Musterprüfung und Erstmuster (FAI): Vorgehen, Messbericht und Fallstricke

Erstmuster

Wenn ein neues Bauteil anläuft oder eine Konstruktion geändert wurde, entscheidet oft nicht der Serienstarttermin über den Projekterfolg, sondern die Qualität der ersten seriennahen Teile. Musterprüfung, Erstmusterprüfung (FAI) und ein sauberer Messbericht sind dabei keine Formalitäten, sondern ein Frühwarnsystem: Sie zeigen, ob Zeichnung, Werkzeug, Prozess und Prüftechnik zusammenpassen.

Gerade bei Lieferketten mit Fertigung in Asien ist der Nutzen hoch. Korrekturen am Werkzeug oder an Prozessparametern sind in dieser Phase meist noch bezahlbar. In der Serie werden dieselben Abweichungen schnell teuer, weil Nacharbeit, Sortierung, Stillstände oder Reklamationen folgen.

Begriffe sauber trennen: Musterprüfung, Erstmuster, FAI

Eine Musterprüfung ist zunächst allgemein eine Qualitätsprüfung an einem Musterteil oder einer kleinen Mustercharge. Das kann ein Prototyp sein, ein Vorserienteil aus einem „weichen“ Werkzeug oder ein Entwicklungsstand, der bewusst noch nicht unter Serienbedingungen entsteht. Ziel ist ein Abgleich gegen Anforderungen, oft mit Fokus auf Funktion, Passung, Material oder einzelne kritische Maße.

Ein Erstmuster ist enger definiert: Es wird ausschließlich mit den für die Serienfertigung vorgesehenen Einrichtungen und Verfahren gefertigt, unter Randbedingungen wie in der Serie. Genau dieses „seriennahe“ Teil (oder mehrere Teile) ist die Basis der Erstmusterprüfung, oft als First Article Inspection (FAI) bezeichnet.

Eine kurze, aber wichtige Konsequenz: Ein „schönes“ Musterteil aus Sonderbedingungen kann eine spätere FAI nicht ersetzen.

Wann welche Prüfung sinnvoll ist

Die Entscheidung ist weniger akademisch, als viele Projektpläne vermuten. Wer zu früh eine FAI erzwingt, erzeugt Frust, weil Werkzeug und Prozess noch nicht stabil sind. Wer zu spät prüft, riskiert, dass Abweichungen erst nach Versand oder Serienstart auffallen.

Typische Anlässe:

  • Musterprüfung: frühe Machbarkeits- und Funktionschecks, Materialtests, Montageversuche, optische Freigaben
  • FAI/Erstmusterprüfung: Freigabe vor Serienanlauf, nach Werkzeugänderungen, nach Produktionsverlagerung, nach wesentlichen Prozessänderungen

In regulierten Branchen oder bei kundenspezifischen Standards kommen feste Regelwerke hinzu (z. B. VDA 2, PPAP, Luftfahrt nach EN 9102). Im Alltag gilt trotzdem: Umfang und Akzeptanzkriterien müssen vor Fertigung der Erstmuster eindeutig abgestimmt sein, sonst wird der Messbericht später zur Streitfrage.

Ablauf einer FAI in der Praxis: vom Zeichnungsstand bis zur Freigabe

Eine robuste FAI lässt sich in wenige Arbeitspakete gliedern. Entscheidend ist, dass diese Pakete nicht „irgendwie“ erledigt werden, sondern mit klaren Verantwortlichkeiten, Datenständen und Prüfumfängen.

Am Anfang steht die Festlegung, welcher Zeichnungsstand gilt, welche Spezifikationen zusätzlich relevant sind (Oberfläche, Farbe, Materialnorm, Beschichtung, Sauberkeit, Kennzeichnung, Verpackung) und welche Merkmale als kritisch eingestuft werden. Danach wird die Erstmusterfertigung so geplant, dass sie den Serienbedingungen entspricht: gleiche Maschine, gleiches Material, gleiches Werkzeug, gleiche Prozessfenster, sinnvollerweise inklusive repräsentativem Schichtlauf.

Ein zentraler Schritt ist die Prüfvorbereitung: Zeichnungen werden „ballooned“, also Messpunkte und Merkmale eindeutig nummeriert. Aus dieser Nummerierung entsteht eine Merkmalsliste, die später 1:1 im Messbericht wiederzufinden sein muss.

Dann folgt die Messung. Je nach Geometrie und Toleranzlage sind Koordinatenmessmaschine, optische Verfahren, Lehren oder klassische Handmessmittel geeignet. Wichtig ist weniger die „modernste“ Methode, sondern eine reproduzierbare und kalibrierte Messkette mit dokumentierten Bezugssystemen.

Am Ende steht die Bewertung: Freigabe, Freigabe unter Auflagen oder Ablehnung mit Nachbemusterung. Diese Entscheidung muss aus den Daten nachvollziehbar ableitbar sein, nicht aus Bauchgefühl.

Der Messbericht: Aufbau, Mindestinhalte und typische Erwartungen

Der Messbericht ist der Kern der FAI-Dokumentation. Er verbindet Zeichnung, Prüfumfang und Messergebnis zu einer prüffähigen Aussage. Ein Messbericht ist dann belastbar, wenn ein Dritter ohne Zuruf nachvollziehen kann:

  • Was wurde geprüft?
  • Nach welchen Vorgaben?
  • Mit welchen Messmitteln?
  • An welchen Teilen und unter welchen Bedingungen?
  • Mit welchem Ergebnis und welcher Bewertung?

Gerade bei internationalen Lieferketten lohnt sich eine harte Mindestanforderung: Kein Messwert ohne eindeutige Merkmalsnummer und keinen Merkmalseintrag ohne Zeichnungsreferenz.

Die folgende Tabelle zeigt bewährte Bausteine, die in vielen Projekten als Mindeststandard funktionieren, unabhängig davon, ob nach VDA, PPAP oder kundenspezifisch gearbeitet wird.

Abschnitt im MessberichtMuss-InhaltTypische FehlerquellePraxis-Tipp
Deckblatt / KopfTeilenummer, Bauteilname, Zeichnungsnummer, Index/Revision, Datum, Lieferant, Los-/Chargeninfo, Prüferfalscher Zeichnungsstand, fehlende RückverfolgbarkeitZeichnung als PDF beilegen, Index mehrfach prüfen (Kunde und Lieferant)
BemusterungsgrundNeuteil, Änderung, Verlagerung, Prozessänderungunklarer Anlass, falscher PrüfumfangAnlass schriftlich fixieren und mit Prüfumfang koppeln
Merkmalsliste / Ballonierungeindeutige Nummerierung aller prüfpflichtigen Merkmaledoppelte Nummern, fehlende MerkmaleBallonierung vor Fertigung abstimmen, nicht erst bei Messung
MesswerttabelleSollmaß, Toleranz, Ist-Werte je Teil, i.O./n.i.O.-BewertungRundungsfehler, uneinheitliche EinheitenEinheiten (mm, µm) fest vorgeben, Rundungsregeln dokumentieren
Messmethode / PrüfmittelPrüfmittel-ID, Kalibrierstatus, Messstrategie (Bezug, Aufspannung)„CMM“ ohne Programm-/StrategieangabeMessstrategie kurz beschreiben, bei CMM Programmversion dokumentieren
ZusatzprüfungenMaterialzeugnis, Härte, Beschichtung, Funktionsprüfung, SichtprüfungAnlagen fehlen oder sind nicht referenziertAnlagenverzeichnis führen und im Deckblatt referenzieren
Abweichungen / KommentareBeschreibung, betroffene Merkmale, Maßwerte, SofortmaßnahmeAbweichung wird „wegkommentiert“Abweichung immer mit Ursachenpfad und nächstem Schritt verknüpfen
FreigabeFreigabestatus, Auflagen, Unterschriften, DatumFreigabe ohne klare AuflagenAuflagen messbar formulieren (z. B. „Cpk Nachweis nach 30.000 Schuss“)

Ein Satz, der intern oft hilft: Der Messbericht ist kein Bericht „über das Messen“, sondern ein Nachweis „über Konformität und Prozessreife“.

Typische Fallstricke rund um FAI und Messbericht

Viele Probleme entstehen nicht im Messen, sondern in der Schnittstelle zwischen Zeichnung, Fertigung und Interpretation. Drei Muster tauchen besonders häufig auf: falsche Datenstände, ungeklärte Messbezüge und ein Prüfumfang, der erst während der Bemusterung „entsteht“.

Nach einem Absatz mit klaren Gegenmaßnahmen lässt sich das gut strukturieren:

  • Zeichnungs- und Spezifikationsstand: Ein alter Index oder eine nicht kommunizierte Änderung kippt die gesamte Aussage des Berichts.
  • Messbezug und Aufspannung: Ohne definierte Datums und Aufspannlogik sind CMM-Ergebnisse zwischen Lieferant und Kunde kaum vergleichbar.
  • Messmittel und Kalibrierung: Ein kalibriertes Gerät ist gut, eine passende Messstrategie ist genauso wichtig.
  • Interpretation von GD&T: Form- und Lagetoleranzen werden zwischen Teams oft unterschiedlich ausgelegt.
  • Datenübertragungsfehler: Manuelle Übertragung von Messwerten erzeugt Tippfehler, besonders bei vielen Merkmalen.
  • Optik und Oberflächen: Sichtprüfkriterien ohne Grenzmuster führen zu endlosen Diskussionen.

Wer diese Punkte früh klärt, reduziert den Bedarf an „Erklär-Calls“ nach Versand der Muster spürbar.

Zusammenarbeit mit Lieferanten in China und Taiwan: Steuerung, die wirklich funktioniert

Bei grenzüberschreitenden Projekten entscheidet die Qualität der Kommunikation über die Qualität der Teile. Nicht, weil Lieferanten „schlechter“ arbeiten, sondern weil Details verloren gehen: Toleranzinterpretation, Prüfmethoden, Fotodokumentation, Sprache, Zeitverschiebung.

Bewährt haben sich pragmatische Regeln, die wenig Bürokratie erzeugen, aber Missverständnisse verhindern:

  • kurze, eindeutige Bemusterungsvereinbarung mit Prüfumfang und Akzeptanzkriterien
  • gemeinsame Review-Termine für Ballonierung und Messberichtsvorlage vor Messstart
  • klare Dateistruktur: Zeichnung, Spezifikationen, Messdaten, Anlagen, Fotos, Freigabestatus
  • definierte Reaktionszeiten bei Abweichungen, inklusive Verantwortlichen auf beiden Seiten

Als Beratungs- und Umsetzungspartner für mittelständische Industriekunden begleitet TaiGer Deutschland GmbH solche Abläufe typischerweise end-to-end: von der Lieferantenauswahl und Industrialisierung über Werkzeug- und Formenbau bis zur Qualitätssicherung vor Ort in China und Taiwan. Der praktische Nutzen liegt dabei weniger in „mehr Dokumenten“, sondern in kurzen Schleifen bei Rückfragen, klaren Timings und einer QS, die nah an Fertigung und Werkzeugbau arbeitet.

Ein einzelner Satz, der in Projekten viel ausmacht: Wenn Rückfragen innerhalb von Stunden statt Tagen geklärt werden, bleibt die Bemusterung im Plan.

Wenn Abweichungen auftauchen: Nachbemusterung, Auflagen, Serienfreigabe

Abweichungen im Erstmuster sind nicht automatisch ein Drama. Kritisch wird es, wenn Abweichungen unsauber dokumentiert oder ohne klaren Korrekturpfad „akzeptiert“ werden. Eine Freigabe unter Auflagen kann sinnvoll sein, wenn Funktion und Sicherheit gewährleistet sind und die Abstellung eindeutig geplant ist.

In der Praxis sollte jede Abweichung mindestens enthalten: betroffene Merkmale, Ist-Werte, Risikobewertung, Sofortmaßnahme (Containment), geplante Korrektur am Werkzeug oder Prozess und den Termin der Nachbemusterung. Häufig wird das über CAPA oder 8D strukturiert, je nach Kundenanforderung.

Wichtig ist auch die Frage nach dem „Warum jetzt“: Entstand die Abweichung, weil das Werkzeug noch nicht final war, weil Prozessfenster fehlen, weil Material schwankt oder weil Messbezug falsch gewählt wurde? Ohne diese Einordnung ist eine Nachbemusterung oft nur ein Wiederholungsfehler.

Werkzeug- und Formenbau: Besonderheiten bei der Erstmusterprüfung

Bei Spritzgussformen und Serienwerkzeugen kommt eine zusätzliche Ebene hinzu: Das Bauteil kann nur so gut sein wie Werkzeugzustand, Temperierung, Entlüftung, Anspritzpunkt und die Stabilität des Prozesses. Viele Maßabweichungen sind hier keine „Messprobleme“, sondern Ausdruck davon, dass das Werkzeug noch nicht im stabilen Fenster läuft.

Typische technische Stellhebel sind dann nicht nur „Maß korrigieren“, sondern auch Prozessrobustheit:

  • Entformung und Verzug: Kühlung, Wanddicken, Nachdruck, Zyklus
  • Grat und Trennfuge: Werkzeugpassung, Schließkraft, Entlüftung
  • Oberflächen und optische Anforderungen: Politurgrad, Struktur, Materialcharge, Prozessführung
  • Einlegeteile und Montage: Lagekonzepte, Prüfaufnahmen, Funktionsprüfstände

Wenn diese Zusammenhänge im Messbericht durch saubere Prozessdaten ergänzt werden (Maschine, Parameterfenster, Materialcharge), wird die Ursachenarbeit deutlich schneller. Bei Projekten mit Formenbau in Asien ist das besonders wertvoll, weil Werkzeugkorrekturen meist vor Ort entschieden und umgesetzt werden müssen, idealerweise bevor die Muster versendet werden.

Was ein „guter“ FAI-Datensatz im Alltag wirklich leisten muss

Ein FAI-Paket soll nicht beeindrucken, sondern Entscheidungen absichern: Serienfreigabe ja oder nein, und falls ja, unter welchen Bedingungen. Das gelingt, wenn Messbericht, Anlagen und Kommunikation konsistent sind.

Gute Datensätze erkennt man daran, dass sie zwei Fragen ohne Nacharbeit beantworten: Welche Merkmale sind sicher im Griff, und wo braucht es Korrektur oder Fähigkeitsnachweis? Wenn diese Transparenz früh erreicht wird, wird die Serienhochlaufphase spürbar ruhiger, egal ob die Fertigung im DACH-Raum oder in China beziehungsweise Taiwan läuft.