Prečo sa vznikajú uvoľnené spojenia pri používaní nízkokvalitného nástroja na stláčanie?

Nadpis: Rozrezal som viac ako 500 zlyhalých spojení – tu je to, čo nízkokvalitné nástroje robia s vašimi spojeniami

Naším tímom pre analýzu zlyhaní a kvality

Posledných osem rokov som strávil rozrezávaním zlyhalých spojení. Nie v laboratóriu v bielych plášťoch – ale na výrobnej plošine, s ručnou pílkou a mikroskopom, keď som sa snažil zistiť, prečo spojenie, ktoré v pondelok vyzeralo v poriadku, v stredu zlyhalo.

Tu je nepríjemná pravda: väčšina týchto zlyhaní sa dala predísť. A takmer všetky začali práve nástrojom.

Západkový mechanizmus nie je voliteľnou funkciou – túto skutočnosť sme sa naučili ťažkou cestou.

Mali sme operátora, ktorý uprednostňoval starý kliešťový stláčací nástroj, pretože bol „rýchlejší“. Bez západkového mechanizmu – len stlačiť a uvoľniť. Zvonku vyzerali jeho stlačené spojenia v poriadku. Potom sme začali mať občasné poruchy na riadiacej doske – približne jeden zo 50 kusov neprešiel testom zapnutia napájania.

Rozrezali sme 20 jeho stlačených spojení. U 15 z nich boli viditeľné medzery medzi jednotlivými drôtovými vláknami a objímkou svorky. Nebolo žiadne studené zváranie. Išlo len o trecie spojenie, ktoré fungovalo dostatočne dlho na to, aby opustilo pracovnú plochu, ale nie dostatočne dlho na to, aby prežilo prepravu. „Rýchlejší“ nástroj tohto operátora nám stál úplný prepracovanie 47 riadiacich dosiek. Na druhý deň sme nahradili všetky kliešťové stláčacie nástroje na výrobnej ploche jednotkami so západkovým mechanizmom.

Lekcia za 740 USD, ktorá zmenila náš protokol kontrol.

Priemerná nákladová suma na odstránenie poruchy na mieste, ktorú uvádza Ponemon Institute vo výške 740 USD, sa mi zapísala do pamäte, pretože som ju zažil osobne. Nie na diaľnici – ale na výrobnej linke. Zariadenie zákazníka sa vytlačovnom zariadení vyplo. Hlavnou príčinou bola jediná nedostatočne stlačená vodičová koncovka na elektromagnetickom ventilu. Koncovka prešla vizuálnou kontrolou, no vytiahla sa pri sile menšej ako 50 lbf – teda len polovicu požadovanej špecifikácie.

Náklady zákazníka na výpadok výroby: 4 200 USD. Náklady na opätovné spracovanie: 1 100 USD. Stlačovací nástroj, ktorý spôsobil poruchu? Neprebiehajúci nástroj za 35 USD, ktorý sa používal tri roky bez jediného kalibračného preverenia. Tento 35-USD nástroj spôsobil priame straty vo výške 5 300 USD. Dnes vyžadujeme pre každý zakúpený nástroj povinné použitie mechanizmu s prebiehaním.

Opotrebovanie dielov je neviditeľné – až kým nie je.

Mali sme sadu dielov, ktorá vykonala približne 8 000 stlačení. Voľným okom stále vyzerala v poriadku. Poslali sme ju na rutinné meranie a dutina dielu bola o 0,06 mm širšia než špecifikovaná hodnota. To je menej než hrúbka ľudskej vlasoviny.

Vykonali sme test: 50 stlačení so zoskleným nástrojom a 50 so novým. Výsledky ťažného testu: zosklený nástroj dosiahol priemernú hodnotu 1 520 N, nový nástroj 1 850 N. Týchto 0,06 mm nám stálo 18 % ťahovej pevnosti – avšak bez meracieho prístroja to nebolo viditeľné.

Teraz merali šírku dutiny nástroja každý týždeň – nie raz mesačne, ale každý týždeň. A nástroje vymieňame po 5 000 cykloch – nie po 10 000 – pretože už po 8 000 cykloch sa ich kvalita začína zhoršovať.

Nedostatočné stlačenie nezlyhá okamžite – zlyhá na mieste zákazníka.

To je ten zákežný moment. Mierne nedostatočne stlačený kontakt môže úspešne prejsť testom spojitosti. Môže úspešne prejsť aj vibračným testom na skúšobnom stole. Počas prevádzkovej akceptácie v továrni bude fungovať bez problémov.

Potom sa však namontuje v teréne. Teplota prostredia sa mení od 10 °C do 40 °C. Vodič sa rozširuje a zužuje. Vibrácie z prilehlého zariadenia ho ešte viac uvoľnia. A potom jedného dňa – zvyčajne v najhoršom možnom okamihu – sa kontakt otvorí. Bez varovania, bez postupného zhoršovania. Jednoducho systém prestane fungovať.

Sledovali sme 47 porúch v prevádzke počas 18 mesiacov. 41 z nich boli nedostatočne stlačené spoje, ktoré prešli vizuálnou kontrolou, ale pri ťahovej skúške zlyhali. Už sa nepoliehame iba na vizuálnu kontrolu. Každý spoj s vysokou spoľahlivosťou podstupuje pred opustením dielne buď ťahovú skúšku, alebo meranie výšky stlačenia.

Keď sa drôt vytiahne, nástroj je takmer vždy hlavnou príčinou.

Osobne som vytiahol drôt z porušených kontaktov na troch rôznych zákazníckych miestach. V každom prípade vyzeral kontakt deformovane – avšak nie dostatočne. Drôtové vlákna boli stále lesklé. Nevytvoril sa žiadny studený zvar. Kov sa nezliačil; jednoducho bol len stlačený do seba.

Každý jednotlivý prípad sme spätne prešli až k opotrebovanému die, nesprávne nastavenému nástroju alebo k nástroju bez zámku. Žiadny z prípadov nebol spôsobený chybou operátora v zmysle nesprávnej techniky – vždy išlo o nástroj, ktorý nedokázal poskytnúť správnu silu alebo geometriu.

To zmenilo spôsob, akým nakupujeme. Teraz považujeme nástroje na stláčanie za presné prístroje, nie za spotrebný materiál. Dostávajú sériové čísla, záznamy o kalibrácii a plány výmeny – rovnako ako kľúče s nastaviteľným krútiacim momentom.

Vzdelávací medzier, ktorá nás takmer donútila ukončiť prevádzku.

Mali sme nového operátora, ktorý vyrábal stlačenia, ktoré vyzerali dokonale. Používal správny nástroj, správnu matricu a správny kábel. Avšak pri jednej dávke sme zistili, že každé stlačenie nedosahovalo požadovanú pevnosť v ťahu. Prečo? Držal rukoväte príliš blízko stredovej osi, čím znížil mechanický pák. Nástroj bol v poriadku. Vzdelávanie nebolo.

Teraz je praktický test stláčania súčasťou certifikácie operátorov – nie len prezentácia v PowerPointe. Každý nový operátor musí vykonať päť po sebe idúcich stláčaní, ktoré úspešne prejdú testom pevnosti v ťahu, kým mu bude povolené pracovať bez dozoru. Táto jednoduchá požiadavka znížila chyby spôsobené operátormi o 80 %.

Čo teraz robíme inak každý deň:

• Západkový mechanizmus ako neprekonateľná technická špecifikácia. Žiadne výnimky.

• Meranie dutiny formy každý týždeň – máme meradlo na každej pracovnej stolici.

• Výmena formy po 5 000 cykloch, nie po 10 000.

• Skúška ťahu pre každé spojenie s vysokou spoľahlivosťou – nie náhodný výber.

• Praktická certifikácia operátora, nie iba školenie v triede.

• Sériové čísla nástrojov spolu s protokolmi kalibrácie – sledujeme počet cyklov každého nástroja.

Zhrnutie od osoby, ktorá videla príliš mnoho zlyhaní:

Jednoduchý nástroj nie je lacný. Bude vás stáť opätovná práca, výpadky a zlyhania v prevádzke. Túto účtenku sme už platili viackrát, ako by som chcel priznať. Už ju neplatíme.