Производство изделий из пластмассы

Традиционные методы выявления и устранения дефектов требуют, чтобы сразу же после разработки технологического процесса литья пластмасс под давлением, но до начала производства готовых изделий из пластмасс была составлена и заполнена технологическая кар­та. Этот документ формируется на основе информации, собранной методом проб и ошибок, и содержит данные о выборочной проверке изделий из пластмассы. В этом случае целью является определение критических условий, которые влияют на характеристики изделий из пластика и составление руководящих указаний для операторов литьевых машин. Указания но методам выявления и устранения дефектов должны содержать ин­формацию о том, какие параметры следует изменять для устранения конкретных проблем, таких, как коробление изделий из пластика, размерный брак, подгар и др. Приведен­ный ниже список из 8 позиций перечисляет действия, которые необходимо выпол­нить на начальных стадиях запуска любого технологического процесса литья пластмасс под давлением:

• проверить настройку литьевой машины и пресс-формы в соответствии с технологической картой;

• проверить оборудование для сушки сырья;

• проверить уровень загрузки, если это возможно;

• проверить амортизирующую «подушку»;

• проверить температуру пресс-формы;

• проверить температуру расплава;

• проверить время впрыска;

• проверить последовательность операций цикла литья пластика.

Индустрия пластмасс существенно изменилась за очень короткий промежуток вре­мени. Изменилось многое: материалы, машины, датчики, процедуры сбора и анализа данных, конструкции изделий из пластика, методы анализа брака, добавки для полимеров, длитель­ности циклов литья и пр. Требования автомобилестроительной и медицинской про­мышленности и высококонкурентный мировой рынок повлияли на многое как в техно­логии литья пластика под давлением, так и в методах выявления и устранения дефектов. Основ­ная цель этих изменений — повышение эффективности и внедрение методик активного контроля как на ближайшую перспективу, так и в долгосрочных проектах.

Ранее литейщику предлагали машину или литьевую форму и говорили, что надо произвести определенное количество изделий из пластмасс. В дальнейшем исправное функцио­нирование системы целиком находилось в зоне его ответственности. Создание ус­пешного производства качественных изделий из пластмасс зависит от посредников — поставщи­ков материалов, изготовителей пресс-форм, операторов литьевых машин, под­собных рабочих, ответственных за загрузку материалов, конструкторов и других работников. Каждый из них имеет собственную концепцию того, как лучше произ­водить изделия из пластмассы и определенные планы развития своего бизнеса, и делает то, что представляется ему наиболее целесообразным. В конечном итоге литейшнк предла­гает свое решение, но оно не всегда оптимально. После этого у литейщика остается единственная обязанность — иногда выполнять традиционную процедуру выявле­ния и поиска дефекта после факта ее обнаружения. Кроме того, требуется отладить систему и выпустить столько качественных изделий из пластика, сколько возможно, а затем по­стараться справиться с появлением брака. Во многих случаях неисправность возни­кает случайно по вине кого-то из участников процесса, который может и не подозре­вать о последствиях своих решений.

Дополнительные проблемы возникают и оттого, что литейщик занимается не только проблемами литья пластика и транспортировки изделий. Необходимо следить за упа­ковкой, сборкой, окраской и большим количеством других операций, которые вы­полняются после литья пластмасс. Многие литейщики работают на малых и средних предпри­ятиях и не имеют доступа к дорогим ресурсам, помогающим решить подобные про­блемы.

В настоящее время уровень и степень сложности отливок существенно измени­лись. Покупатели нуждаются в изделиях, которые имеют тонкие стенки, повышен­ную стойкость к химическому воздействию, улучшенные механические, физические и электрические свойства. Использование литья под давлением позволяет произво­дить очень сложные изделия из пластмасс с использованием современных высоких технологий. Чтобы оставаться конкурентоспособным, необходимо следить за качеством отли­вок, процессом литья под давлением и за свойствами материалов — все это наиболее существенные факторы комплексной интегрированной системы.

Сбор и анализ данных (оценки качества, проектирование экспериментов, ста­тистика и т. п.) перешли из области университетских задач к абсолютно критич­ным факторам рентабельного процесса производства в условиях конкурентного рынка.

В ходе подготовки эталонного тестирования необходимо ответить на следующие вопросы:

• Что было основной проблемой за последний квартал?

• Каковы ключевые особенности конструкции, технические характеристики материала и требования к конечному изделию из пластика?

• Проблемные параметры в настоящий момент?

В современных условиях непрерывный процесс улучшений стал частью еже­дневной работы.

Возможность количественно оценивать источники изменения является естест­венным результатом процесса эталонного тестирования. При рассмотрении кон­кретного распределения можно выявить случайные и неслучайные источники изме­нений. Если предполагается, что начальный разброс данных лежит в пределах ±3а, то начинается логическое исследование всех основных причин погрешностей в це­лях максимального их снижения. При использовании критерия бег реально дости­жимая цель — добиться показателя от трех до четырех дефектов на миллион деталей. Технология достижения этого критерия, известная как система «Шесть Сигм», по­зволяет повысить эффективность работы предприятия и добиться повышения кон­курентоспособности продукции из пластика.

Новые материалы, конструкции изделия из пластмассы, шнека и обратного клапана, техноло­гия сушки, конструкция литьевой формы, контроллеры температуры литьевой прессфор­мы, системы извлечения деталей, расположение системы охлаждения, системы ме­ханической обработки, быстрое прототипирование, тестирование (проверка меха­нических, физических, электрических и химических свойств) и вспомогательное оборудование, технология применения датчиков, программные продукты для ана­лиза литья и разработка изделия — все это объекты постоянного совершенствова­ния. Стоимость доступных технологий в настоящее время определяется высокими требованиями к функциональным качествам товаров широкого потребления, кото­рые возникли из необходимости поддержания их конкурентоспособности, не говоря уже о качестве.

Методы выявления и устранения дефектов в будущем потребуют наличия на предприятии высококвалифицированных специалистов, умеющих работать со сложной базой данных. Такая база данных может быть включена в программное обеспечение.

В настоящее время на рынке предлагаются, но крайней мере, 33 ООО марки поли­мерных материалов, и ежегодно разрабатываются около 1500  новых. Рост количества марок делает возможным использование неограниченного диапазона похожих по­лимеров. Продолжают разрабатываться новые технологии литья. Некоторые из но­вых технологических процессов напрямую конкурируют с традиционным литьем под давлением — выпускаются изделия, находящиеся в одной и той же рыночной нише.

Все эти факторы заставляют вносить непрерывные изменения в методы выявле­ния и устранения дефектов. В результате они также должны развиваться, совершен­ствоваться и охватывать процесс литья под давлением целиком. Эти подходы долж­ны выглядеть как система, рассматривающая все аспекты, включая конструкцию изделия из пластмасс, выбор марки материала, конструкцию литьевой прессформы, технологический процесс, автоматизацию. Интегрированный подход должен применяться повсемест­но. Чтобы малодоходное производство стало успешным, методы выявления и устра­нения дефектов должны быть более надежными, точными, выверенными, а их при­менение — регулярным.

Литейщик постоянно сталкивается с производством новых изделий, новыми комбинациями материалов и новыми технологиями переработки, которые могут быть внедрены только в сложных и интегрированных системах производства. Суще­ствует несколько важных шагов, которые требуется предпринять для достижения прорыва во внедрении требований системы «Шести сигм» в технологической ли­нии, подразделении или компании. К ним относятся: определение, измерение, ана­лиз, улучшение, управление, стандартизация и интеграция. Все они в обязательном порядке должны быть пройдены. Относительные достижения или улучшения будут более серьезными при старте с уровня Зст, чем с уровня 5ст.

Если в настоящее время вы производите изделия на уровне приблизительно рав­ном За, то следует ожидать, что на миллион изделий из пластика у вас будет порядка 66 810 де­фектов. Тестировался ли ваш процесс выявления и устранения дефектов; знаете ли вы, какому уровню соответствует ваше производство? При уровне  вы получаете вероятность получения качественного изделия из пластика 99, 99966%, то есть 3-4 случая брака на один миллион изделий. Традиционные методы выявления и устранения дефек­тов не позволяют этого добиться.

В табл. 11. 1 представлены позиции, которые необходимо рассмотреть для вне­дрения системы в вашей компании. Существует 25 позиций, приведенных в ле­вом столбце таблицы. Каждая из этих позиций тесно связана с методами выявления и устранения дефектов. Человеческий фактор и методы выявления и устранения де­фектов в данной системе являются доминирующими.

Таблица 11. 1. Параметры внедрения методики «Шесть Сигм»

Новые подходы к производству изделий из пластмасс включают в себя эталон­ное тестирование. Это мощное средство помогает предприятиям сравнивать свои технологические процессы с процессами, которые используют их конкуренты. Од­нако такая процедура не должна проводиться разово. Если тестирование не привело к совершенствованию процесса, значит, вы напрасно потратили время, деньги и уси­лия. Качественное проведение эталонного тестирования дает возможность компа­нии оцепить эффективность производства изделия из пластмассы в каждом подразделении, на едином про­изводственном пространстве, с использованием стандартных показателей и рабочих характеристик, а затем можно провести сравнение рабочих характеристик отдель­ных подразделений компании и рабочих характеристик других компаний, которые считаются лучшими в своей области.

ASQ* [2] определила восемь ключевых факторов, которые, вероятно, в ближай­шем будущем окажут наибольшее воздействие на сферу услуг и отрасли производст­ва товаров народного потребления. К ним относятся:

• Партнерство. Продукция и услуги высокого качества должны распростра­няться через сеть партнеров в любой форме, включая организацию форм партнерства с конкурентами. Через какое-то время это приведет к большей кооперации и эффективности внутри бизнеса.

• Системы обучения. Образовательные системы, предназначенные для улуч­шения передачи знаний и навыков, будут помогать отдельным работникам и целым организациям успешнее конкурировать.

• Умение адаптироваться и скорость изменения. Умение адаптироваться и гиб­кость фирмы будут играть существенную роль в умении конкурировать и ид­ти в ногу с возрастающей скоростью изменений.

• Устойчивость к воздействию окружающей среды. Устойчивость к воздейст­вию окружающей среды и ответственность необходимы для предотвращения коллапса глобальной экосистемы.

• Глобализация. Глобализация будет продолжать формировать экономику и со­циальную среду.

• Повышенное внимание уровню знаний. Знания станут ключевым фактором в конкуренции и создании благосостояния.

• Выполнение требований заказчиков и дифференцированный подход. Выполне­ние требовании заказчика (большие партии одного товара) и дифференциро­ванный подход (качество опыта) будут определяющим фактором при получе­нии продуктов и услуг экстра-класса.

• Изменение демографии. Демографические изменения (возраст и этнический состав) будут продолжать изменять социальные ценности.

Эти восемь ключевых факторов применимы к литью пластмасс под давлением, как и к любой другой отрасли экономики. Насколько хорошо ваша компания выжи­вает и внедряет методику выявления и устранения дефекта — в будущем всего лишь функция того, как вы интерпретируете и внедряете некоторые из приведенных выше ключевых факторов. Те ключевые факторы, которые относятся к людям, процессам и культуре, становятся критическими для эффективных методов выявления и устранения дефектов.

Следующее поколение методов выявления и устранения дефектов в литье пластмасс под давлением потребует хорошей подготовки специалистов и инженеров. Производство изделий из пластмассы будет использовать наиболее сложные современные датчики, системы баз данных и маши­ны для литья под давлением. В некоторых специальных приложениях и конструк­циях должны использоваться надежные и современные концепции и подбираться недорогие надежные компоненты, узлы или сборочные единицы с использованием специально подобранных материалов.