Wie menschliche Expertise die Qualität der Metallprüfung prägt

Sind visuelle oder mechanische Inspektionen jemals wirklich 100 %?

Metallprüfung ist ein kritischer Schritt im Fertigungsprozess, um die Qualität kleiner Metallteile zu sichern, die Komponenten von (buchstäblich) unzähligen Produkten sind. Doch das Konzept der 100%-Prüfung ist eine knifflige Angelegenheit.

Denn egal welche Prüfmethode Sie nutzen: Es ist für Menschen unmöglich, jeden winzigen Abschnitt einer Teileoberfläche zu untersuchen – 100%-Prüfung ist also nicht exakt 100%.

Whats, Hows und Whens der Metallprüfung

Bei Metal Cutting führen wir typischerweise zu Beginn jedes Projekts einen Stichprobenplan durch. Darin legen wir fest, welche Dimensionen der gefertigten Teile – Durchmesser, Länge etc. – geprüft werden, sowie wie und wann diese Prüfungen erfolgen.

Als Regel nutzen wir einen c=0-Stichprobenplan mit zugehörigem Acceptable Quality Level (AQL), der bestimmt, wie viele zufällig gewählte Teile pro Los geprüft werden. Basierend auf diesem Plan: Fällt auch nur ein zufällig gewähltes Teil durch die Prüfung, muss 100%-Prüfung durchgeführt werden.

Metallprüfung kann im Wareneingang, an festgelegten Schritten im Produktionsprozess, am Ende der Fertigung (vor Verpackung und Lieferung) oder all dem erfolgen. Zudem kann eine Prüfung durch einen Zufallsfund angefordert werden.

Beispielsweise bemerken wir bei der Inventur eingehender kundengelieferter Materialien – wie lange Stäbe oder Rohre, die in Kleinteile zugeschnitten werden – Riefen, Kratzer oder andere Oberflächenfehler, die das Endprodukt beeinträchtigen könnten. Wir weisen den Kunden darauf hin. Der Kunde würde dann wahrscheinlich eines von drei Dingen tun:

• Rückführung des Materials zum Lieferanten verlangen
• Freigabe zur Nutzung des Materials wie es ist erteilen
• Metal Cutting auffordern, 100%-Sichtprüfung zur Eliminierung defekter Materialien durchzuführen

Da die Prüfung von Metallteilen auf Qualität Teil unserer DNA ist, sind wir immer bereit, solche Anfragen zu erfüllen. Der Jobpreis muss jedoch neu kalkuliert werden, wenn kundengeliefertes Material erhöhte Prüfzeit verursacht. Zudem erinnern wir Kunden stets daran, dass selbst 100%-Sichtprüfung nicht 100% garantiert werden kann.

Zweifellos sind wir versiert in und verfügen über ein Array automatisierter Sichtprüfmaschinen mit diversen Fähigkeiten, die sehr hohe Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit aufweisen. Diese Maschinen sind jedoch im Voraus für spezifische Aufgaben konzipiert.

Unsere automatisierten Prüfmaschinen sind nicht für die Arten unvorhergesehener visueller Defekte ausgelegt, die an Metallteilen durch unsere Lieferanten oder die Rohmateriallieferanten unserer Kunden entstehen. In transaktionaler Hinsicht: Niemand will uns bezahlen, eine Maschine zu haben und zu nutzen, um etwas zu finden, das gar nicht erst da sein sollte.

Daher werden diese zusätzlichen 100%-Sichtprüfungen von menschlichen Augen durchgeführt.

Ist visuelle Metallprüfung 100 %?

Sichtprüfung wird häufig genutzt, um diverse Oberflächenprobleme an Metallteilen zu detektieren – von Korrosion und Kontamination bis zu Rissen und Oberflächenunregelmäßigkeiten, die die Produktleistung beeinflussen können. Diese Art der Metallprüfung reicht von bloßer Augensicht bis zu hochentwickelten optischen Werkzeugen wie Hochvergrößerungsmikroskopen.

100%-Sichtprüfung bedeutet generally, kleine Teile auf möglichst naher Ebene zu betrachten – z. B. kleine Rundstäbe oder Rohre unter dem Mikroskop rollen, um jeden winzigen Abschnitt der Teileoberfläche zu untersuchen.

Das erfordert, dass ein Mensch das Teil physisch bewegt und sicherstellt, dass die Oberfläche an allen 360° des Rohr- oder Stenumfangs entlang 100% der Teillänge untersucht wird. Ein Blinzeln – und ein winziger, aber wichtiger Fehler wird leicht übersehen.

Hinzu kommt: Sichtprüfer entscheiden basierend auf Erfahrung, ob ein Teil besteht oder durchfällt, indem sie relative Größe, Färbung, Tiefe und andere Merkmale eines Fehlers beurteilen – die Ergebnisse sind subjektiv. Zudem sind Menschen fehlbar, und selbst der gewissenhafteste Prüfer kann Fehler machen.

Tatsächlich ist menschliches Versagen ein normaler Teil jedes Prozesses, wo Menschen involviert sind – besonders bei hohen Volumen und hochwiederholenden Aufgaben. Unter zahlreichen Produktivitätsstudien und Daten ist der Konsens: Bei hochvolumigen Aktivitäten zeigen Menschen oft Genauigkeitsraten von 80% bis 90%, mit steilem Abfall nach einer bestimmten Wiederholungszahl.

Ein menschlicher Handler kann ein Mikrometer falsch lesen, Teile in den falschen Behälter legen oder im entscheidenden Millisekundenmoment "blinzeln". Selbst bei binärer Gut/Schlecht-Prüfung beeinflussen Urteil und menschlicher Fehler die Ergebnisse einer 100%-Sichtprüfung.

Es geht nicht darum, dass eine bestimmte Person unfähig zu 100% Genauigkeit bei einer bestimmten Aufgabe ist. Aber im Gegensatz zu mechanisierten oder computergestützten Aufgaben fällt es Menschen sehr schwer, perfekt zu sein. Irren ist menschlich!

Ist mechanische Metallprüfung 100 %?

Metallprüfung beschränkt sich nicht auf Sichtprüfung "nach Auge" oder mit optischen Werkzeugen; viele Hersteller (einschließlich Metal Cutting, wie oben erwähnt) nutzen auch diverse Maschinen, die vieles des Teileprüfprozesses automatisieren.

Man kann Geräte kaufen, die 100% der Teile perfekt auf Dimensionen und einige Farbeigenschaften prüfen. Aber wann immer Urteil nötig ist oder kein Gut/Schlecht-Standard existiert, kann mechanische Prüfung (wie Sichtprüfung) nicht 100% garantiert werden.

Beispielsweise nutzt Wirbelstromprüfung (ECT) elektromagnetische Induktion, um Metallteile auf Oberflächenfehler wie Risse, Gruben und Korrosion zu prüfen. Sie misst auch Wanddicken von Dünnwandrohren.

Da ECT auf indirekter Messung basiert, variiert die Korrelation zwischen Instrumentenwerten und strukturellen Eigenschaften der geprüften Teile und muss je nach spezifischer Anwendung sorgfältig etabliert werden. (Mehr über Wirbelstromprüfung.)

Der menschliche Faktor bei mechanischer Prüfung

Es gibt auch einen menschlichen Faktor bei der mechanischen Prüfung von Metallteilen, der Raum für menschliches Versagen in entscheidenden Schritten lässt – wie Programmierung der Maschinen und Beleuchtungseinstellung für Werkzeuge wie Bildvermesssysteme. Menschen haben buchstäblich Hand an Aufgaben wie Teilezufuhr in Maschinen und Druckausübung bei Mikrometern und anderen Messgeräten.