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Die Rationalisierung spielt in allen Bereichen der industriellen Fertigung eine wichtige Rolle, so natürlich auch in der Löttechnik. Ausgehend von einer eingehenden Analyse des aktuellen Standes der Löttechnik, wurde ein System der Rationalisierung des Lötens entwickelt, das die Prinzipien der Qualifizierung, Modernisierung, Intensivierung, Automatisierung und Humanisierung umfasst. Daraus ergeben sich die 10 Gebote der Löttechnik, die im Einzelnen beschrieben und an Beispielen erläutert werden. Wegen der großen Bedeutung des Lötens für die Industrie lassen sich auf diesem Gebiet besonders zahlreiche Anwendungen finden. Prinzipiell sind die Gebote aber auch auf alle anderen Fertigungsverfahren übertragbar.
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Seitenzahl: 69
Veröffentlichungsjahr: 2016
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Lötfertigung und Rationalisierung
1.1 Elemente der Lötfertigung
1.2 Elemente der Rationalisierung der Lötfertigung
Die 10 Gebote der Löttechnik
2.1 Optimierung der Qualität der Lötverbindungen und Lötbaugruppen (1. Gebot)
2.2 Optimierung der Qualitätsmenge der Lötbaugruppen (2. Gebot)
2.3 Minimierung des Schädigungsrisikos durch die Lötbaugruppen und die Lötfertigung (3. Gebot)
2.4 Minimierung der Materialmengen für die Fertigung der Lötbaugruppen (4. Gebot)
2.5 Minimierung der Prozessstufen bei der Lötfertigung (5. Gebot)
2.6 Minimierung der Energie bei der Lötfertigung (6. Gebot)
2.7 Minimierung der Informationen bei der Lötfertigung (7. Gebot)
2.8 Minimierung der Produktionsfläche bei der Lötfertigung (8. Gebot)
2.9 Minimierung der Prozesszeit bei der Lötfertigung (9. Gebot)
2.10 Minimierung des Arbeitsvolumens bei der Lötfertigung (10. Gebot)
Nachwort
Literatur
Unserem verstorbenen Kollegen
Prof. Dr. Klaus Wittke
gebührt großer Dank,
weil dieser für die Publikation der
10 Gebote der Löttechnik
bereits wesentliche Vorarbeit geleistet hatte.
Prof. Dr. Wolfgang Scheel
Prof. Dr. Mathias Nowottnick
Ende der 1980-iger Jahre wurde von den Autoren im Rahmen der Industrieforschung der Fertigungsprozess "Löten" näher analysiert [Witt-87, Witt-88]. Dabei wurden die folgenden vier grundlegenden Fertigungselemente erkannt und näher beschrieben:
Durch die weitere Untersetzung ergeben sich also insgesamt folgende acht Fertigungselemente, die die Lötfertigung eineindeutig und ausreichend beschreiben:
Lötbaugruppe
,
Lötverfahren
als Teil des Lötprozesses,
Lötmaterialen
als Teil des Lötprozesses,
Lötparameter
als Teil des Lötprozesses,
Löteinrichtung
als Teil der Lötmittel,
Lötvorrichtung
als Teil der Lötmittel,
Lötgerät
als Teil der Lötmittel und
Lötfachkräfte
und deren Arbeitsvolumen.
In diesem System ist die Qualitätsprüfung als alleinige Endprüfung oder aber als prozessbegeleitende Prüfung der Wirkung bzw. Funktion aller Fertigungselemente mit vorgesehen. Zu diesen Fertigungselementen wurden von den Autoren auch detaillierte Angaben mit vielen Beispielen beschrieben [Witt-82, Witt-83, Witt-84, Witt-89, Witt-06, Witt-07, Witt-08, Witt-09, Witt-11.1].
Die oben abgeleiteten 8 Fertigungselemente beschreiben vom Wesen her eigentlich nur den Stand der technischen Bedingungen für den Lötprozess. Für die Lötpraxis sind aber die wirtschaftlichen Bedingungen mindestens genauso wichtig. Das ergibt sich aus dem Bestreben der entsprechenden Hersteller von Lötbaugruppen, ihren Marktanteil zu sichern bzw. zu vergrößern. Dazu ist in der Regel die Steigerung der Arbeitsproduktivität erforderlich. Die angestrebte Maximierung der Arbeitsproduktivität ergibt sich bekannterweise aus dem Verhältnis der zu optimierenden Qualitätsmenge zu dem zu minimierenden Fertigungsaufwand:
Qualitätsmenge → optimieren
Fertigungsaufwand → minimieren
Die Qualitätsmenge beschreibt die Anzahl der qualitätsgerecht hergestellten Produkte in einem definierten Zeitraum (in Anlehnung an [DIN-8743]). Sie beinhaltet in der Lötfertigung sowohl die Qualität, als auch die Menge der zu produzierenden Lötbaugruppen und erfordert für eine erfolgreiche Marktarbeit die Optimierung beider Komponenten. Diese Qualität wird als "Grad, in dem ein Satz inhärenter Merkmale eines Objektes Anforderungen erfüllt" [ISO-9000] definiert. Mit diesen zusätzlichen Kategorien lassen sich nun auch die entsprechenden Elemente der Rationalisierung ableiten:
1.
Qualifizierung:
Qualität der Lötbaugruppen
→ optimieren;
Qualitätsmenge der Lötbaugruppen
→ optimieren;
2.
Humanisierung:
Schädigungsrisiko durch Produkte und Fertigung
→ minimieren;
3.
Modernisierung:
Materialmenge der Produkte
→ minimieren;
Prozessstufen der Fertigung
→ minimieren;
Energie bei der Fertigung
→ minimieren;
Informationen bei der Fertigung
→ minimieren;
4.
Intensivierung:
Produktionsflächen bei der Fertigung und Lagerung
→ minimieren;
Prozesszeit bei der Fertigung
→ minimieren;
5.
Mechanisierung und Automatisierung:
Arbeitsvolumen der Lötfachkräfte
→ minimieren.
Aus der Betrachtung des gesamten Systems der Fertigungs- und Rationalisierungselemente können, bezogen auf die Lötfertigung, die folgenden 10 Gebote der Löttechnik abgeleitet werden:
Gebot
:
optimiere
die
Qualität
der Lötverbindungen und Lötbaugruppen;
Gebot
:
optimiere
die
Qualitätsmenge
der Lötbaugruppen;
Gebot
:
minimiere
das
Schädigungsrisiko
durch die Lötbaugruppe und die Lötfertigung;
Gebot
:
minimiere
die
Materialmenge
für die Fertigung der Lötbaugruppen;
Gebot
:
minimiere
die
Prozessstufen
bei der Lötfertigung;
Gebot
:
minimiere
die
Energie
bei der Lötfertigung;
Gebot
:
minimiere
die
Informationen
bei der Lötfertigung;
Gebot
:
minimiere
die
Produktionsflächen
bei der Lötfertigung;
Gebot
:
minimiere
die
Prozesszeit
bei der Lötfertigung und
Gebot
:
minimiere
das
Arbeitsvolumen
der Lötfachkräfte bei der Lötfertigung.
Wie bereits oben erwähnt, sind in diesen Geboten auch die End- oder laufenden Qualitätsprüfungen zu beachten.
Nach [ISIF-14] ist unter Modernisierung die Nutzung technisch-organisatorischer Innovationen in der Produktion und die damit erzielten Verbesserungen der Leistungsfähigkeit im verarbeitenden Gewerbe zu verstehen. In Ergänzung zu dieser allgemeinen Definition sollen unter dem Begriff Modernisierung auch konkrete, messbare Maßnahmen zur Reduzierung der Materialmengen, der Prozessstufen, der Energie oder der erforderlichen Informationen verstanden werden. Ähnlich verhält es sich auch mit den Begriffen Qualifizierung, Intensivierung und Mechanisierung bzw. Automatisierung. Das entwickelte Rationalisierungssystem erlaubt damit eine objektive quantitative Bewertung des Fertigungsprozesses Löten für alle Hersteller von Lötbaugruppen. Bei der Rationalisierung der Fertigung sollten die entsprechenden Maßnahmen (Bild 1), ausgehend vom 1. Gebot, nacheinander und letztlich bis zum 10. Gebot erarbeitet werden.
Bild 1. Fertigungs- und Rationalisierungselemente (10 Gebote der Löttechnik)
Die Betrachtungsweise erfolgt hier beispielhaft für die Lötfertigung und kann darüber hinaus natürlich auch für andere Fertigungs- und Produktionsprozesse angewendet werden.
Weiterhin ist bei der Fertigung von Lötbaugruppen nicht zuletzt auch die Systemeigenschaft "Demontierbarkeit" mehr als früher zu beachten. Diese Eigenschaft wird immer wichtiger für die Rückgewinnung von Baugruppenkomponenten und teurer, seltener Werkstoffe durch Recycling bzw. Re-use. In diesem Zusammenhang ist die Mitteilung [Schm-14] über ein Unternehmen in Berlin/Brandenburg interessant, das sich auf die Weiterverwertung von Gebraucht-Elektronik spezialisiert hat. Hier werden monatlich ca. 20.000 hochwertige Smartphones für durchschnittlich 120 Euro aufgekauft und generalüberholt. Der Wiederverkauf der geprüften Geräte erfolgt für einen Verkaufspreis deutlich über 200 Euro. Das erfolgreiche Unternehmen will künftig weiter in Europa expandieren.
Außerdem sollte bei der Rationalisierung beachtet werden, dass in jeder Lötfertigung Abweichungen von der geforderten Qualität auftreten. Auftretende Fehler können systematisch oder zufällig sein. Solange diese die zulässigen Toleranzen nicht überschreiten, können die Lötverbindungen als Gut-Produkte verwendet werden. Bei mangelhaften Lötverbindungen überschreiten die Abweichungen die zulässige Toleranz und das Ergebnis muss entweder nachgebessert oder als Ausschuss verworfen werden (Bild 2).
Systematische Lötmängel erfordern eine geplante Nacharbeit. Ein typisches Beispiel dafür ist das Löten mit korrosiven Flussmitteln, wo durch eine entsprechende Nacharbeit die unzulässigen Flussmittelrückstände beseitigt werden. Dagegen sind