Werkstoffzeugnisse 3.1 / 3.2
Nach EN 10204, mit jedem gelieferten Los.
Qualität und Rückverfolgbarkeit
Dokumentierte Qualität mit jedem Los: Werkstoffzeugnisse 3.1/3.2 nach EN 10204, Maßprotokolle, Erstmusterprüfbericht, SPC und CpK, Chargen- und Schmelzennummer-Rückverfolgbarkeit, GD&T nach ISO 1101 und ASME Y14.5.
Was mit den Teilen mitgeht
Chargenrückverfolgbarkeit
Jedes Teil ist bis zur Schmelzennummer des Werkstoffs rückverfolgbar.
Erstmusterprüfbericht
EMPB nach AS9102, vor Freigabe der Serie.
Maßprotokolle
3D-Messung über den gesamten Prozess, mit Protokoll für jedes Los.
SPC und CpK
Statistische Prozesskontrolle für kritische Maße.
GD&T
Auslegung nach ISO 1101 und ASME Y14.5.
PPAP und 8D
Produktionsfreigabe-Dokumentation und strukturierte Reklamationsbearbeitung.
Ein Einkäufer verlangt das nicht bei jedem Bauteil. Er verlangt es, wenn das Bauteil sicherheitsrelevant ist - ein Bahnteil, eines in druckbeaufschlagter Hydraulik, eines, von dem anderes abhängt. Deshalb ist die obige Liste vollständig und nicht selektiv.
Werkstoffzeugnisse: was welcher Typ aussagt
EN 10204 beschreibt nicht die Güte des Stahls, sondern wer was garantiert und auf welcher Prüfgrundlage. Vier Typen in zwei Familien: zwei Erklärungen ohne Prüfergebnisse und zwei mit ihnen. Der Unterschied entscheidet, ob sich ein geliefertes Los bis zur Schmelze zurückverfolgen lässt.
| Typ | Was er bestätigt | Wer ihn ausstellt |
|---|---|---|
| 2.1 | Werksbescheinigung: Erklärung der Übereinstimmung mit der Bestellung. Ohne Prüfergebnisse, ohne Messwerte. | Der Hersteller, ohne unabhängige Prüfung. |
| 2.2 | Werkszeugnis: Erklärung der Übereinstimmung mit Ergebnissen aus nichtspezifischer Prüfung - Proben aus der laufenden Fertigung, nicht aus dem gelieferten Los. | Der Hersteller. |
| 3.1 | Abnahmeprüfzeugnis mit Ergebnissen aus spezifischer Prüfung am gelieferten Werkstoff: chemische Zusammensetzung der Schmelze, mechanische Kennwerte aus Proben. | Die von der Fertigung unabhängige Prüfstelle des Herstellers. |
| 3.2 | Dieselbe spezifische Prüfung, jedoch von zwei Seiten vereinbart und bestätigt. | Die Prüfstelle des Herstellers gemeinsam mit einem Beauftragten des Bestellers oder einem zugelassenen Prüfer. |
Die Typen 2.1 und 2.2 sind Erklärungen ohne Prüfung am gelieferten Los; 3.1 und 3.2 tragen spezifische Ergebnisse. Der Typ wird mit der Bestellung festgelegt: Der Besteller fordert ihn an, die Norm wählt ihn nicht an seiner Stelle.
Das Zeugnis folgt der Schmelze, nicht dem Bauteil
Ein 3.1-Zeugnis bescheinigt den Werkstoff, aus dem das Bauteil entstanden ist, ausgewiesen über die Schmelzennummer. Über die Maße des Bauteils sagt es nichts - dafür steht das Maßprotokoll. Die beiden Dokumente beantworten verschiedene Fragen: woraus es besteht und wie es geworden ist.
Was Rückverfolgbarkeit trägt
Ein Werkstoffzeugnis ist so viel wert wie die ununterbrochene Verbindung zwischen geliefertem Los und Schmelzennummer: die Stange im Wareneingang gekennzeichnet, die Kennzeichnung über das Sägen hinweg erhalten, die Nummer auf den Losbegleitschein übernommen. Ein Zeugnis ohne diese Verbindung ist ein Papier über irgendeinen Stahl.
Wann 3.1 genügt und wann nicht
Für die meisten Zerspanungsteile ist 3.1 die geforderte Stufe: Ergebnisse am gelieferten Werkstoff, gezeichnet von einer von der Fertigung unabhängigen Stelle. 3.2 wird dort verlangt, wo die Abnahmebedingungen eine zweite bestätigende Seite vorsehen - und das gehört vor die Bestellung, weil es die Art ändert, wie der Werkstoff eingekauft wird.
Was auf die Zeichnung oder in die Bestellung gehört
Der Zeugnistyp, der Werkstoff mit seiner Norm und, wo nötig, die Kennzeichnungspflicht am Bauteil. Eine Bestellung, die nur „mit Zeugnis“ sagt, überlässt den Typ dem Lieferanten - und im Wareneingang kann sich zeigen, dass es nicht der erwartete war.
Allgemeintoleranzen: Was nicht auf der Zeichnung steht, gilt trotzdem
Auf jeder Zeichnung tragen die meisten Maße keine eigene Toleranz. Frei sind sie deshalb nicht: Sie folgen der Allgemeintoleranz, in der Regel ISO 2768. Fehlt dieser Eintrag, nimmt jede Seite etwas anderes an - und Annahmen zeigen sich erst im Wareneingang.
| Nennmaßbereich mm | Klasse f fein [mm] | Klasse m mittel [mm] |
|---|---|---|
| 0,5 – 3 | ±0,05 | ±0,1 |
| über 3 – 6 | ±0,05 | ±0,1 |
| über 6 – 30 | ±0,1 | ±0,2 |
| über 30 – 120 | ±0,15 | ±0,3 |
| über 120 – 400 | ±0,2 | ±0,5 |
| über 400 – 1000 | ±0,3 | ±0,8 |
Grenzabmaße für Längenmaße nach ISO 2768-1. Die Norm kennt außerdem die Klassen c (grob) und v (sehr grob); Teil 2, ISO 2768-2, regelt die allgemeinen Form- und Lagetoleranzen in den Klassen H, K und L.
Warum die Klasse zählt
Bei einem Maß von 300 mm ergibt Klasse f ein Fenster von 0,4 mm, Klasse m eines von 1 mm - zweieinhalbmal so breit. Der Unterschied ist nicht theoretisch: Er entscheidet, ob eine Fläche im ersten Schnitt fertig wird oder einen zusätzlichen Schlichtgang braucht, bei jedem Stück der Serie.
Feiner ist nicht besser
Ein vorsorglich überall gesetztes „ISO 2768-f“ zieht auch die Maße enger, die keine Funktion haben - Abstände zu einer freien Kante, Freistichlängen, Fasentiefen. Jedes davon muss dann gehalten und geprüft werden. Die Klasse richtet sich danach, was das Bauteil tut, und funktionale Maße erhalten ihre eigene Toleranz, direkt am Maß.
Eine Allgemeintoleranz ersetzt keine Passung
Eine Passung - H7 für eine Lagerbohrung, h6 für einen Wellenzapfen - entsteht nie aus einer Allgemeintoleranz: Bei 50 mm bedeutet H7 ein Fenster von 25 µm gegenüber den 600 der Klasse m - vierundzwanzigmal enger. Passungen, Rauheit und Bezüge gehören an das Maß, nicht in den Eintrag in der Ecke.
Wenn der Eintrag ganz fehlt
Eine Zeichnung ohne Allgemeintoleranz ist keine Zeichnung ohne Toleranzen, sondern eine mit unentschiedenen Toleranzen. Das wird vor dem Angebot geklärt, nicht nach der ersten Lieferung - sonst ist der Preis auf eine Annahme gerechnet und das Bauteil gegen eine andere geprüft.
Die Maßkette
Eine enge Toleranz an einem Maß überträgt sich nicht unverändert auf die Baugruppe. Maße addieren sich, und die Art der Addition verändert das Ergebnis um ein Mehrfaches. Das ist die Frage, die eine einzelne Teilezeichnung nicht beantwortet.
- Ungünstigster Fall
- Statistisch (RSS)
- Um wie viel enger
Lineare Rechnung an einer Kette paralleler Maße. Eine reale Kette kann Maße mit unterschiedlichem Vorzeichen und unterschiedlicher Richtung enthalten; diese werden algebraisch nach dem Baugruppenschema summiert.
Direkte Summierung
Es wird angenommen, dass jedes Maß am ungünstigsten Ende seiner Toleranz liegt, alle in dieselbe Richtung. Das Ergebnis ist die Summe der Toleranzen und wächst linear mit ihrer Anzahl: Zehn Maße mit ±0,01 mm ergeben ±0,1 mm. Es ist das einzige Ergebnis, das nie überschritten werden kann.
Wurzel der Quadratsumme
Sind alle Maße zentriert, voneinander unabhängig und normalverteilt, heben sich die Abweichungen teilweise auf. Die Summe wächst dann mit der Wurzel aus der Anzahl der Maße statt mit ihrer Anzahl: dieselben zehn ergeben ±0,032 mm statt ±0,1 mm.
Was die statistische Methode nicht sagt
RSS ist eine Erwartung, keine Zusage. Sie setzt zentrierte, unabhängige Prozesse voraus - eine Annahme, die fällt, wenn ein Merkmal systematisch driftet, wenn zwei Maße aus derselben Aufspannung stammen oder wenn die Losgröße zu klein ist, als dass Statistik etwas bedeuten würde. Bei einem kritischen Bauteil oder einer kleinen Serie gilt die Zahl aus der direkten Summierung.
Was ein Fähigkeitsindex aussagt - und wann er nichts aussagt
Wenn Sie bei der Lieferantenqualifizierung Cpk verlangen, lohnt es sich, vorab einig zu sein, was die Zahl bedeutet. Unten steht die Definition, kein Versprechen: Welchen Wert ein konkreter Prozess erreicht, wird an Ihren Teilen gemessen und nicht auf einer Website verkündet.
Cp und Cpk messen nicht dasselbe
Cp vergleicht die Breite der Toleranz mit der Streuung des Prozesses - das Toleranzfeld geteilt durch sechs Standardabweichungen. Es sagt, wie schmal die Verteilung ist, aber nicht, wo sie liegt. Cpk nimmt die Lage hinzu: wie nah der Mittelwert an der näheren Grenze liegt. Ein Prozess kann gutes Cp und schlechtes Cpk haben - geringe Streuung, schlecht zentriert. Deshalb ist Cpk die verlangte Kennzahl, und Cp allein sagt zu wenig.
Was der Wert bedeutet
Für einen stabilen, zentrierten, normalverteilten Prozess gilt: Cpk 1,00 heißt, die Streuung füllt die Toleranz genau aus - rund 2.700 Teile je Million liegen außerhalb. Cpk 1,33 lässt beidseitig eine Standardabweichung Reserve, etwa 66 je Million; das ist der in der Serienlieferung übliche Mindestwert. Cpk 1,67 sinkt unter ein Teil je Million und wird dort verlangt, wo ein Durchschlupf teuer ist. Der Schritt von 1,33 auf 1,67 ist kein „etwas besser“: Es sind rund hundertzwanzigmal weniger Teile außerhalb der Toleranz.
Wann die Zahl nichts aussagt
Der Index setzt einen stabilen Prozess voraus. Verschleißt das Werkzeug und wandert das Maß, liefert die Rechnung eine schöne Zahl über einen Prozess, der morgen aus der Toleranz läuft - deshalb wird der Trend beobachtet, nicht nur der Index. Er setzt genügend Teile voraus: Ein Cpk aus fünf Stück ist Arithmetik, kein Nachweis. Und er setzt ein passendes Messsystem voraus - verbraucht die Messunsicherheit einen nennenswerten Teil der Toleranz, misst die Zahl das Messmittel und nicht den Prozess.
Was Sie von uns bekommen
Welche Merkmale statistisch überwacht werden, wird auf der Zeichnung beim Angebot vereinbart, nicht nach der Lieferung - in der Regel die Funktionsmaße, nicht alle. Für jedes werden Stückzahl, Messmittel und Stichprobenabstand festgelegt. Das Maßprotokoll je Los geht ohnehin mit jeder Lieferung hinaus; der Fähigkeitsindex kommt dort hinzu, wo er verlangt wurde und wo die Serie groß genug ist, um etwas zu bedeuten.
Zertifizierungen
Wir führen hier keine Zertifikate auf, die wir nicht auf Anfrage vorlegen können. Was jedem gelieferten Los beiliegt, steht oben - Dokument für Dokument. Zum aktuellen Stand der Zertifizierung schreiben Sie uns.
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