Moldeig d'injecció: hi ha un paràmetre de procés més important?

Recentment em van fer una pregunta que va provocar una greu reacció emocional per part de mi a causa del seu total desconeixement dels principis científics que són el fonament d'un procés de modelat. Per a mi, la pregunta: "Quin és el paràmetre del procés més important d'un procés de modelatge?", És similar a preguntar a quin dels meus fills m'ha agradat més. La meva primera reacció, que jo (afortunadament) no podia deixar de pronunciar: "Estàs fent broma?"

Una mica de fons: em vaig asseure amb un grup d'un fabricant mèdic important per debatre sobre les validacions de processos mèdics d'emmotllament per injecció i els principis de l'emmotllament per injecció científica. Per tant, a preguntar-se quin paràmetre és el més important, especialment per algú del costat mèdic de la nostra indústria, va ser sorprenent, per dir-ho com a mínim.

Tenint en compte que, en el mercat mèdic, el procés de modelat en si mateix és essencialment una especificació del client, ja que és crític per al producte d'enviament com a part de dimensions, no esperava aquest tipus de preguntes.

Si no podeu omplir les parts, no podeu empaquetar les parts, i els valors de Cpk poden ser molt baixos.

Ja sigui mèdic o farmacèutic, el client normalment requereix que mostri proves que el producte que vau executar es va modelar dins dels límits de control de processos establerts durant la validació. Voldria argumentar que la OQ o la Qualificació de l'operació és l'etapa del protocol IQ / OQ / PQ on es desenvolupa el procés del molder, mentre que el PQ (Performance Qualification) estableix els límits de control superior i inferior, però aquest és un article diferent.

Aquesta conversa va ser la motivació per a aquesta columna, on vaig imaginar que argumentaria els punts de diversos paràmetres de procés com "més importants", i amb això potser ajudem a identificar si, de fet, hi ha un paràmetre de procés "més important". Quin millor lloc per començar que la resposta que vaig donar de forma contundent en aquell moment, després de deixar molt clar que totes les sortides d'un procés de modelat per injecció són importants.

• Emplenament de saldo : he deixat clar que l'equilibri d'ompliment no és tècnicament un paràmetre, sinó una sortida de molts paràmetres. Dit això, si hagués d'escollir alguna cosa, omplir l'equilibri seria un dels punts de partida del desenvolupament del procés.

Gairebé vaig perdre la meva composició quan la pregunta de seguiment era: "Bé, llavors quin és el paràmetre més important per controlar el saldo d'ompliment?" La meva resposta: "Realment?" Literalment, centenars de variables poden afectar l'equilibri d'ompliment. Tant si es tracta de termodinàmica, percentatge de regrind, dimensions de motlle o cisallament, és impossible triar un d'aquests com més important que els altres.

Dit això, es pot debatre sobre la importància de tenir una compensació equilibrada i, el que és més important, els efectes d'ompliment desequilibri tindran una qualitat parcial i repetitiva dimensional, específicament pel que fa als requisits mèdics per copsar números de Cpk i Ppk d'1,33 i 1,67, respectivament. El Cpk d'una especificació dimensional en la indústria de l'emmotllament mèdic és simplement la comparació d'una cavitat a una altra. Així que ajuda a determinar la variació de Cavity One a, diguem, Cavity 32 en un motlle de 32 cavitats i així successivament. L'equilibri d'ompliment és absolutament crític des d'aquesta perspectiva. Si no podeu omplir les parts, no podeu empaquetar les parts, i els valors de Cpk poden ser molt baixos.

Les cavitats que omplen la primera etapa es veuran reduïdes perquè la viscositat d'aquestes cavitats serà extremadament alta. No oblideu la regla bàsica del flux de plàstic: els fluxos de plàstic en la direcció de la menor resistència. Si tenim un motlle de dues cavitats i una cavitat està plena en la primera fase i l'altra és un 80% plena, el camí de la menor resistència es converteix en la cavitat que no està completament plena.

Un embuat equilibrat assegura que cada cavitat s'omple i embalatge en el mateix moment; assegura que cada cavitat està experimentant condicions de procés similars. És fonamental en què es construeix un procés, per la qual cosa la seva importància és evident, però cal que el paràmetre "més important" sigui encara difícil.

• Temps d'emplenament : potser el paràmetre del procés més important és el temps d'emplenament. Permetin-me que torni a quedar clar: aquesta és una sortida no puntual. El paràmetre paraula es defineix com "una quantitat el valor és seleccionat per a les circumstàncies particulars". Es selecciona un temps d'ompliment, però ho fem ajustant els paràmetres de la màquina. Els fonaments d'emmotllament que molts de nosaltres hem adoptat se centren en els resultats del procés.

Tota la premissa de "quin és el paràmetre més important" és qüestionable, considerant que molts paràmetres contribueixen als resultats del procés. Hi ha molts motllistes que diuen que completar el temps és el fonament del vostre procés i hi ha molts experiments utilitzats per establir-lo.

Normalment realitzo un estudi sobre la reologia, la linealitat de la viscositat, l'equilibri d'ompliment i la variació de la màquina abans d'identificar el temps d'ompliment d'un procés. Vaig dir que l'equilibri d'ompliment? Ho vaig fer. L'equilibri d'emplenament es veu molt afectat per la velocitat d'ompliment i canviarà en funció de la rapidesa o la lentitud que injectem.

Un procés d'emmotllament per injecció és un procés connectat, el que significa que múltiples variables i paràmetres tindran un impacte directe o indirecte l'un sobre l'altre. Molt poc sobre un procés d'emmotllament per injecció està aïllat i no tindrà cap impacte en una altra cosa.

Amb el temps d'emplenament, alguns processadors poden completar menys experiments i alguns fins i tot poden afegir a la llista. Independentment de com s'identifiquin els temps d'ompliment, és fonamental garantir que mantenim aquest mateix temps d'ompliment durant tota la vida d'aquest motlle o part. Si mantenim un temps d'ompliment, assegurem l'equivalència d'orientació molecular, que fa que l'ompliment s'executi constantment per executar-se. Si omplim el corrent continu per executar, això contribuirà a una consistència contínua, a la velocitat de cisallament ia l'equilibri d'ompliment.

Una vegada més, hi ha diverses variables que afecten la forma en què es redueix una part, i només estic apuntant a una. Hi ha molts experts en la nostra indústria que diuen que el temps d'emplenament és el fonament d'un procés robust, però és realment el més important?

Ara, si preguntem: "Què necessito per assegurar un temps d'emplenament repetible?", La resposta és la pressió d'injecció adequada. Tan. Això vol dir que la pressió d'injecció és el paràmetre més important?

• Pressió d'injecció : la pressió d'injecció és fonamental per a un procés repetible, i encara que s'espera una certa variació d'aquesta sortida, si no tens prou pressió, pot ser catastròfica per a la qualitat de la peça.

Els processos limitats a pressió no tenen la capacitat d'ajustar-se a partir de la variació de la viscositat del material. Si la viscositat del material augmenta més enllà de la pressió disponible de la màquina, la nostra corba de pressió s'apagarà de manera abrupta i el temps d'ompliment augmentarà. La màquina trigarà més temps a colpejar el punt de transferència V-a-P, en tot cas. Hi ha diversos defectes que això pot causar, sobretot tirs curts o abocaments.

Tota la premissa de "quin és el paràmetre més important" és qüestionable, considerant que molts paràmetres contribueixen als resultats del procés.

Quan ens referim a l'emmotllament científic o l'emmotllament desacoblat, en realitat ens referim a una primera etapa controlada per la velocitat, però no podem controlar aquesta velocitat de forma completa si tenim un límit en la pressió que hem d'aconseguir.

Conec diversos processadors que ignoren la pressió d'injecció quan es tracta de monitoritzar el procés, raonant que "sempre que no estigui limitat, no es tracta d'un procés crític", i que esperem veure variacions.

Estic d'acord que esperem veure variacions, però quant és massa i per què és tan important? Jo diria que massa variació és qualsevol altra variació "normal" establerta durant les execucions de validació. Segons les especificacions del producte i el client, és important desafiar el procés durant la validació i imitar els canvis de viscositat. Per exemple, si la vostra especificació permet afegir regresar a la producció, llavors heu d'incloure una execució amb regressió durant la validació del procés.

Una vegada que tingueu una línia de base i heu identificat la variació normal del vostre procés, quan la variació màxima de pressió d'injecció supera aquesta línia de base, és important entendre per què. No dic que hagi de rebutjar immediatament aquest producte, estic dient que aquest producte ha de ser revisat i, sobretot, el molder ha d'identificar on prové la variació afegida.

• Pressió de la cavitat : donat que els milions de dòlars dels motllistes passen cada any afegint transductors de pressió de cavitat i equips per monitoritzar i controlar el seu procés, la pressió de la cavitat ha de ser un resultat crític. Tenir la capacitat d'empaquetar cada cavitat basant-se en la pressió de la cavitat, o fins i tot controlar la transferència de V a P per la pressió de la cavitat, proporciona una estabilitat dimensional de part a part i es dispara a tret. Encara que la inversió pot ser substancial, els beneficis estan provats. Dit això, la meva posició no és que tots els productes necessitin aquesta tecnologia.

Si es tracta d'un molde automotriu i està emmotllant productes de superfície "A" de classe, fins i tot les parts que s'executen dins dels límits de control de la pressió de la cavitat poden no ser acceptables a causa de defectes visuals.

Assegurar que tingui una mà d'obra qualificada, motivada i degudament capacitada és, en definitiva, la que determinarà la qualitat del producte que s'envia al client.

Els transductors de pressió de la cavitat no us permetran saber si les parts tenen un ratllat o una taca d'oxidació a la vostra textura. Si es configuren correctament, poden monitoritzar curtmetratges i flaixos; però els transductors de pressió de la cavitat poden no tenir defectes visuals que no estan relacionats amb el flux del material.

Si els transductors de pressió de la cavitat s'instal·len a les ubicacions correctes, la pressió de la cavitat pica pot proporcionar un alt control i control. No obstant això, diria que el major benefici dels transductors de pressió de la cavitat ni tan sols és el de la pressió de la cavitat. La velocitat de refrigeració procedent d'un transductor de pressió de cavitat proporciona la velocitat a la qual el plàstic es redueix al transductor. Això pot tranquil·litzar els motllistes que l'aigua es refredi a la mateixa velocitat en cada carrera. Per tant, potser l'argument de la pressió de la cavitat és en realitat un argument per als transductors de pressió de la cavitat.

No obstant això, seria una postura difícil, ja que hi ha tants motors d'èxit que no inverteixen en aquesta tecnologia, sinó que encara són motors científics orientats a la informació.

• La gent com a paràmetre : intentar identificar un "paràmetre més important" per a un procés connectat com el nostre és absolutament impossible. No hi ha un paràmetre més important ni hi hagi una peça d'equip més important. Tanmateix, hi ha un recurs crític que és "el més important" i que són els membres del vostre equip.

La vostra gent, des de tècnics a operadors a tothom, és la més important. Ja sigui que estiguem debatent sobre el desenvolupament de processos, els controls de procés o les tecnologies, la persona que configura aquest treball té la major influència en el seu èxit. Assegurar que tingui una mà d'obra qualificada, motivada i degudament capacitada és, en definitiva, la que determinarà la qualitat del producte que s'envia al client.

Invertir tant en persones com si no més del que inverteix en equips és fonamental per a un procés segur i reeixit d'emmotllament per injecció. Penseu en això d'aquesta manera: si decidiu dir que el temps d'ompliment és el paràmetre de procés més important i s'apliquen límits de control ajustats, algú encara necessita activar aquests controls.

Algú necessita comprendre no només com activar els controls, sinó com solucionar-los quan l'equip no funciona correctament. Gran part de la formació de la nostra indústria està centrada en les habilitats d'enginyeria i desenvolupament de processos, però encara no oferim entrenament per a tècnics de motlles i instal·lacions, ni tan sols operadors.

Necessitem normes similars a altres oficis especialitzats i una clara trajectòria professional per als nostres membres de l'equip tècnic. He passat molts anys en emmotllament per injecció, treballant amb tot tipus d'equips i desenvolupant processos i sistemes per controlar-los. Us puc dir que aquests sistemes mai no poden reemplaçar a un tècnic ben entrenat. En lloc d'això, els donen les eines necessàries per oferir als nostres clients millors resultats i qualitat de part. Un no és independent de l'altre. Com un procés d'emmotllament per injecció, els nostres recursos (equips i membres de l'equip) són un procés connectat i els motllistes no poden tenir èxit aïllant-los.