Technische Sauberkeit

QM und die Technische Sauberkeit

• Definition von Sauberkeitsanforderungen und Eingriffgrenzen
  
• Machbarkeitsprüfung
  
• Qualitätsvorausplanung
  
• Verhalten der Mitarbeiter / Arbeitsschutz
  
• Möglichkeit des Schmutzeintrags durch den Mitarbeiter - Kontamination
  
• Definition der Extraktions- und Analyseverfahren
  
• Erstellung der Prüfvorgaben
  
• Laborumgebung
  
• Qualifikation des Prüfpersonals
  
• Auswertung - SPC

Beispiele für relevante Sauberkeitsaspekte im Fahrzeug:

• Bremssystem
  
• Kraftstoffsystem
  
• Lenkung
  
• Motor und Getriebe in Bezug der Schmierstoffe und Öle
  
• Kühlsystem
  
• Einstritzsystem
  
• Klima und Lüftung
  
• Ansaugtrakt
  
• Abgasssystem / Abgasrückführung
  
• Abgasnachbehandlung

Mögliche Schäden durch verunreinigte Bauteile im System

• Verstopfen der Versorgungsleitungen
  
• Blockierung des Systems
  
• Starke Abnutzung der Lager = Verschleiß
  
• Materialabrieb 
  
• Kurzschlüsse
  
• Funktionsstörungen
  
• Naher und entfernter Folgeschaden beachten

Beispiele typischer Probleme im heutigen Stand der Technik

• Verkokungen im Motor durch Abgasrückführung
  
• Ventile, Ventilsitzringe, ARG-Ventil
  
• Verkokung durch Direkteinspritzung, da das Einlassventil nicht mehr mit Kraftstoffumspült wird, wie bei einer Saugrohreinspritzung

Maßgebliche Risikofaktoren

• Schadensausmaße
  
• Partikelgrößen und Partikelmengen
  
• Werkstoffeigenschaften und Resistenzen
  
• Wahrscheinlichkeit der Schadeneintritts

Verunreinigungen durch:

• Partikel (Metall, Kunststoff, Schleifmittel)
  
• Rückstände wie Fette und Öle
  
• Stäube

Bauteilkonstruktion

• Schon bei der Konstruktion und Auswahl der verwendeten Werkstoffe ist das Thema der technischen Sauberkeit im späteren System von zentraler Bedeutung

  • Partikel Vermeidung vor Entdeckung!!!
    
  • Flussoptimierte Kanal- und Rohrführungen
    
  • Beständigkeit der verwendeten Materialien
    
  • Mögliche Rückstände im System
    
  • Einsatz von Filtersystemen und Strömungselementen
    
  • Absicherung und Detektiv von Verunreinigungen
    
  • Abrasivität
    
  • Abscherbarkeit von Partikeln
    
  • Leitfähigkeit in elektronischen Systemen
    
  • Lessons Learned aus Reklamation, Feldausfällen und Analysen

Prozess-Design

• Auch im Hinblick des Produktionsprozesses gibt es einige zu beachtende Faktoren

  • Abrieb durch Produktionsanlagen bzw. Händischen Tätigkeiten wie der Montage oder Nacharbeit
    
  • Umgebungsbedingungen
    
  • Personal
    
  • Mögliche Überwachungseinrichtungen
    
  • Warnung und Instandhaltung der Produktionsanlagen
    
  • Lagerung des Vormaterials / Zwischenlagerungen
    
  • Spätere Verpackung zum Schutz des Bauteils (Verschließen der Rohrkanäle beim Transport)
    >> Klassifizierung von Sauberkeitsbereichen bzw. Sauberkeitsstufen

Möglicher Partikeleintag über:

• Personal - Verschleppung von Partikeln - Statische Aufladungen
  
• Fenster und Tore
  
• Stablerverkehr und Logistik
  
• Verpackungen wie Kartonage (Bei Elektronikbauteilen z. B. Verboten)
  
• Äußere und innere Verpackung beachten
  
• Lagerbereiche
  
• Laufgitter über Anlagen und Maschinen
  
• Umgebungsluft vs. Raumluft
  
• Abrieb prozessbedingt bzw. Durch Montagetätigkeiten
  
• Nacharbeit
  
• Lüftungsanlagen

Mögliche Maßnahmen im Prozess

• Einhausung sensibler Prozessbereiche
  
• Schutzkleidung des Personals
  
• Schulung der Mitarbeiter im Umgang relevanter Produkte
  
• Trennung von Prozessbereichen
  
• Raumluftfilteranlagen
  
• Lagerbereiche entsprechend ausstatten und ggf. trennen - 
• Sauberlagerbereiche
  
• Geeignete Ladungsträger vorsehen
  
• Regelmäßige Wartung und Instandhaltung
  
• Einsatz geeigneter Betriebsmittel
  
• Restschmutzanalysen durchführen
  
• Regelmäßige Reinigung der Arbeitsplätze
  
• 5S Methode anwenden
  
• Entmagnetisieren
  
• Ionisation

Prozessbedingte Flüssigkeiten, welche Partikel binden bzw. lösen können

• Waschmedium
  
• Fügehilfe
  
• Kühlschmiermitte
  
• Betriebsflüssigkeit

Beurteilung der technischen Sauberkeit bei:

• Funktionsrelevanten Bauteilen
  
• Erstbemusterung
  
• Produktvalidierung - Produktaudit
  
• Qualitätssicherung
  
• Wareneingangs- und Ausgangskontrollen

Extraktion = Bebrobung

• Laborreinigungsschritte
  
• Filtration des Extraktionsmediums
  
• Abschiebung der extrahierten Partikel auf einen Analysefilter

Qualifizierung des Extrahierungsprozesses

• Bestimmung der Qualifikationskriterien
  
• Rahmenbedingungen festlegen
  
• Entsprechende Qualifizierungsuntersuchungen sich vor der Inbetriebnahme durchzuführen

Blindwerte

• Eventuelle Verunreinigungen und damit Verfälschung des Ergebnisses durch den Eintrag von Fremdpartikeln bei der Probenentnahme und Prüfung
  
• >> Auf entsprechende saubere Umgebungsbedingungen ist zu achten

Schritte der Sauberkeitsprüfung

1. Bereitstellung des Prüfobjekts 
   
2. Anforderungen an die Probenentnahme definieren
3. Gewinnung de Partikel vom Prüfobjekt, dies nennt man Extraktion 
   
4. Filtration der Partikel - nicht jedoch bei Anwendung der verkürzten Analyse 
   
5. Messtechnische Analyse der Partikel 
   
6. Dokumentation der Prüfung und der Ergebnisse

Mögliche Extraktionsverfahren

• Flüssige Extraktion
  • Ultraschall
    
  • Spritzen - Achtung hier kann es zu einer Verteilung der Partikel im System kommen und damit die Analyse verfälschen - Eine Nachbehandlung ist eventuell notwendig
    
  • Spülen
    
  • Schütteln
    
• Luft Extraktion
  
  • Durchströmen
    
  • Abblasen

Extraktionsverfahren

• Dieses wird bestimmt durch:
  • Prüfmedium
    
  • Darf das Bauteil nicht schädigen
    
  • Mechanische Reinigung
    
  • Dauer
    
  • Temperatur

Standardanalyse

• Gravimetrie - Ermittlung der Partikelgesamtmasse
  
• Lichtoptische Analyse - Vermessung der Partikel