertige, komplexe CNC-Teile zu einem fairen Preis. CNC-Maschinenwerkstätten, die über interne Druckprüfmöglichkeiten verfügen, können die Qualität bei jedem Schritt kontrollieren. Und da keine Teile verschickt werden müssen, verkürzt sich die Vorlaufzeit.

Obwohl die meisten Kunden darüber entscheiden, welcher Drucktest erforderlich ist (und welche Spezifikationen), wird möglicherweise eine erfahrene und sachkundige CNC-Maschinenwerkstatt von Kunden gebeten, ihre Meinung auf der Grundlage früherer Projekte mitzuteilen.

Wie Sie gelesen haben, ist das Leben einfacher (und effizienter), wenn eine CNC-Maschinenwerkstatt interne Fähigkeiten bietet, die Prozesse rationalisieren. Auf welche weiteren Mehrwertdienste sollten Sie bei der Bewertung eines Shops achten? Lesen Sie unsere Checkliste für Mehrwertdienste.

Über den Autor

Begann Ende 2006 bei SMC und hatte außerhalb des Werkstattunterrichts an der Oberschule keine Erfahrung in der Fertigung. Meine erste Aufgabe bestand darin, in einer Wertschöpfungszelle Ventilsitze und Führungen in Zylinderköpfe kleiner Motoren zu pressen, Merkmale zu bearbeiten, Komponenten zu installieren und kritische Abmessungen fertigzustellen. Nach einiger Zeit in der Montage wechselte ich in die Zerspanungstechnik und SMC unterstützte meine Ausbildung zum Maschinistengesellen. Ich habe mehrere Jahre als Maschinenschlosser gearbeitet, bevor ich 2023 in den Maschinenbau wechselte.