Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Ausgewählte Lösung
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3DK-G
Sommersemester 2019
Matthias Hasenfus (53152)
hama1070@hs-karlsruhe.de

Ausgewählte Lösung

Messung1:

Gemessen wird eine Position der Z-Achse an Turm 1 auf niedriger Höhe. Siehe Abb.1.

Messuhr an Turm 1

Abbildung 1: Messuhr an Turm 1

Während der Messung wurden die Wartezeiten zwischen Positionierung und Datenerfassung als zu gering eingeschätzt. Diese Messung wird daher nicht weiter ausgewertet.

Es tritt ein interessanter Effekt auf: Während der ersten Messungen ändert sich der Messwert relativ stark. Nach einigen Messungen wird jedoch ein stabiler Wert erreicht. Siehe Abb.2.

Messung1 Chronologisch

Abbildung 2: Messung1 Chronologisch

Der Effekt könnte durch einen Absetzvorgang beim widerholten Anfahren derselben Position erklärbar sein. Da die Abweichung jedoch unter 0,01mm liegt ist keine merkliche Auswirkung auf das Druckverhalten zu erwarten.

Der Effekt tritt bei allen folgenden Messungen auf, wodurch die Messergebnisse nicht normalverteilt sind.

 

 

Messung2:

Gemessen wird erneut eine Position der Z-Achse an Turm 1 auf niedriger Höhe.

Zur Auswertung wird eine Excel-Vorlage der Webseite Sixsigmablackbelt.de verwendet.

Der Sollwert ist 0mm, da dieselbe Position wieder erreicht werden soll. Oberer und unterer Grenzwert werden mit 0,05mm und -0,05mm gewählt.

Artikel:

Messung2

A-Nummer

keine

Zeichnung:

keine

Prüfer:

Hasenfus

Messmittel:

Sylvac S_Dial nano

Datum:

17.04.2019

Merkmal:

Position

Maßeinheit:

mm

Sollwert soll =

0,0000

Unterer Grenzwert UGW =

-0,0500

Oberer Grenzwert OGW =

0,0500

Anzahl Klassen Histogramm =

20

Cpk (Ppk) >

1,33

Prozess nicht fähig

Cpk (Ppk)

zwischen

Prozess bedingt fähig

Cpk (Ppk) <

1,66

Prozess fähig




Umfang der Stichprobe

250

Mittelwert

0,0048

Standardabweich. s ges.)

0,0003

Die Werte sind

#ZAHL!




Fähigkeits- kennwerte (angelehnt an VDA Band 4 und DGQ)

Cpu (Ppu)

52,68

Cpo (Ppo)

43,43

Cp (Pp)

48,05

Cpk (Ppk)

43,43

Bewertung Cpk (Ppk) =>

Prozess fähig




Median

0,0049

Spannweite

0,0030

Minimum

0,0026

Maximum

0,0056


 

Messung3:

Gemessen wird eine Position der Z-Achse an Turm 2 auf niedriger Höhe.

Artikel:

Messung3

A-Nummer

keine

Zeichnung:

keine

Prüfer:

Hasenfus

Messmittel:

Sylvac S_Dial nano

Datum:

17.04.2019

Merkmal:

Position

Maßeinheit:

mm

Sollwert soll =

0,0000

Unterer Grenzwert UGW =

-0,0500

Oberer Grenzwert OGW =

0,0500

Anzahl Klassen Histogramm =

20

Cpk (Ppk) >

1,33

Prozess nicht fähig

Cpk (Ppk)

zwischen

Prozess bedingt fähig

Cpk (Ppk) <

1,66

Prozess fähig




Umfang der Stichprobe

250

Mittelwert

-0,0069

Standardabweich. s ges.)

0,0018

Die Werte sind

nicht normalverteilt




Fähigkeits- kennwerte (angelehnt an VDA Band 4 und DGQ)

Cpu (Ppu)

7,92

Cpo (Ppo)

10,45

Cp (Pp)

9,19

Cpk (Ppk)

7,92

Bewertung Cpk (Ppk) =>

Prozess fähig




Median

-0,0075

Spannweite

0,0077

Minimum

-0,0089

Maximum

-0,0012


 

Messung4:

Gemessen wird eine Position der Z-Achse an Turm 3 auf niedriger Höhe.

Artikel:

Messung4

A-Nummer

keine

Zeichnung:

keine

Prüfer:

Hasenfus

Messmittel:

Sylvac S_Dial nano

Datum:

17.04.2019

Merkmal:

Position

Maßeinheit:

mm

Sollwert soll =

0,0000

Unterer Grenzwert UGW =

-0,0500

Oberer Grenzwert OGW =

0,0500

Anzahl Klassen Histogramm =

20

Cpk (Ppk) >

1,33

Prozess nicht fähig

Cpk (Ppk)

zwischen

Prozess bedingt fähig

Cpk (Ppk) <

1,66

Prozess fähig




Umfang der Stichprobe

250

Mittelwert

0,0036

Standardabweich. s ges.)

0,0014

Die Werte sind

nicht normalverteilt




Fähigkeits- kennwerte (angelehnt an VDA Band 4 und DGQ)

Cpu (Ppu)

12,34

Cpo (Ppo)

10,69

Cp (Pp)

11,51

Cpk (Ppk)

10,69

Bewertung Cpk (Ppk) =>

Prozess fähig




Median

0,0031

Spannweite

0,0075

Minimum

0,0002

Maximum

0,0077


Messung5:

Gemessen wird eine Position der Y-Achse nahe an Turm 3. Die Messuhr berührt den Düsenträger. Siehe Abb.3.

Messung an Duesentraeger

Abbildung 3: Messung an Düsenträger


Artikel:

Messung5

A-Nummer

keine

Zeichnung:

keine

Prüfer:

Hasenfus

Messmittel:

Sylvac S_Dial nano

Datum:

17.04.2019

Merkmal:

Position

Maßeinheit:

mm

Sollwert soll =

0,0000

Unterer Grenzwert UGW =

-0,0500

Oberer Grenzwert OGW =

0,0500

Anzahl Klassen Histogramm =

20

Cpk (Ppk) >

1,33

Prozess nicht fähig

Cpk (Ppk)

zwischen

Prozess bedingt fähig

Cpk (Ppk) <

1,66

Prozess fähig




Umfang der Stichprobe

250

Mittelwert

0,0046

Standardabweich. s ges.)

0,0062

Die Werte sind

nicht normalverteilt




Fähigkeits- kennwerte (angelehnt an VDA Band 4 und DGQ)

Cpu (Ppu)

2,95

Cpo (Ppo)

2,45

Cp (Pp)

2,70

Cpk (Ppk)

2,45

Bewertung Cpk (Ppk) =>

Prozess fähig




Median

0,0052

Spannweite

0,0265

Minimum

-0,0146

Maximum

0,0119


Messung6:

Wie Messung5, jedoch wird an beiden Enden einer Strecke von 10mm gemessen und die Abweichung zur Strecke von 10mm berechnet und ausgewertet.

Artikel:

Messung6

A-Nummer

keine

Zeichnung:

keine

Prüfer:

Hasenfus

Messmittel:

Sylvac S_Dial nano

Datum:

17.04.2019

Merkmal:

Streckenabweichung (10mm)

Maßeinheit:

mm

Sollwert soll =

0,0000

Unterer Grenzwert UGW =

-0,0500

Oberer Grenzwert OGW =

0,0500

Anzahl Klassen Histogramm =

20

Cpk (Ppk) >

1,33

Prozess nicht fähig

Cpk (Ppk)

zwischen

Prozess bedingt fähig

Cpk (Ppk) <

1,66

Prozess fähig




Umfang der Stichprobe

250

Mittelwert

0,1463

Standardabweich. s ges.)

0,0048

Die Werte sind

nicht normalverteilt




Fähigkeits- kennwerte (angelehnt an VDA Band 4 und DGQ)

Cpu (Ppu)

13,67

Cpo (Ppo)

-6,70

Cp (Pp)

3,48

Cpk (Ppk)

-6,70

Bewertung Cpk (Ppk) =>

Prozess nicht fähig




Median

0,1471

Spannweite

0,0283

Minimum

0,1286

Maximum

0,1569


Die tatsächlich verfahrene Strecke ist systematisch ca. 0,15mm zu kurz. Mögliche Gründe könnten Spiel im System oder geringe Fehler bei der Positionsberechnung sein. Aufgrund der geringen Messstrecke der Messuhr kann nicht untersucht werden, ob der Fehler mit größerem Verfahrweg ansteigt.


Messung7:

Gemessen wird eine Position der Y-Achse nahe an Turm 3. Die Messuhr berührt das Heizelement und befindet sich so näher an der tatsächlichen Düsenposition. Siehe Abb.4.

Messung an Heizelement

           Abbildung 4: Messung an Heizelement

 

Artikel:

Messung7

A-Nummer

keine

Zeichnung:

keine

Prüfer:

Hasenfus

Messmittel:

Sylvac S_Dial nano

Datum:

17.04.2019

Merkmal:

Position

Maßeinheit:

mm

Sollwert soll =

0,0000

Unterer Grenzwert UGW =

-0,0500

Oberer Grenzwert OGW =

0,0500

Anzahl Klassen Histogramm =

20

Cpk (Ppk) >

1,33

Prozess nicht fähig

Cpk (Ppk)

zwischen

Prozess bedingt fähig

Cpk (Ppk) <

1,66

Prozess fähig




Umfang der Stichprobe

250

Mittelwert

0,0045

Standardabweich. s ges.)

0,0019

Die Werte sind

nicht normalverteilt




Fähigkeits- kennwerte (angelehnt an VDA Band 4 und DGQ)

Cpu (Ppu)

9,56

Cpo (Ppo)

7,98

Cp (Pp)

8,77

Cpk (Ppk)

7,98

Bewertung Cpk (Ppk) =>

Prozess fähig




Median

0,0047

Spannweite

0,0152

Minimum

-0,0007

Maximum

0,0145


 

Messung8:

Wie Messung7, jedoch wird an beiden Enden einer Strecke von 20mm gemessen und die Abweichung zur Strecke von 20mm berechnet und ausgewertet.

Artikel:

Messung8

A-Nummer

keine

Zeichnung:

keine

Prüfer:

Hasenfus

Messmittel:

Sylvac S_Dial nano

Datum:

17.04.2019

Merkmal:

Streckenabweichung (20mm)

Maßeinheit:

mm

Sollwert soll =

0,0000

Unterer Grenzwert UGW =

-0,0500

Oberer Grenzwert OGW =

0,0500

Anzahl Klassen Histogramm =

20

Cpk (Ppk) >

1,33

Prozess nicht fähig

Cpk (Ppk)

zwischen

Prozess bedingt fähig

Cpk (Ppk) <

1,66

Prozess fähig




Umfang der Stichprobe

250

Mittelwert

-0,1241

Standardabweich. s ges.)

0,0013

Die Werte sind

normalverteilt




Fähigkeits- kennwerte (angelehnt an VDA Band 4 und DGQ)

Cpu (Ppu)

-18,75

Cpo (Ppo)

44,07

Cp (Pp)

12,66

Cpk (Ppk)

-18,75

Bewertung Cpk (Ppk) =>

Prozess nicht fähig




Median

-0,1241

Spannweite

0,0081

Minimum

-0,1279

Maximum

-0,1198


Die tatsächlich verfahrene Strecke ist systematisch ca. 0,12mm zu lang. Der Fehler bewegt sich somit im gleichen Bereich wie bei Messung6, jedoch vorzeichenverändert. Dies könnte auf Spiel im System hindeuten, welches bei den übrigen Messungen aufgrund des widerholten Anfahrens von einer Seite nicht sichtbar ist.

 


Fazit:

Die Präzision des Systems ist trotz des in Messung1 beschriebenen Absetzvorgangs mehr als ausreichend für den Verwendungszweck.

In den Messungen 6 und 8 zeigt sich, dass die Richtigkeit jedoch nicht optimal ist. Mit dem vorhandenen Messmittel kann nicht geklärt werden worin genau die Ursache für die Abweichung vom Sollwert liegt. Jedoch lässt sich argumentieren, dass der Fehler von unter 0,2mm bei einer Extrusionsbreite von 1,4mm und nach der Schwindung der Keramik nur geringen Einfluss auf das Druckergebnis hat.

Interessant wäre eine Messung über eine Druckkopfbewegung von 100mm um zu überprüfen, ob der Fehler proportional zur Distanz ist. Ein Messsystem mit einer Auflösung von 0,01mm sollte für diesen Zweck genügen.


  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Sommersemester 2019