CAQ-Anwender EOS: Qualität für den industriellen 3D-Druck

Nichts ist unmöglich. Heutige Methoden der Lasersintertechnologie ermöglichen die Produktion von Gegenständen, deren Formen und Eigenschaften scheinbar nur durch die eigene Fantasie begrenzt sind. Bei diesem, auch als „3D-Druck“ bekannten, generativen Fertigungsverfahren werden räumliche Strukturen mit einem Laser aus einem pulverförmigen Ausgangs-Werkstoff aufgeschmolzen. Hierdurch entstehen Bauteile, welche gerade in den Bereichen Automotive, Medizintechnik und Luft- und Raumfahrt nicht zuletzt durch ihre einzigartige Kombination aus Leichtbau und Materialfestigkeit überzeugen.

EOS GmbH Electro Optical Systems ist weltweiter Technologie- und Qualitätsführer für High-End-Lösungen im Bereich des industriellen 3D-Drucks von Metallen und Kunststoffen. Als High-Tech-Anbieter im Bereich 3D-Druck vertraut EOS auf die Lösungen eines High-Tech-Anbieters von Lösungen im Bereich QM-Software: CAQ.Net der CAQ AG Factory Systems aus Rheinböllen.

Schicht für Schicht: Der modulare Ausbau

Bereits 1989 im bayerischen Krailling bei München gegründet, ist das Unternehmen EOS Technologie-Pionier und seit 1998 unter anderem zertifiziert nach ISO 9001. Diesem Qualitätsverständnis liegt auch der konsequente Einsatz von ganzheitlichen Softwarelösungen in den Bereichen Qualitätssicherung und Qualitätsmanagement zugrunde. Genauso wie im industriellen 3D-Druck-Verfahren einzelne Schichten gefertigt werden, welche das finale Gesamtkonstrukt bilden, so wurde auch das CAQ-System (Computer Aided Quality Assurance) bei EOS über die Jahre hinweg Modul um Modul zu einer wahrhaften Qualitätszentrale ausgebaut. Ausgehend von dem bereits 1999 eingeführten PMM.Net Modul zum Prüfmittelmanagement wurde das CAQ-System federführend durch Herrn Jürgen Pfeiffer, seines Zeichens Team Manager Quality Assurance bei EOS, sukzessive erweitert. Ob Prüfplanung und Qualitätsprüfung, Reklamationsmanagement und Lieferantenbewertung oder das Auditmanagement: Kaum ein qualitätsrelevanter Aspekt im Unternehmen wird nicht über das passende Modul gesteuert. Hierfür spricht auch, dass Änderungsmanagement, Erstmusterprüfung und Kennzahlenvisualisierung ebenfalls durch Lösungen der CAQ AG bewerkstelligt werden.

In der Serienfertigung angekommen

Diese starke Fokussierung auf das Thema Qualität im Hause EOS ist nicht zuletzt aufgrund der höchst anspruchsvollen und hoch regulierten Branchen, die bedient werden, notwendig. Verschiedenste Normenforderungen und Regelwerke verlangen, sämtliche Aspekte der Qualität im Produktionsprozess von Anfang an im Griff zu haben. Die Gründe hierfür sind offensichtlich. Denn mit der zurzeit noch gängigen Wahrnehmung, der industrielle 3D-Druck würde lediglich für die schnelle Herstellung von Prototypen eingesetzt, hat der heutige Einsatz und die zukünftige technologische Entwicklung tatsächlich nur noch wenig gemein: Der Trend geht eindeutig hin zu real einsatzfähigen Produkten und Kleinserienproduktion.

Die Vorteile überzeugen

Beispielhaft hierfür ist unter anderem der Einspritzkopf des zukünftigen Ariane 6 Raketentriebwerks zu nennen. Dank des 3D-Druck-Verfahrens bei der Herstellung des Oberstufentriebwerks zählt dieses statt 248 Teile nur noch eines – bei gleichem Funktionsumfang und maximal reduziertem Zeitaufwand. Bei konventioneller Fertigung würden im Bereich der Einspritzelemente über 8.000 Querbohrungen in Kupferhülsen gebohrt werden, die anschließend mit den 122 Einspritzelementen präzise verschraubt werden müssten. Verriegelungswellen für die Türen des Passagierflugzeugs A350, Serienbauteile von Airbus-Triebwerken von MTU oder die Produktion von Orthesen, Implantaten oder medizinischen Instrumenten im Bereich der durch die ISO 13485 reglementierten Medizintechnik sind nur einige weitere der vielfältigen Einsatzbereiche der Technologie.

Einbindung in die Systemlandschaft

Ganz im Sinne des Gedankens von Industrie 4.0 und der unternehmensweiten Effizienzsteigerung und Datentransparenz gestaltet sich das Thema der Integration von ERP-System und CAQ-Software im Hause EOS. Das CAQ-System ist hierzu direkt mit dem SAP S4/HANA ERP-System verbunden, welches die Vernetzung und den beidseitigen Datenaustausch gewährleistet. Die Vorteile einer solchen Anbindung liegen auf der Hand, denn somit entfallen sowohl die Arbeit einer doppelten Datenpflege wie auch potenzielle Fehlerquellen, die aus verlustbehafteten Schnittstellen oder einer manuellen Datenübertragung resultieren könnten. Ob Auftragsnummer, Losgröße, Artikelnummer, externe Auftragsnummer, Kundennummer oder Prüfplatz: Alle prüfungsrelevanten Daten werden automatisch zwischen ERP und CAQ bidirektional ausgetauscht.

Die entsprechende Hardware-Anbindung schreitet bei EOS ebenfalls stetig voran. Mittels des APE.Net Moduls zum automatischen Messdatenimport werden in Zukunft die durch Messmaschinen wie Zwick Z050 Zugprüfmaschine (Zwick Expert Software) oder ACCURA 3D Koordinatenmesssystem (CALYPSO Software) erfassten Prüfdaten automatisch in die CAQ-Software übertragen und können dort sofort weiterverarbeitet werden.

Qualität von Anfang an

Da über die Verlässlichkeit von Informationen bereits bei ihrer Erfassung entschieden wird, sind einwandfrei funktionierende Prüfmittel für die Qualitätsüberwachung bei EOS unumgänglich. Um gewährleisten zu können, dass die eingesetzten Prüfmittel immer korrekt kalibriert und in einwandfreiem Zustand sind, kommt das PMM.Net Prüfmittelmanagement-Modul zum Einsatz. Durch dieses werden die Beschaffung, der Einsatz und die Überwachung sämtlicher Prüfmittel organisiert. Konkret werden bei EOS über 8.000 Prüfmittel und Werkzeugsätze global verwaltet. Dies bildet eine wesentliche Grundlage für die Qualitätssicherung in der Supply Chain an den Standorten und im Feld.

Prüfplanung und Prüfauftragsbearbeitung

Bei EOS werden die komplette Werkstoffprüfung im Polymerbereich, die System- und Wareneingangsprüfungen sowie die Prüfungen von im Haus produzierten AM-Kunststoffteilen im Compact.Net Modul für Prüfplanung und Qualitätsprüfung abgebildet. Auch wird die komplette Checkliste in diesem Modul abgebildet, anhand der jede EOS-Maschine vor der Auslieferung geprüft wird. Bei der gesamten Prüfplanung und Prüfauftragsbearbeitung unterstützen neben Funktionen zur Chargenverfolgung und Auswertung auch die so genannten Familienprüfpläne. Häufig sind verschiedene Produkte sich sehr ähnlich und Merkmale unterscheiden sich lediglich im Nennwert oder durch unterschiedliche Zusammensetzung. Um die Prüfplanung in diesen Fällen möglichst einfach und dennoch flexibel zu gestalten, verfügt Compact.Net über Familienprüfpläne, Bausteinmerkmale, Merkmalsvorgaben am Produkt und automatische Prüfschemata, welche die individuellen Prozessabläufe und Produktionsmethoden bei EOS optimal abbilden.

Dank der Kopplung mit dem EMP.Net Modul zur Erstmusterprüfung wird auch im Bereich der Erstbemusterung die Qualität der Produkte von Anfang an gewährleistet. So werden die Prozesse der Planung, Durchführung, Dokumentation und Verwaltung von Erstbemusterungen sowie der Erstellung von normenkonformen Erstmusterprüfberichten (EMPB) optimal unterstützt.

Durchgängiger Reklamations-Workflow

Kopplung ist auch das passende Stichwort im Bereich der Reklamationsbearbeitung bei EOS, denn dank der automatischen Generierung von Reklamationen im Compact.Net Modul besteht ein direkter Informationsfluss zwischen Prüfplanung / Prüfauftragsbearbeitung und dem Reklamationswesen. Die Bearbeitung von Abweichungen sowohl auf technischer Seite in der Serienproduktion und im Projektgeschäft als auch kommerziell bzw. logistisch in der Auftragsabwicklung und dem Einkauf, erfolgt bei EOS anhand des REM.Net Moduls zum Reklamationsmanagement. Dieses unterstützt mit 8D-Reports, Ishikawa-Diagrammen, der 5-Why-Methode und vielem mehr beim Reklamationsworkflow. Die Software begleitet hierbei die gesamte Bearbeitung von Abweichungen – vom Eingang der Reklamation über deren Abwicklung bis hin zur Kundenrückmeldung, Analyse, Kostenkontrolle und zum Eskalationsmanagement.

Übersichtlichkeit und Integration inklusive

In QDrive.Net, dem CAQ.Net Modul zur zentralen Qualitätssteuerung, fließen alle Daten aus den verschiedenen bei EOS eingesetzten CAQ-Modulen zusammen. QDrive.Net stellt sämtliche Vorkommnisse und Korrelationen zwischen den Daten in einer einzigen Benutzeroberfläche dar und ermöglicht es, direkt und ohne Umweg auf Informationen und Module zuzugreifen. Hiermit genießt die QM-Abteilung bei EOS die Vorteile einer rundum verknüpften Informationstransparenz. Jeder Mitarbeiter kann beispielsweise Personen, Kunden, Lieferanten, Artikel, Maschinen oder Prozesse gezielt auswählen und er erhält in Echtzeit eine Rückmeldung über die zu der jeweiligen Entität bestehenden qualitätsrelevanten Daten im gesamten CAQ-System.

Gewachsen zur Qualitätszentrale

Bei jeder Systemimplementierung stellt sich selbstverständlich die Frage des unternehmerischen Nutzens. Dies ist bei einem CAQ-System auch nicht anders. Neben der Schaffung einer konsequent vernetzten Qualitätssicherung zeigt sich der unternehmerische Nutzen im Hause EOS vor allem auch in einer signifikanten Effizienzsteigerung in den verschiedensten Unternehmensbereichen. Durch die Verwendung einer einheitlichen, datenbankbasierten Lösung wie CAQ.Net konnte man sich bei EOS von den bestehenden MS-Office- oder File-Server „Insel-Lösungen“ verabschieden und beispielsweise unternehmensweit einheitliche Vorlagen schaffen. Obwohl sich der Mehrwert dieser einheitlichen Datenbasis womöglich nicht auf den ersten Blick erschließt, erkannte man bei EOS schon früh, dass mit steigendem Implementierungsgrad der Software zum Teil signifikante Effizienzgewinne erreicht werden konnten. Etwa durch eine konsequente Anwendung des CAQ-eigenen Maßnahmenmanagements, wodurch die Kommunikation gegenüber des gängigen E-Mail-Verkehrs erheblich strukturierter und schneller ablaufen konnte.

Der Mensch im Mittelpunkt

Die Additive Fertigung gilt mit Recht als einer der Treiber der digitalisierten Fertigung der Zukunft, denn der zunehmende Wunsch nach individualisierten Produkten und einer konsequent vernetzten Produktion sind eine wahrhaftige Steilvorlage für diese Technologie. Auch hier lassen sich Parallelen zum CAQ-System im Hause EOS ziehen, denn durch die organisch gewachsene und sukzessive implementierte CAQ-Systemlandschaft erhielt das Unternehmen einen informationstechnischen Maßanzug statt Datenverwaltung von der Stange. Bei so viel Hightech auf beiden Unternehmensseiten gibt es aber eine felsenfeste Konstante, ohne welche solche gemeinsamen Projekterfolge nicht möglich wären: den Menschen im Mittelpunkt. Hierbei zählt vor allem der regelmäßige fachkundige Austausch zwischen Herrn Pfeiffer bei EOS und der Kundenbetreuung der CAQ AG. Die Gespräche zwischen den Profis beider Unternehmen finden stets auf höchstem Niveau statt und sorgen dafür, dass das CAQ-Projekt von Anfang an mit klaren Zielvorstellungen und Meilensteinen umgesetzt werden konnte. Der fachkundige, offene und freundliche Umgang miteinander bleibt auch in Zeiten von Industrie 4.0 und digitalisierter Produktion immer noch der einzig wahre Schlüssel zum Erfolg.

Weiterführende Links

• Website: EOS GmbH
• Anwenderbericht erschienen in der Zeitschrift QZ 11/2019