Garanzia di qualità: la strada più rapida per la produzione di additivi seriali
La garanzia di qualità completa è un fattore imperativo nella produzione in serie basata su metodi additivi. In pratica, tuttavia, la mancanza di esperienza e competenza spesso causa guasti nella produzione seriale AM. La norma DIN 17071 fornisce una guida agli utenti e ai produttori che cercano di impostare più rapidamente le linee di produzione.
Quando le apparecchiature altamente sensibili si combinano con la mancanza di maturità tecnologica di alcuni metodi o l’esperienza insufficiente con la loro applicazione, spesso si verificano deviazioni nelle dimensioni e nei valori di resistenza dei prodotti AM. Tuttavia, le caratteristiche qualitative standardizzate e riproducibili sono indispensabili nella produzione ad alto volume. Ciò vale in particolare per la produzione di componenti di sicurezza e settori regolamentati, come le industrie MedTech, aerospaziale, trasporti ed energia.
Il raggiungimento di un’alta qualità dei componenti richiede una specifica completa dell’intero processo di produzione e una garanzia di qualità continua che copra la preparazione di dati e processi, nonché il processo di produzione stesso e che si estenda anche al follow-up. Ciò comprende anche caratteristiche di qualità dettagliate oltre ai metodi di prova, alle attrezzature e alle condizioni ambientali pertinenti per ogni singolo processo. Ulteriori fattori critici sono il personale qualificato e la documentazione end-to-end.
Definizione e validazione dei requisiti
La norma DIN 17071 fornisce una guida dettagliata dalla qualificazione del processo all’assicurazione della qualità e alla convalida dei requisiti. Nel fare ciò, si concentra sullo stato dell’arte intersettoriale nella produzione additiva e sugli standard applicabili. Seguendo questa guida, gli utenti possono ora stabilire linee di produzione che includono la minimizzazione del rischio e la garanzia della qualità entro pochi mesi, un processo che a volte ha richiesto anni in passato. La norma DIN 17071 supporta i produttori in settori quali la creazione di specifiche di requisiti completi per fornitori e produttori di contratti, aiutandoli a ridurre il numero richiesto di audit dei fornitori.
TÜV SÜD ha sviluppato il suo schema di certificazione per gli impianti di produzione additiva basati sulla norma DIN SPEC 17071 e sui metodi delle migliori pratiche ricavati direttamente dalla produzione AM. Lo schema di certificazione aiuta i produttori a stabilire la produzione di additivi seriali. Inoltre, fornisce ai produttori che completano con successo la verifica con prove per dimostrare la loro implementazione della norma DIN SPEC 17071 e con criteri per garantire la qualità del prodotto affidabile e garantita ai loro clienti e partner commerciali.
Figura: Produzione additiva – Requisiti per processi di qualità garantita nei centri di produzione additiva // Beuth-Verlag, settembre 2019
La norma DIN 17071 fornisce una guida dettagliata dalla qualificazione del processo all’assicurazione della qualità e alla convalida dei requisiti. Nel fare ciò, si concentra sullo stato dell’arte intersettoriale nella produzione additiva e sullo standard applicabile.
Un caso di studio per la creazione, la valutazione e la certificazione di una linea di produzione riguarda un’azienda di medie dimensioni tedesca che ha commissionato a TÜV SÜD Product Service la valutazione della sua gestione della qualità nel campo della produzione additiva. L’azienda produce componenti in plastica per l’industria automobilistica, dell’ingegneria meccanica e delle tecnologie mediche. I revisori esterni hanno valutato i materiali e la movimentazione delle macchine, le definizioni dei criteri di qualità e l’elaborazione degli ordini, nonché la gestione dei processi produttivi e della documentazione. Ulteriori aspetti riguardavano la salute e la sicurezza sul lavoro e la qualificazione dei dipendenti.
L’azienda utilizza il metodo PBF (powder bed fusion), in cui il materiale in polvere viene trasformato in plastica solida mediante l’applicazione di calore focalizzato. A seconda della materia prima e del design dei componenti, ciò richiede la regolazione di varie impostazioni dei parametri tra cui energia del laser, tasso di esposizione e temperatura. Per garantire in seguito che il componente abbia i valori di resistenza corretti, la solidificazione della polvere deve essere coerente in ogni ciclo di produzione. Anche la materia prima svolge un ruolo significativo in questo senso. La sua qualità, gestione e conservazione sono ugualmente importanti per la qualità riproducibile dei prodotti nella produzione in serie.
Finora ci sono stati pochissimi standard ISO e DIN relativi alla garanzia della qualità nella produzione additiva. La ISO 9001, ad esempio, definisce i requisiti minimi generali per i sistemi di gestione della qualità. Tuttavia, ci sono ancora molti requisiti e metodi nella produzione additiva su cui finora non è stato raggiunto il consenso finale o completamente sviluppato. Il Comitato ISO TC 261 “Additive Manufacturing” sta attualmente lavorando su molte di queste questioni aperte. La norma DIN 17071 non è una norma e non è integrata nelle direttive UE esistenti. Tuttavia, è un precursore del prossimo standard ISO / ASTM 52920-2 e sta già aiutando i pionieri nella produzione additiva a preparare le loro linee di produzione per la produzione in serie e posizionarsi sul mercato.
