Desenvolvimento de uma placa de transferência para a otimização e flexibilização do processo de injeção

Abstract

A indústria de moldação por injeção de termoplásticos tem-se vindo a tornar ao longo dos anos exponencialmente mais competitiva e exigente. A superioridade relativa entre empresas tem-se tornado tão maior quanto melhores forem as soluções de rentabilidade que distinguem os seus processos produtivos. O presente projeto visa desenvolver uma solução que garanta à InovePlastika a potenciação da sua superioridade empresarial e competitividade industrial. A solução mencionada e desenvolvida ao longo desta dissertação designa-se por Placa de Transferência. Trata-se de uma ferramenta produtiva que possibilita a produção simultânea de vários moldes individuais numa só máquina de injeção de termoplásticos. O processo de desenvolvimento consistiu em duas etapas. A primeira etapa dividiu-se em cinco fases. Nesta etapa definiu-se que a Placa de Transferência teria que ser projetada para uma máquina de injeção com uma só unidade de injeção e para os moldes individuais GKN051 e GKN052. Estabeleceu-se que a força de fecho mínima desta injetora terá de ser no mínimo de 320 Ton. Dimensionaram-se todos os componentes fundamentais e opcionais da Placa, incluindo um sistema de alimentação com bicos quentes valvulados e um sistema de extração hidráulico que se destinam a ultrapassar as limitações impostas pelas máquinas de injeção. Por último expõem-se os orçamentos obtidos por empresas externa para esta Placa de Transferência. Selecionaram-se as opções que incluem os componentes opcionais dimensionados, e que garantem a maior flexibilidade produtiva da Placa. A segunda etapa consiste na análise de rentabilidade das opções de orçamento selecionadas. Comparou-se a situação atual de produção do GKN051 e GKN052 com a eventual situação de produção da Placa de Transferência em cada uma das possíveis máquinas de injeção. Concluiu-se que esta configuração de componentes permite a adaptabilidade de uma ampla gama de moldes, além do GKN051 e GKN052, à Placa de Transferência, assegurando uma rentabilidade de no mínimo de 4,87% por cada peça produzida. Isto permite uma recuperação do investimento realizado no máximo até 29 meses (2,4793 anos) após a implementação do projeto segundo o forecast interno da empresa. Apesar dos esforços concretizados neste trabalho, considera-se imperativo um desenvolvimento adicional desta solução tendo em conta os riscos associados às disparidades no estado de produção e funcionamento dos moldes GKN051 e GKN052.

The thermoplastics injection molding industry has grown, over the years, into an exponentially competitive market. A company’s relative superiority is increasingly intertwined with the cost superiority presented by their production process. This project aims to develop a solution that grants InovePlastika the improvement of its company superiority and industrial competitiveness. The aforementioned solution, which is developed throughout this thesis, is known as a Transfer Plate. It’s a tool that allows the simultaneous production of two or more independent injection molds in a single injection molding machine. The development process consisted of two stages. The first stage was divided in five steps. It was defined in this stage that the Transfer Plate had to be designed in way that could accommodate the molds GKN051 and GKN052 in single injection unit injection molding machine. It was also established that the minimum clamping force of said injection molding machine had to be of at least 320 Tons. Every component of the Transfer Plate, either mandatory or optional, was developed in this stage. An hot runner system with needle valves and an hydraulic extraction system are the optional components designed to surpass the limitations imposed by the injection molding machine. Lastly, the cost options to build this Transfer Plate, estimated by external manufacturers, are exposed. The selection of the options that include the optional components ensure the most production flexibility to this Transfer Plate. The second stage focuses on the profitability analysis of every cost option selected. By comparing the current production state of the GKN051 and GKN052 with every possibility of implementation of the Transfer Plate in each injection molding machine. This component configuration allowed a wide range of molds, besides GKN051 and GKN052, to be adapted to the Transfer Plate, ensuring a minimum profitability margin of 4,87% for every produced part. This profitability translates into a 29 month (2,4793 years) period until the investment is fully recovered by InovePlastika, according to the company’s internal forecast. Despite the promising results shown, further development of this Transfer Plate is considered critical in order to minimize the risks associated with the discrepancy in production and function state of the GKN051 e GKN052.