모든 실리콘 프로젝트는 불확실성에서 시작됩니다. 명확한 공정 범위가 없다면 품질 문제와 재작업은 불가피합니다.
공정 창을 확립하고 검증하면 실리콘 제품이 안정적인 품질과 일관된 성능으로 프로토타입에서 대량 생산으로 전환될 수 있습니다.
첫 실리콘 성형 프로젝트를 관리했을 때, 초기 프로세스 정의가 나중에 시간을 절약해 준다는 것을 깨달았습니다. 요구 사항 확정부터 PPAP(생산 승인)까지 각 단계는 최종 부품이 설계 의도와 품질 목표를 충족할 것이라는 확신을 심어줍니다.
요구사항 동결과 CTQ 정의?
불분명한 요건은 실리콘 생산 지연의 주요 원인입니다. 모호한 사양은 엔지니어링과 생산 간의 기대치 불일치로 이어지는 경우가 많습니다.
요구사항을 동결하고 CTQ(품질 특성에 중요한 특성)를 정의하면 프로세스 창 개발의 기반이 마련됩니다.
프로젝트 시작 시, 저는 디자인 팀과 함께 기능적 목표를 측정 가능한 CTQ(핵심품질)로 변환합니다. 예를 들어, 아기 공갈젖꼭지의 경우, CTQ에는 젖꼭지 경도, 플래시 두께, 플라스틱 링과의 접착 강도 등이 포함될 수 있습니다.
CTQ 정의 단계
| 단계 | 행동 | 산출 |
|---|---|---|
| 1 | 설계 도면 검토 | 주요 차원 식별 |
| 2 | 성과 목표에 대해 논의하세요 | 측정 가능한 지표 정의 |
| 3 | 위험 평가(FMEA) 수행 | CTQ 우선 순위 지정 |
| 4 | 동결 요구 사항 | 검증을 위한 문서 기준선 |
CTQ가 확정되면 툴링 설계, 공정 매개변수 연구, 그리고 품질 검사 계획 수립에 영향을 미칩니다. 이 단계 이후의 모든 설계 변경은 추적성 유지를 위해 공식적인 검토가 필요합니다.
DOE와 프로세스 매개변수 창?
통제된 실험 없이는 공정 한계를 알 수 없습니다. 추측에 의존하면 품질이 일정하지 않고 설정 시간이 길어집니다.
실험 설계(DOE)는 실리콘 성형에 영향을 미치는 주요 요소를 파악하고 안정적인 생산을 위한 공정 창을 정의합니다.
캐비티별로 플래시 제어가 일정하지 않았던 프로젝트가 기억납니다. 사출 속도, 금형 온도, 경화 시간에 대한 구조화된 실험 계획법(DOE)을 실행한 결과, 사출 속도를 늦추고 금형 온도를 높이면 유동이 안정되고 플래시가 크게 감소한다는 것을 발견했습니다.
DOE 구조의 예
| 매개변수 | 범위 테스트됨 | 최적의 가치 | 영향 |
|---|---|---|---|
| 금형 온도(°C) | 130–170 | 155 | 경화 및 수축에 영향을 미칩니다. |
| 사출 속도(%) | 40–90 | 60 | 공기 포집을 제어합니다 |
| 경화 시간(초) | 30–90 | 60 | 사이클 시간과 경도의 균형을 맞춥니다. |
DOE 이후, 각 매개변수에 대해 정상, 경고, 그리고 규격 이탈 구역을 설정합니다. 이 범위는 공정 범위를 정의합니다. 작업자는 기계를 정상 구역 내로 설정해야 하며, 경고 구역으로 이탈하면 검토가 시작됩니다.
PPAP와 대량 생산 검증?
공정 승인은 실험실 샘플에만 의존할 수 없습니다. 생산 조건에서 검증된 실행만이 해당 기간의 안정성을 입증합니다.
생산 부품 승인 프로세스(PPAP)는 정의된 프로세스가 모든 사양을 충족하는 일관된 부품을 생산할 수 있음을 확인합니다.
실리콘 성형의 경우, PPAP에는 성능 연구, 관리 계획, 그리고 치수 검증이 포함됩니다. 제가 고객사의 프로토타입 금형에서 4캐비티 생산으로 전환하는 작업을 도왔을 때, 각 캐비티의 성능 지수(Cpk)를 검증하여 균일성을 보장했습니다.
실리콘 부품에 대한 일반적인 PPAP 제공물
| 문서 | 목적 |
|---|---|
| 프로세스 흐름도 | 재료 적재부터 포장까지 모든 단계를 매핑합니다. |
| 통제 계획 | 매개변수, CTQ 및 반응 계획을 나열합니다. |
| 역량 연구(Cpk/Ppk) | 공정 안정성을 입증합니다 |
| 첫 번째 제품 검사(FAI) | 치수 적합성 확인 |
성공적인 PPAP 실행은 툴링과 프로세스의 안정성을 검증할 뿐만 아니라 지속적인 생산 감사의 기준이 됩니다.
측정 및 샘플링 계획?
잘못된 샘플링이나 측정 빈도는 실제 문제를 감춥니다. 명확한 계획은 데이터가 실제 프로세스를 반영하도록 보장합니다.
측정 및 샘플링 계획은 프로세스 변동을 제어하기 위해 데이터를 수집, 분석하고 사용하는 방법을 정의합니다.
한 프로젝트에서는 10분의 1 부품만 측정했기 때문에 수축 드리프트의 초기 징후를 놓쳤습니다. 매 작업마다 처음 5개 부품을 측정하도록 계획을 수정한 후, 근본 원인인 히터 제어 변동을 조기에 감지했습니다.
샘플링 계획 예시
| 생산 단계 | 샘플 크기 | 빈도 | 검사 유형 |
|---|---|---|---|
| 첫 번째 기사 | 캐비티당 5개 | 각 금형 설정 | 전체 차원 |
| 진행 중 | 시간당 3개 | 마디 없는 | 주요 CTQ만 |
| 최종 감사 | 10개/로트 | 각 배치 | 시각적 + 기능적 |
FAQ: 샘플 크기를 선택하는 방법은 무엇입니까?
표본 크기는 공정 안정성 및 위험 수준에 따라 달라집니다. 신규 금형이나 불안정한 공정의 경우, 더 큰 표본을 사용하면 변동성을 더 빠르게 파악하는 데 도움이 됩니다. 공정이 안정화되면 통계적 관리 한계(예: Cp/Cpk ≥ 1.67)에 따라 표본 추출 횟수를 줄일 수 있습니다.
변화와 위험 관리?
작은 변화라도 프로세스 진행 방식을 바꿀 수 있습니다. 공식적인 관리가 없으면 제품의 일관성이 위협받을 수 있습니다.
변경 및 위험 관리 시스템은 조정이나 공급업체 변경으로 인해 검증된 프로세스가 손상되지 않도록 보장합니다.
실리콘 니플 프로젝트 중에 검증 없이 안료 공급업체를 변경했습니다. 경화 속도가 느려져 쇼트 샷이 발생했습니다. 그 이후로 저는 수정 작업을 하기 전에 항상 공식적인 변경 검토를 받습니다.
변경 제어 워크플로
| 단계 | 설명 | 책임 |
|---|---|---|
| 1 | 변경 요청 제출 | 공정 엔지니어 |
| 2 | 위험 분석(FMEA 업데이트) | 품질 및 엔지니어링 |
| 3 | 시험 및 검증 | 생산 |
| 4 | 승인 및 문서화 | 관리 |
| 5 | 고객 알림 | 프로젝트 매니저 |
위험 관리는 변화를 회피하는 것이 아니라 책임감 있게 관리하는 것입니다. 승인된 각 변경 사항에는 CTQ 및 프로세스 역량을 재점검하기 위한 검증 계획이 포함되어야 합니다.
결론
실리콘 생산 공정을 안정화할 준비가 되셨나요?
제출하세요 중요한 차원 그리고 성과 지표 받다 맞춤형 제어 계획 초안 당사의 프로세스 엔지니어링 팀에서 루이양 실리콘.
