Lieferantenwechsel als Qualitätsrisiko?
Prüfstrategien für die Haushaltsgerätebranche
Die Haushaltsgeräteindustrie steht – wie viele andere Branchen auch – unter starkem Wettbewerbsdruck. Verbraucher fordern langlebige, energieeffiziente und optisch ansprechende Produkte zu wettbewerbsfähigen Preisen. Hersteller und Zulieferer müssen daher Materialien und Komponenten kosteneffizient beschaffen, ohne dabei Abstriche bei Qualität und Sicherheit zu machen.
Ein Wechsel des Lieferanten kann dabei sowohl Chancen als auch Risiken mit sich bringen. Neue Lieferanten bieten möglicherweise kostengünstigere oder innovative Werkstoffe an, doch stellt sich die zentrale Frage für Qualitätsmanager und Entwicklungsleiter: Wie können Unternehmen sicherstellen, dass ein Lieferantenwechsel nicht zu unerwarteten Qualitätsproblemen führt, die den Ruf des Unternehmens gefährden könnten?
In diesem Artikel erläutern wir, welche Prüfverfahren unverzichtbar sind, um auch nach einem Lieferantenwechsel die Produktqualität, Sicherheit und Langlebigkeit von Haushaltsgeräten zuverlässig zu gewährleisten.
Komplexe Herausforderungen am Beispiel des Laugenbehälters
Ein anschauliches Beispiel für ein komplex beanspruchtes Kunststoffbauteil ist der Laugenbehälter in Waschmaschinen oder Trocknern. Dieses unsichtbare, aber zentrale Bauteil umschließt den Edelstahlbehälter, in dem sich die Wäsche befindet, mit geringem Abstand.
Der für Laugenbehälter verwendete Kunststoff muss mehreren anspruchsvollen Belastungen standhalten:
- Hohe mechanische Beanspruchungen im Bereich der Anschlussbuchse, besonders während des Schleudervorgangs,
- dauerhafte Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und
- Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Reinigungsmittel.
Früher bestanden Laugenbottiche aus Blech und hatten häufig einen rechteckigen Grundriss. Dies erforderte deutlich größere Wassermengen, um einen bestimmten Füllstand zu erreichen. Dank der vielseitigen Gestaltungsmöglichkeiten thermoplastischer Kunststoffe konnten diese Metall-Laugenbottiche erfolgreich durch Kunststoff-Laugenbehälter ersetzt werden. Deren Einführung war ein entscheidender Schritt zur Reduzierung des Wasserverbrauchs beim Waschen.
Qualitätssicherung bei neuem Lieferanten: Die kritischen Prüfparameter
Wie lässt sich sicherstellen, dass Werkstoffe und Bauteile eines neuen Lieferanten die geforderten Eigenschaften erfüllen – oder diese sogar übertreffen? Die größten Risiken bei neuen Zulieferern liegen in der Werkstoff- und Verarbeitungsqualität und der Langzeitbeständigkeit. Hersteller und Qualitätsverantwortliche stehen vor folgenden Herausforderungen:
Mechanische Stabilität
Kunststoffbauteile wie beispielsweise Gehäuse müssen entsprechend den Anforderungen ihres Einsatzbereichs eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen. Eine angepasste Steifigkeit ist dabei unerlässlich, um Verformungen unter Biege- und Druckbelastungen zu vermeiden.
Um ein Werkstoffversagen unter Last zu verhindern, sind zudem Mindestanforderungen an die Zähigkeit zu erfüllen. Insbesondere unter Temperatureinfluss steigen die Anforderungen an den Werkstoff deutlich:
- Bei hohen Temperaturen ist eine ausreichende Wärmeformbeständigkeit erforderlich.
- Bei niedrigen Temperaturen muss die erhöhte Bruchanfälligkeit berücksichtigt werden.
Ein kritischer Faktor ist zudem die Homogenität der Werkstoffdichte. Eine ungleichmäßige Verteilung von Füllstoffen, wie beispielsweise Kurzglasfasern in PP-GF-Compounds, oder Verarbeitungsfehler können zu lokalen Schwachstellen führen, die unzulässige Verformungen und letztlich Bauteilbrüche nach sich ziehen.
Kommt es zum Bruch, sollte dieser aus Sicherheitsgründen nicht in Form eines Splitterbruchs erfolgen. Splitterbrüche erzeugen oft scharfkantige Bruchstücke und -kanten, die ein erhebliches Verletzungsrisiko darstellen.
Risikofrage: Was würde es für Sie als Hersteller und Inverkehrbringer bedeuten, wenn ein Kunststoffbauteil unter mechanischer Belastung versagt, weil es nicht den erforderlichen Festigkeitsanforderungen entspricht?
Chemische Beständigkeit
In vielen Anwendungen sind Kunststoffbauteile aggressiven Medien wie Reinigungsmitteln, Fetten, Ölen oder Säuren ausgesetzt. Diese Einflüsse können zu Alterungserscheinungen wie Verfärbungen, Rissbildung oder Versprödung führen.
Im schlimmsten Fall setzt eine fortschreitende Zersetzung des Kunststoffs ein, die zum vollständigen Bauteilversagen durch Rissbildung und Funktionsverlust führen kann. Bei der Werkstoffauswahl müssen daher geeignete Kunststofftypen mit optimierter Chemikalienbeständigkeit berücksichtigt werden.
Risikofrage: Wie stellen Sie sicher, dass Ihre Kunststoffbauteile auch nach langem Kontakt mit aggressiven Chemikalien ihre Funktion beibehalten?
Hitzebeständigkeit
In Geräten mit hohen Betriebstemperaturen – etwa Waschmaschinen, Trocknern, Backöfen, Kaffeemaschinen oder Wasserkochern – spielt die thermische Stabilität der Kunststoffe eine entscheidende Rolle. Die verwendeten Werkstoffe müssen Form- und Farbveränderungen zuverlässig widerstehen.
Zudem besteht bei hohen Temperaturen und Sauerstoffkontakt die Gefahr von Oxidationsreaktionen, die zu einer fortschreitenden Werkstoffalterung und letztlich zu Rissbildung und Funktionsverlust führen können.
Risikofrage: Welche Auswirkungen hätte es auf Produktqualität und Garantieleistungen, wenn sich die verwendeten Kunststoffe bei höheren Temperaturen unzulässig verformen und altern?
Oberflächenqualität & Optik
Sichtbare Kunststoffbauteile müssen sowohl farb- als auch glanzbeständig sein. Einflussfaktoren wie UV-Strahlung, chemische Substanzen oder hohe Temperaturen können den Abbau von Farbpigmenten und Additiven begünstigen. Dies äußert sich häufig in:
- Farbveränderungen,
- Glanzverlust,
- Vergilbung (insbesondere bei weißen Kunststoffteilen).
Thermoplastische Elastomere sind zusätzlich anfällig für eine verstärkte Oberflächenklebrigkeit infolge von Materialabbau. Da diese Werkstoffe häufig gezielt wegen ihrer angenehmen Haptik eingesetzt werden, ist eine solche Veränderung besonders kritisch. Auch das Aufrauen der Oberfläche im Laufe der Zeit stellt einen unerwünschten Effekt dar, der bei der Werkstoffauswahl und Bauteilgestaltung berücksichtigt werden sollte.
Risikofrage: Welche Auswirkungen hätte ein Verlust der Oberflächenqualität nicht nur auf die Funktionalität des Produktes, sondern auch auf Ihre Reputation als Hersteller?
Praxisbeispiel: UV-Beständigkeitsprüfung bei Werkstoffwechsel
Ein Hersteller von Kunststoffgehäusen für den Einsatz in Innenraumanwendungen sah sich aufgrund gesetzlicher Vorgaben, Lieferengpässen und Kostendruck gezwungen, seinen etablierten Werkstoff zu ersetzen. Nach der Auswahl potenzieller Ersatzwerkstoffe und -lieferanten stellte sich am Ende des Projekts die Frage nach der Langzeit-UV-Beständigkeit der Kunststoffgehäuse.
Besonders im Hinblick auf mögliche Eigenschaftsänderungen und das Risiko eines vorzeitigen Ausfalls – mit dem damit verbundenen Reputationsverlust – war die Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung über einen Zeitraum von bis zu 10 Jahren von zentraler Bedeutung.
Prüfstrategie und Ergebnis
Zur Validierung der UV-Stabilität wurde eine geeignete beschleunigte Alterung eingesetzt, um die langfristige Beständigkeit unter realistischen Einsatzbedingungen zu prüfen. Zudem wurde eine mehrparametrige Bewertung des werkstoffphysikalischen Verhaltens durchgeführt, um eine fundierte Entscheidungsgrundlage zu schaffen.
Auf Basis dieser Tests konnte ein Ranking der vorausgewählten Werkstoffe erstellt werden, das es ermöglichte, den bestgeeigneten Werkstoff hinsichtlich UV-Beständigkeit zu identifizieren und das Risiko einer frühzeitigen Alterung zu minimieren.
Fazit: Keine Kompromisse bei der Materialprüfung
Ein Material- oder Lieferantenwechsel kann ohne die geeigneten Prüfungen zu unerwarteten Qualitätsproblemen führen, die nicht nur hohe Kosten durch Rückrufe und Kundendienst verursachen, sondern auch den Ruf des Unternehmens erheblich schädigen.
Die Wahl der richtigen Kunststoffe für anspruchsvolle Anwendungen ist eine komplexe Entscheidung, die eine gründliche Abwägung der mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften erfordert. Kunststoffbauteile müssen nicht nur hinsichtlich Festigkeit und Zähigkeit optimiert sein, sondern auch gegenüber äußeren Einflüssen wie hohen Temperaturen, aggressiven Chemikalien und UV-Strahlung beständig bleiben.
Ohne umfassende Untersuchungen – insbesondere Beständigkeitsprüfungen unter realen Anwendungsbedingungen – lässt sich nicht sicherstellen, dass die Bauteile dauerhaft und zuverlässig unter den vorgesehenen Einsatzbedingungen funktionieren.
Die gezielte Auswahl und Verarbeitung geeigneter Werkstoffe ist daher entscheidend, um die Langlebigkeit und Funktionssicherheit der Bauteile zu garantieren. Gerade bei einem Lieferantenwechsel ist es unerlässlich, diese Prüfungen konsequent durchzuführen, um hochwertige, sichere und optisch ansprechende Produkte zu gewährleisten, die den immer höheren Anforderungen der Verbraucher gerecht werden.
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