Lösung
Statistische Qualitätskontrolle in der Keramikherstellung
Anwendung zerstörungsfreier Prüfmethoden zur Korrelation und Optimierung von Prozessparametern in der Keramikfliesenherstellung.
Die Herausforderung
Keramikfliesenhersteller stehen vor erheblichen Schwankungen in ihren Prüfverfahren, die die tatsächlichen Prozessvariationen verdecken können, die sie zu identifizieren versuchen. Das Qualitätskontrollpersonal von Florida Tile stellte fest, dass ihre Prüfvariation genauso groß oder größer war als die Prozessvariation, die sie zu messen versuchten. Traditionelle zerstörende Bruchfestigkeitsprüfungen liefern zudem eine schwächere Korrelation mit Prozessvariablen, was die Optimierung von Fertigungsparametern erschwert.
Die Lösung
Florida Tile implementierte die zerstörungsfreie GrindoSonic-Prüfung zur Korrelation von Prozessparametern. Durch Antippen der Fliesen mit einem kleinen Hammer und Erfassen der Schwingungen mit einem piezoelektrischen Sensor erreichte die Testkonfiguration eine nahezu null Standardabweichung in den Messwerten über verschiedene Bediener und Bedingungen hinweg. Der Torsionsschwingungsmodus lieferte die stärkste Korrelation mit den Flieseneigenschaften.
Die Testkonfiguration erwies sich als hochgradig wiederholbar und reproduzierbar, mit minimaler Variation durch Sensorplatzierung, Bedienertechnik oder Anschlagstärke. Die Kombination von ZfP-Daten mit statistischer Korrelationssoftware ermöglichte die gleichzeitige Analyse von über 20 Variablen und identifizierte, welche Prozessparameter die Endproduktqualität am stärksten beeinflussten.
Ergebnisse
Tests an 586 Produktionsfliesen zeigten starke Korrelationen zwischen GrindoSonic-Messwerten und physikalischen Eigenschaften: Das Brenngewicht zeigte die stärkste Korrelation (T-Wert: -14,78), gefolgt von Dicke (T-Wert: 4,11) und Größe (T-Wert: -2,92). Das GrindoSonic-Modell erklärte 78,9% der Variation (RSQ = 0,789) gegenüber nur 63,8% für die Bruchfestigkeit. In Prozessparameterexperimenten erklärte GrindoSonic 87,9% der Variation, während die Bruchfestigkeit nur 47,8% erklärte. Ein Versuchsplanungsoptimierer wählte 8 effiziente Experimente aus 36 möglichen Kombinationen aus und identifizierte die CBF-Menge (Chargenfeuchtigkeit) als Schlüsselprozessvariable.
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