Ottimizzazione del processo di stampaggio a iniezione di plastica

Il miglioramento dell'efficienza produttiva, la riduzione delle scorte, la riduzione degli sprechi e il mantenimento della qualità del prodotto sono tutti obiettivi che devono essere attentamente monitorati, ma la misura delle prestazioni più critica per i trasformatori di materie plastiche è il tempo di ciclo dello stampo.

Gli indicatori chiave di prestazione (KPI) forniscono informazioni per rispondere rapidamente a condizioni mutevoli e minacce immediate, o per implementare sottili aggiustamenti per mantenere le tendenze aziendali in una direzione sana. Sebbene vi siano molte aree importanti da monitorare, una metrica è senza dubbio la più critica e dovrebbe essere in cima alla lista per qualsiasi trasformatore di materie plastiche.

Si può sostenere con forza la raccolta e l'analisi di parametri correlati al miglioramento dell'efficienza o della reattività, alla riduzione dell'inventario, alla riduzione degli sprechi e, naturalmente, al mantenimento della qualità del prodotto. Ognuna di queste aree è molto importante per la salute di un'azienda e dovrebbe essere attentamente monitorata. Ma per i produttori di materie plastiche, la misura più critica delle prestazioni è il tempo di ciclo dello stampo. Il tempo di ciclo è il tempo totale necessario per stampare una stampata di plastica, dal momento in cui la plastica viene iniettata nello stampo fino all'inizio della stampata di plastica successiva.

Stabiliamo fin dall'inizio che il tempo di ciclo è variabile e viene influenzato da diversi fattori: progettazione dello stampo, configurazione della cavità (parte), materiale di stampaggio. Questi e altri fattori influenzeranno il tempo necessario per iniettare la plastica nello stampo, raffreddare la plastica, aprire lo stampo, espellere la parte e richiudere lo stampo. Allo stesso modo, il tempo necessario al raffreddamento del materiale dipende dalle caratteristiche delle linee di raffreddamento progettate nello stampo e dallo spessore del materiale stampato (dimensioni e geometria della parte).

Produttori di stampaggio a iniezione di plastica in genere misurano il tempo di ciclo dello stampo a posteriori. Questo è di scarso aiuto nel supportare i miglioramenti operativi. I modi migliori per determinare il tempo di ciclo Mentre un tempo di ciclo di base (teorico) è progettato nel processo e nello stampo, l'operatore e le condizioni operative avranno una certa influenza sul tempo di ciclo effettivo. La maggior parte delle aziende misura il tempo di ciclo dello stampo solo indirettamente a posteriori. Questo è spesso determinato semplicemente dividendo il tempo totale richiesto per produrre una serie di prodotti per il numero di parti (cicli) prodotte. Mentre questo può essere utile per scopi contabili e ingegneristici, queste informazioni sono di scarso aiuto nel supportare la gestione del lavoro e i miglioramenti operativi.

L'opzione migliore è misurare, analizzare e visualizzare il tempo di ciclo in modo continuo durante un dato turno. In questo modo, la direzione può tenere d'occhio le effettive prestazioni delle risorse centrali dello stampatore e garantire che la struttura funzioni a piena capacità in tempo reale.

La progettazione dello stampo e il processo stesso determinano il tempo di ciclo operativo teorico. Questo può essere considerato il ciclo complessivo migliore o ottimale. Naturalmente, mentre lavorare al di sotto dell'ottimo teorico è meno produttivo e inefficiente, lavorare al di sopra del ciclo di progettazione non è necessariamente una buona cosa. Ad esempio, se il tempo di ciclo dovrebbe essere di 11 secondi, ma il lavoro viene eseguito a 10 secondi, il prodotto che esce dalla macchina potrebbe sembrare a posto, ma potrebbe avere difetti nascosti che ne impediscono il superamento dei controlli di qualità a valle. In questo caso, il monitoraggio continuo del tempo di ciclo attiverebbe avvisi immediati per controllare rapidamente la qualità del prodotto e adottare misure correttive per impedire la produzione di più parti destinate a essere presto scartate.

Ogni secondo conta... Davvero
Le azioni dell'operatore, le condizioni e la manutenzione delle apparecchiature e le condizioni ambientali influiscono tutte sul tempo di ciclo dello stampo. Il rilevamento precoce di eventuali inibitori consente una risposta rapida alle correzioni e una maggiore produzione.

Una macchina ben tenuta sarà più veloce e affidabile, con conseguenti prestazioni più costanti. Allo stesso modo, l'esperienza e la competenza dell'operatore possono avere un impatto significativo sul ciclo di stampaggio e sulla produttività della macchina e, in ultima analisi, sulla fabbrica. Deve essere presente un sistema per tracciare continuamente i tempi di ciclo storici, gestire i programmi di manutenzione e determinare quale dovrebbe essere il tempo di ciclo per ogni macchina per migliorare la produttività e la redditività complessive. Ancora più importante, i dati di tale sistema consentono una migliore pianificazione e programmazione.

Supponiamo che uno stampo sia progettato con un tempo di ciclo di 10 secondi. Per mantenere i propri compiti e produrre parti buone, un operatore inesperto potrebbe far funzionare la macchina a un ciclo di 11 secondi. Potresti chiederti: che differenza fa davvero un secondo? Un secondo in più di tempo di ciclo significa una riduzione di 10% nella produttività. L'effetto cumulativo significa che ci vogliono 10% più tempo per completare un dato lavoro e la produzione complessiva della macchina per turno è 10% in meno. Riportare la macchina alla velocità di progettazione produrrebbe un miglioramento di 11% rispetto alla velocità ridotta (dividere 9 secondi per 10 per ottenere il miglioramento percentuale), aumentando al contempo l'efficienza, la produttività e riducendo i costi.

Ottimizzazione della selezione della macchina
Il monitoraggio delle prestazioni dello stampo (tempo di ciclo) per macchina offre anche l'opportunità di gestire meglio la fabbrica e ottenere un output ottimale. Uno stampo dato può funzionare efficacemente a un ciclo di 10 secondi su una macchina, ma a 8 secondi su un'altra.

A parità di condizioni, potrebbe essere più vantaggioso eseguire il lavoro sulla seconda macchina. Considerando i lavori da elaborare e le loro specifiche velocità di esecuzione, variazioni di colore, priorità, programmi di manutenzione, disponibilità dell'operatore e altri fattori, potrebbero essere utili assegnazioni alternative. Senza buone informazioni sulle prestazioni per lo stampo, la macchina e l'operatore, queste decisioni sono difficili nella migliore delle ipotesi.

Un investimento relativamente piccolo nella raccolta dati può migliorare significativamente l'efficienza produttiva.

Ritorno sull'investimento Un'altra opportunità di misurazione esiste con il controllo costante del tempo di ciclo rispetto all'efficienza di confezionamento. L'input automatizzato del reparto di produzione dalla macchina, direttamente confrontato con le scansioni dei codici a barre degli articoli in fase di confezionamento, può tenere un conteggio continuo dell'avanzamento del lavoro e della qualità (scarto). Ciò fornisce dati continui in tempo reale per pianificare quando il lavoro corrente può essere spedito e quando può iniziare il lavoro successivo. Inoltre, ciò fornisce il vantaggio aggiuntivo di un monitoraggio più preciso dell'utilizzo delle materie prime.

Nella maggior parte dei casi, i semplici sensori di monitoraggio delle macchine integrati o adattati nei controlli delle macchine possono essere utilizzati per fornire capacità di raccolta e analisi dei dati nei sistemi di pianificazione e gestione. Un investimento relativamente piccolo nella raccolta dei dati fornisce un input che produce una migliore pianificazione, operazioni e gestione della fabbrica più efficienti e guadagni di efficienza complessivi.

Comprendere i segnali di avvertimento
Gli indicatori sono ovunque intorno a noi. Quella luce della console ci fa sapere quando l'auto ha bisogno di manutenzione. L'allarme antincendio suona quando la batteria è scarica. La banca potrebbe inviare un messaggio di testo quando i fondi sono esauriti.

Sebbene non vi siano allarmi lampeggianti di "bassa produttività" per i produttori, vi sono chiari segnali di prestazioni insufficienti e problemi se si sa dove guardare e come stabilire le priorità per la loro importanza. Per i trasformatori di materie plastiche, il tempo di ciclo dello stampo è la misura più critica delle prestazioni.