Controlo estatístico de processos de moldação por injeção otimizados pela moldação científica

Abstract

Para esta dissertação de conclusão de estudos do Mestrado Integrado em engenharia de Polímeros, foi desenvolvido um projeto na área da moldação por injeção na empresa CS Plastic, em Santo Tirso. O principal objetivo deste projeto, passa pela aplicação da moldação científica como ferramenta de otimização de processos na tentativa de os tornar mais robustos e consistentes, aliado ao controlo estatístico e ao estudo da capacidade de processo, como forma de tentativa de validação da abordagem científica da moldação por injeção, onde também se pretende o uso do Design of Experiments (DOE) como um complemento a esta análise, de modo a contruir uma janela dimensional através do comportamento dimensional da peça ao efetuar este estudo Numa primeira fase, fez-se uma pesquisa de modo a estudar a temática da moldação científica, bem como do planeamento experimental e do controlo estatístico. Assim foi possível o estabelecimento de um método experimental lógico para a aplicação de todas as etapas deste projeto. De seguida, foi selecionado o processo onde se iria aplicar este método experimental, que permitiu também que se estabelecesse a matriz para a aplicação do DOE experimentalmente, definindo-se o número de variáveis que mais influenciariam o processo, que neste caso, foram a 2ªpressão, tempo de arrefecimento e temperatura do molde. Através disto e da definição dos níveis que se iriam variar em cada parâmetro obteve-se uma matiz com o número de experiências a efetuar. Depois de tudo bem definido, passou-se ao trabalho em máquina, onde em se efetuou um primeiro estudo do controlo estatístico ao processo, para depois se aplicar o método científico de moldação por injeção e o DOE experimental, terminando com um último estudo estatístico do processo. Por último, foram tecidas as respetivas conclusões relativas aos parâmetros obtidos com a moldação científica em conjunto com o que se obteve através o DOE, comparando, em paralelo, os resultados dos estudos da capacidade do processo antes e após a abordagem científica, numa tentativa de validação da mesma.

For this dissertation for the conclusions of the Master Degreed in Polymer Engineering, a project was developed in injection molding area in collaboration with CS Plastic, based in Santo Tirso. The main goal of this project was the application of the scientific molding as a tool for optimizing processes in an attempt to make them more robust and consistent, combined with the statistical control and the study of process capability, as an attempt to validate the scientific approach to injection molding, where it was also used the Design of Experiments (DOE) as a complement to this analysis, with the purpose of building a dimensional window based on the dimensional behavior of the part when performing this study. First, research was made in order to study the scientific molding theme, as well as the design of experiments and statistical control. Thus, it was possible to establish a logical experimental method for the application of all stages of this project. Next, the process where this experimental method would be applied was selected, which also allowed the matrix of the experimental DOE to be established, where it was defined the number of variables that would most influence the process dimensionally, which in this case were the 2nd pressure, cooling time and mold temperature, Through this and the definition of the levels that would be varied in each parameter, a matrix was obtained with the number of experiments to be performed. After everything was well defined, was started the machine work, where a first statistical control study of the process was performed, and then the scientific method of injection molding and experimental DOE were applied, ending with a last statistical study of the process. Finally, the respective conclusions were drawn regarding the parameters obtained with the scientific molding, alongside with what was obtained in the DOE study, comparing, in parallel, the results of the process capability studies before and after the scientific approach, in an attempt to validate it.