INPUTS VS OUTPUTS , el mayor paradigma para el inyectador

Conceptos que hacen más fácil la vida en la Planta de Inyección

Durante todos estos años de profesión en Plantas de Inyección de Termoplásticos y en la gran cantidad de fábricas visitadas, procesos revisados, etc., he podido ver multitud de tipos de Fichas de Parámetros de Inyección .
Cada Planta de Inyección tiene su Ficha de Parámetros propia , en este tema no ha habido una normalización o estandarización generalizada de modo que cada fábrica ha hecho lo que ha considerado oportuno.
Tampoco la normalización y certificación ISO 9001 ha normalizado esta documentación , perdiéndose una excelente oportunidad de mejora y control de los procesos.
Informes de ANAIP dicen que hay en España más de 4000 empresas de transformación de plásticos, la mayor parte
de transformación por inyección .Si analizamos estas empresas , cada una de ellas tiene un formato de registro de
parámetros propio .

Existe pues una gran diversidad de Fichas de Parámetros , unas pueden ser muy simples y otras muy complejas y completas , pero todas ellas tienen normalmente un factor común…..todas ellas registran inputs de proceso…. o lo que es lo mismo settings de máquinas.
La mayoría de las hojas de parámetros documentan parámetros de máquina , pero no datos desde el punto de vista del plástico y del proceso . Cuál es la diferencia?
Cuando establecemos un proceso y lo ponemos en marcha , este nos devuelve de un modo u otro una serie de información
importante de cómo el proceso está funcionando , de cómo las distintas variables que envuelven el proceso se están
interrelacionando , esta información que nos devuelve el proceso es una consecuencia
de los parámetros introducidos o setting de maquina sumado al resto de variables que influyen en el proceso , estos son valores
de salida independientes de los de entrada, son los outputs de proceso,

Para un correcto control del proceso de inyección esta información nos resulta imprescindible .

Se emplean en la industrian gran cantidad de recursos, económicos, tiempo, etc. ,para realizar el lanzamiento de nuevos productos , son comunes los procedimientos como PPAP (Productividad Part Approval Process) , DOE (Design of experiments),
AMFEs , etc. etc ., todo ello con el objetivo y la intención de definir ,homologar y validar un proceso de productivo, en nuestro caso un proceso de inyección.

Pero a pesar de todos estos esfuerzos se siguen fabricando piezas defectuosas cuando hacemos nuevos lotes de  fabricación y tenemos que arrancar de nuevo el proceso y no digamos , sobre todo, cuando transferimos el proceso
de una maquina a otra similar y queremos fabricar piezas idénticas que las homologadas en su día.

Parece lógico que si repetimos los parámetros de regulación de la máquina , los setting de máquina, de una serie a otra de fabricación en la misma maquina por ejemplo , los parámetros del proceso serán los mismos y las piezas fabricadas
serán idénticas.
Pero esto no siempre es así.
Los parámetros registrados nos permiten establecer un punto de partida pero no describen o identifica lo que está pasando en el proceso ni lo que está pasando en el plástico con el que estamos fabricando la pieza.

Por ejemplo la Temperatura de Masa. Todo el mundo estará de acuerdo en que la temperatura de masa es muy importante para el resultado final de la pieza. Como está registrada la temperatura de masa en sus fábricas? Normalmente serán valores de setting de máquina , valores que transferimos al computador de la máquina para que este regule esta temperatura a través de la electrónica, resistencias eléctricas , etc.
Resulta que la temperatura de masa real no solo depende de la temperatura regulada en el control.
Intervienen factores como las revoluciones del husillo o velocidad periférica, o la contrapresión a la carga. Además la temperatura que el computador de control de la máquina lee , es a través de termopares que están en contacto con acero, no con el plástico y además a cierta distancia del polímero fundido.
Por otro lado , y esto es otro problema, si realizamos la lectura de la temperatura real de la masa con un pirómetro,probablemente nos darán tantos resultados como personas realicen la lectura, pero esto lo trataremos en otro momento .

Otro ejemplo es el de la Velocidad de Inyección , la velocidad más crítica de todo el proceso de inyección .De nuevo las fichas de parámetros registran normalmente los valores de entrada al computador que controla este parámetro e intentan duplicar estos valores en diferentes maquinas o en diferentes
series de fabricación. Pero esta velocidad es un parámetro de maquina no es un parámetro del plástico.
El control , el ordenador , seguro que repetirá los valores pero ….estamos seguros de que la maquina los reproduce exactamente .Aquí intervienen válvulas, tarjetas electrónicas, etc que pueden variar constantemente. Algunas fábricas para minimizar esto hacen calibraciones de maquina cada año .
Debemos preguntarnos si estamos llenado con la velocidad programada, es decir si la maquina esta cumpliendo con la velocidad que le solicitamos .

Una mejor manera de controlar la velocidad de inyección y poder duplicarla de nuevo en otro momento u otra maquina es registrar el output correspondiente , en este caso el tiempo de llenado para un volumen de plástico concreto.
Esto permite al inyectador duplicar la velocidad de inyección modificando los parámetros si es necesario para obtener el tiempo deseado.

Si queremos una buena documentación del proceso debemos entender que los parámetros de ajuste de la maquina son solo números que entramos en un ordenador , lo que le pasa al plástico es a menudo diferente y es lo que nos interesa

Inputs de máquina vs. Outputs del proceso

Aquí podemos establecer dos tipos de Técnicos de inyección , el Técnico de Inyección Típico y el Técnico de Inyección Avanzado
Veamos algunas diferencias;
El Técnico de Inyección típico normalmente documenta valores de entrada dependientes de la maquina o settings de máquina.
Por ejemplo:

Temperaturas programadas varias
Velocidad programada de inyección
Tiempos programados varios
Presiones programadas varias
Tn cierre programadas

El Técnico avanzado documenta VALORES DE SALIDA INDEPENDIENTES DE LA MAQUINA

Outputs de proceso independientes de la máquina:
Temperaturas reales medidas con pirómetro
Tiempos reales , de inyección , etc.
Presión real aplicada , valor punta de presión de inyección , compactación etc.
Pesos de las piezas
Datos adicionales(p.ej. medidas entre cavidades)
Etc.

Algunos Out Puts de proceso a Documentar
TEMPERATURA Temperatura de masa
Temperatura de cavidad
Temperatura del refrigerante

TIEMPOS Tiempo de llenado real
Tiempo de post presión real
Tiempo de dosificación real
Tiempo de sellado de la entrada
Tiempo de ciclo real
PRESIONES
Contrapresión real
Delta P
Factor de intensificación inyección

PESOS
Peso cavidades
Peso de la inyectada
Peso final con la entrada sellada
Datos adicionales
Medidas por cavidades
Balanceado de llenado de cavidades
TN cierre reales
Fotografías de defectos

El Técnico avanzado tiene en cuenta y calcula outputs tales como:

Tiempo de residencia del material en el husillo
Velocidad periférica del husillo
Ratio de intensificación del husillo
Ratio , dosis – diámetro utilizado

El Técnico avanzado , si el proceso está documentado, puede identificar rápidamente que ha cambiado,además :

Conoce la historia del proceso, molde , material etc.
Conoce las propiedades y características del material
Determina la causa física y los cambios producidos
Verifica el resultado de cada cambio de proceso realizado

Mientras que el Técnico de inyección típico se pregunta :
Que botón debo tocar para corregir el defecto o problema?
Consulta guías universales de solución de defectos
El Técnico avanzado se pregunta:
Que cambio ha sucedido en el proceso para provocar el problema?
Cual es o cual puede ser la causa física que provoca el problema?

Nuevas herramientas de proceso Scientific Injection Molding
El Técnico avanzado puede evaluar el proceso si es necesario a través de diferentes herramientas de Scientific Injection Molding
tales como:
1 In mould reology o Método de la Viscosidad Relativa
2 Gate seal analysis o Análisis del tiempo de sellado de las entradas
3 Process Window o Determinación de la ventana de proceso
4 Injectión Speed machine Perfomance o Análisis del grado de cumplimiento de la velocidad
de inyección
5 Pressure loss analysis o Análisis de las pérdidas de presión de inyección
6 Delta P
7 Gate shear o Análisis de la cizalla en la entrada
8 Portabilidad entre máquinas

Para la aplicación de estas herramientas tan solo es necesario dedicar un poco de tiempo a realizar los experimentos que esta metodología propone , normalmente durante las primeras puestas a punto de un molde ó cuando aparece una desviación del mismo .El tiempo invertido en desarrollar estos ensayos y aprovechar la información que nos aportan es una buena inversión al obtener mejores productividades y menor scrap .

SCIENTIFIC MOLDING ó MOLDEO CIENTIFICO CON METODOS AVANZADOS
Aplicación del estado del conocimiento estructurado mediante razonamiento y experimentación en el ámbito de la inyección de plásticos

En el libro MANUAL AVANZADO DE INYECCION DE TERMOPLASTICOS puede encontrar más información y también en la web www.asimm.es
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