PROGRAMUL DE STUDIU: INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC [309947]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

PROGRAMUL DE STUDIU: INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT LA DISTANȚĂ

PROCESUL DE PRELUCRARE PRIN INJECȚIE A MASELOR PLASTICE LA S.C. PLASTEC STABIL & REINERT KUNSTSTOFFVERARBEITUNG S.R.L.

STUDIU DE CAZ CARCASĂ LED. METODOLOGIA ELABORĂRII OFERTELOR DE PREȚ PENTRU MATRIȚELE DE INJECTAT MASE PLASTICE

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC

Prof.dr.ing. [anonimizat]: [anonimizat] 2018

Cuprins

Capitolul 1. Prezentarea firmei și a lucrării ……………………………………………………………………. 4

Capitolul 2: Considerații generale asupra utilizării maselor plastice în industrie ………………… 8

2.1. Materialele termoplastice și termorigide ………………………………………………………. 8

2.2. Clasificare ……………………………………………………………………………………………….. 9

2.3. Avantaje ………………………………………………………………………………………………….. 9

2.4. Dezavantaje ……………………………………………………………………………………………. 11

2.5. Procedee de prelucrare ……………………………………………………………………………… 12

2.5.1. Injectarea maselor plastice …………………………………………………………… 13

2.5.2. Extrudarea materialelor plastice ……………………………………… 15

2.5.3. Prelucrarea materialelor plastice prin insuflare ……………………….. 17

Capitolul 3: Injecția maselor plastice ………………………………………………………… 19

3.1. Procesul de injectare este un fenomen ciclic și fiecare ciclu cuprinde mai multe operații ……………………………………………………………………………… 19

3.2. Factori principali care influențează procesul de formare a materialelor termoplastice ………………………………………………………………………… 21

3.2.1 [anonimizat] ……………………………. 21

3.2.2. Topirea materialului plastic …………………………………………………………. 21

3.2.3. În timpul procesului de injectare …………………………………………………… 22

Capitolul 4. Studiu de caz: [anonimizat] ,,Carcasă led”……………………………….. 31

4.1. Soluția de construcție a matriței …………………………………………………………………. 31

4.2. Calculul masei reperului …………………………………………………………………………… 33

4.3. [anonimizat] ………….. 33

4.4. Calculul duratei totale a ciclului de injectare ……………………………………………….. 34

4.5. Calculul numărului de cuiburi …………………………………………………………………… 35

4.6. Dimensionarea cuiburilor în funcție de contracția materialelor plastice ………….. 35

4.7. Alegera sistemului de injectare ………………………………………………………………….. 38

4.8. Calcule de rezistență ……………………………………………………………………………….. 40

4.9. Design-[anonimizat] 2 D ……………………………………….. 42

4.10. Design-[anonimizat] 3 D ……………………………………… 46

4.11. Materialul plastic utilizat pentru reperul ,,Carcasă led” ………………………………. 48

4.12. Mașina de injectat utilizată pentru injecția reperului ,,Carcasă led” ……………… 48

4.13. Prezentarea reperului ,,Carcasă led” ………………………………………………………… 49

4.14. Montarea unei matrițe pe mașina de injectat hidraulică ……………………………….. 51

4.14.1. Identificarea comenzii care urmează pe mașina de injectat …………….. 51

4.14.2. Oprirea comenzii în curs, în vederea producției reperului ,,Carcasă led” ………………………………………………………………………………………………………….. 51

4.14.3. Curățarea melcului mașinii de injectat Arburg ……………………………… 52

4.14.4. Scurgerea lichidului de răcire din circuitul de răcire a matriței ……….. 53

4.14.5. Curățarea matriței, care urmează a fi demontată și depozitată până la următoarea comandă de producție …………………………………………………………. 53

4.14.6. Închiderea, demontarea, depozitarea matriței din unitatea de închidere ………………………………………………………………………………………………………….. 53

4.14.7. Păstrarea comenzii de producție încheiate și a documentelor de la masa de lucru ……………………………………………………………………………………………… 55

4.14.8. Modul de identificare al noului reper, ,,Carcasă led” care se va produce pe mașina de injectat ……………………………………………………………………………. 55

4.14.9. Încărcarea programului mașinii de injectat …………………………………… 55

4.14.10. Verificarea efectuată de către personalul responsabil cu montarea matriței pe mașina de injectat ………………………………………………………………… 56

4.14.11. Deschidere / pregătire matriță pentru noua producție …………………… 56

4.14.12. Finalizarea procesului de montare a matriței pe mașina de injectat … 56

4.15. Demararea procesului de producție al reperului ,,Carcasă led” ……………………. 57

4.16. Stabilirea, documentarea și verificarea parametrilor de reglaj ………………………. 62

Capitolul 5. Metodologia elaborării ofertelor de preț pentru matrițele de injectat mase plastice ………………………………………………………………………………………………………………………………. 63

5.1. Date de intrare, primite de la client pentru demararea unui potențial proiect nou ………………………………………………………………………………………………………………………………. 63

5.2. Efectuarea studiului de fezabilitate intern / pentru client ……………………………….. 63

5.3. Transmiterea datelor către firma producătoare de matrițe ……………………………… 65

5.4. Întocmirea documentului de defalcare al costurilor (Cost Breakdown) …………… 66

5.4.1. Defalcarea costurilor pe piesă (Production Part Cost Breakdown) …….. 66

5.4.2. Defalcarea costurilor pe matriță (Cost Breakdown Tool) …………………. 67

5.5. Transmiterea documentelor către client ………………………………………………………. 69

Bibliografie……………………………………………………………………………………………………………….70

Capitolul 1. Prezentarea firmei și a lucrării

Lucrarea ,,Procesul de prelucrare prin injecție a maselor plastice la S.C. PlasTec STABIL & Reinert Kunststoffverarbeitung S.R.L. Studiu de caz Carcasă led. Metodologia elaborării ofertelor de preț pentru matrițele de injectat mase plastice la S.C. PlasTec STABIL & Reinert Kunststoffverarbeitung S.R.L.” este elaborată cu documentare în cadrul organizației S.C. PlasTec STABIL & Reinert Kunststoffverarbeitung S.R.L. și cuprinde 5 capitole, care tratează problema utilizării maselor plastice în industrie, procesul de injectare a maselor plastice și ca studiu de caz prezintă utilizarea matrițelor de injectat piese. S-a abordat această temă, deoarece industria maselor plastice și a injecției maselor plastice s-a dezvoltat foarte mult începând cu anii 1900, când au fost produse primele materiale plastice.

Obiectivul acestei lucrări este de a prezenta un exemplu concret referitor la producția unei piese din material plastic, utilizată în industria auto, dar totodată se va descrie și metodologia elaborării ofertelor de preț pentru matrițetele de injectat mase plastice.

În anul 2000 în orașul Pécel din Ungaria, este fondată compania GERPLAST Bt, de către domnul Jürgen Hahn. Patru ani mai târziu, MANAGEMENTUL STABIL Kft. se alătură ca și al doilea partener, cu numele PLASTEC & STABIL Reinert Bt.

În anul 2008, firma din Ungaria este relocată în orașul Salonta, județul Bihor, România, și se fondează compania S.C. PlasTec STABIL & Reinert Kunststoffverarbeitung S.R.L.

În anul 2009, compania își începe activitatea și obține certificarea ISO 9001:2008.

În anul 2012 începe creșterea capacității de producție, iar un an mai târziu se obține certificatul ISO/TS 16949:2009.

În anul 2014, compania obține certificarea conform standardului de mediu ISO 14001:2005.

În anul 2018 este planificată certificarea conform noului standard pentru industria auto, certificarea IATF.

Compania face parte din Grupul Stabil, care cuprinde 5 organizații, cu puncte de lucru deschise în 3 țări: România, Ungaria și Germania.

Fig. 1. Punctele de lucru ale companiilor din Grupul STABIL [9]

În prezent, compania are 150 de angajați, 21 mașini de injectat material plastic, strung, mașină de rectificat, stație de sudură la cald, mașină de sudat în puncte și mașină de sudură ultrasonică.

Fig. 2. Număr de angajați

Fig. 3. Numărul mașinilor de injectat

A avut loc o îmbunătățire continuă, dovada fiind numărul crescând de produse, de clienți, de comenzi, precum și de angajați.

Fig. 4. Procente de vânzare la tipuri de clienți

Activitatea de bază a organizației este injectarea unei game variate de piese din mase plastice pentru industria auto și alte domenii, și anume:

industria auto,

produse electrocasnice,

componente electronice.

Produsele noastre au ca piață principală de desfacere: țări ale Uniunii Europene.

Organizația noastră a înregistrat creșteri de peste 20% numai în ultimul an. Angajaților noștri li se asigură condiții optime de promovare în cadrul organizației.

În cadrul organizației, se produc piese în principal pentru industria auto. Mai jos câteva exemple:

Fig. 5. Montaj de piese pentru Jaguar [9]

Fig. 6. Piese injectate pentru Maserati [9]

Capitolul 2: Considerații generale asupra utilizării maselor plastice în industrie

2.1. Materialele termoplastice și termorigide

Primele materiale plastice au fost produse din transformarea materialelor naturale. În anul 1859 au apărut fibrele vulcanizate, în 1869 a apărut celuloidul și în 1897 galitul.

Primul material sintetic apărut (1908) a fost rășina fenolformaldehidică numită bachelită. Există numeroase procedee de fabricare a materialelor plastice. O găleată, o sticlă, o cască de motociclist, o planșă de windsurfing sunt toate fabricate din diferite tipuri de plastic. Pentru fiecare obiect, trebuie ales materialul plastic care are calitățile cele mai potrivite: suplețe, rigiditate, rezistență la șoc, elasticitate, transparență, greutate mică.

În general, produsul de la care se pornește în fabricarea materialelor plastice este naftul, un produs obținut în rafinăriile de petrol. Naftul este un amestec de diferite molecule de hidrocarburi. Acest amestec este adus la temperaturi înalte în prezența vaporilor de apă, ceea ce provoacă ruperea moleculelor de hidrocarbură și obținerea de molecule mai mici, molecule de etilenă. Etilena este molecula pe care se bazează întreaga industrie a maselor plastice. Există două mari familii de materiale plastice: materiale termoplastice și cele termorigide.

Prima categorie cuprinde plastice care se topesc dacă sunt încălzite, unele chiar de la 70°C, altele înspre 120°C. Atunci când sunt fierbinți și lichide, aceste materiale pot fi turnate în forme sau extrudate, adică trase în fire sau foi. Răcindu-se, materialele termoplastice se solidifică și își păstrează noua formă. Aceste materiale plastice sunt folosite în special pentru fabricarea obiectelor în serie, cum ar fi sticle, găleți,etc.

În schimb cele termorigide se întăresc la căldură. Astfel, ele sunt mulate la rece pe formele dorite apoi sunt încălzite pentru a se întări. Sau pot fi lăsate să se întărească după ce li se adaugă un produs special. Plasticele termorigide se folosesc la fabricarea obiectelor prelucrate manual sau a celor care necesită o fabricație îngrijită. Așa se fabrică ambarcațiunile, piesele de caroserie, barele de protecție etc. În industrie se utilizează două procedee de tragere în formă a obiectelor din plastic.

Suflarea este folosită pentru fabricarea obiectelor care au interiorul gol, cum sunt mingile, flacoanele, sticlele, popicele. Materia plastică încălzită coboară în formă, în care se injectează apoi aer. Aceasta are ca efect întinderea materialului cald pe pereții interiori ai formei.

Metoda cea mai utilizată este însă injectarea. Este folosită mai ales pentru fabricarea obiectelor cum sunt pieptenii, periuțele de dinți, ustensilele de bucătărie. Materia plastică intră sub formă de granule într-o mașină de injectare. Prin încălzire, ea este transformată într-o pastă mai mult sau mai puțin groasă, care este apoi injectată în formă (matriță de injectat) și racită printr-un circuit de apă.

Masele plastice sunt folosite, cu mici excepții, în toate domeniile de activitate. Această performanță de pătrundere în mai toate sectoarele de activitate se datorează proprietăților lor de neegalat vis-a-vis de celelalte materiale: sunt anticorosive, electroizolante, au greutăți specifice mici, au proprietăți mecanice bune, cost scăzut, aspect exterior plăcut, se pot prelucra atât pe cale mecanică tradițională cât și prin procedee specifice cum ar fi injecția lor, se pot acoperi cu vopsea sau prin galvanizări, permițând în felul acesta să capete aspectul dorit de către proiectant.

Există însă și unele proprietăți care fac dezavantajoasă utilizarea maselor plastice, cum ar fi micșorarea rezistenței mecanice cu creșterea temperaturii, coeficientul de dilatare mare, coeficientul de transmiterea căldurii mic, etc.

2.2. Clasificare

Materialele plastice utilizate în tehnică se împart în două grupe:

– Termoplaste – care prin încălziri repetate trec în stare plastică (polistiren, polimetacrilat, celuloid, poliamidă, policlorură de vinil). Piesele din aceste materiale se obțin prin presare și turnare, având o mare productivitate.

– Termoreactive – care prin încălziri repetate nu mai trec ăn stare plastică (polistireni nesaturați, rășini fenolfolmaldehidice etc.). În acest caz piesele se prelucrează prin presare.

2.3. Avantaje

– Nu necesită prelucrări ulterioare și pot avea o formă suficient de complicată.

– Permit executarea de găuri și adâncituri în orice secțiune, precum și presarea de filete.

– Pot fi metalizate (numai ABS-ul natur), metalizarea fiind o acoperire galvanică și poate fi efectuată în diferite variante de culori, în variantă mată sau lucioasă.

– Aspectul piesei este plăcut, designerul reușind să-și impună cu ușurință punctul de vedere, întrucât se poate realiza orice cerință estetică: joc de umbră și lumină prin alternări de suprafețe mate și suprafețe lucioase, suprafețe în relief sau în adâncime, suprafețe striate sau cu rizuri, etc.

– Piesele rezultate se pot obține într-o mare varietate de culori, ce pot fi: obișnuite și metalizate. Aceste culori fie că se realizează conform mostrarului de culori transmis de către fabricantul de masă plastică, fie că este creat un mostrar nou de către designer împreună cu tehnologul de masă plastică.

– Piesele din mase plastice se pot vopsi (de regulă se preferă ca vopsirea să aibă loc în aceeași culoare ca masa plastică, astfel încât dacă piesa este zgâriată, sau prin frecare se îndepărtează stratul de vopsea, să nu fie vizibil acest defect de discontinuitate a stratului de vopsea).

– Se pot efectua injecții de două sau trei mase plastice de diferite culori, în vederea obținerii de diverse efecte estetice sau având ca scop obținerea de piese cu rezistență la uzură mai mare (vezi cazul tastaturii de calculator), sau cu alte scopuri.

– Un mare avantaj al maselor plastice constă în faptul că acestea pot fi înfoliate. Această operație constă în acoperirea la cald, prin presare, a suprafețelor în relief (în jurul acestor suprafețe nu trebuie să existe alte porțiuni de suprafețe care să fie la aceeași cotă sau la o cotă peste nivelul celei ce urmează a fi înfoliate, deoarece fie se obține înfolierea unor zone ce nu au fost indicate de către designer, fie se deformează zonele ce depășesc cota respectivă, fie înfolierea nu va fi de calitate). Aceste folii pot fi mate sau lucioase, pot fi albe, negre, imitație furnir, argintii, aurii, sau în diferite alte culori.

– Inscripționarea pieselor din mase plastice se poate efectua fie direct din sculă, fie aplicându-se ornamente din metal (aluminiu, oțel laminat, etc.) sau din masă plastică. Inscripționarea din sculă se realizează fie prin efecte speciale (joc de umbră și lumină care se realizează prin porțiuni alternante de suprafețe mate și lucioase, sau prin alternări de suprafețe striate cu porțiuni mate, sau cașerate, etc.) Un alt procedeu de inscripționare este cel rezultat din sculă (deci direct din injecție), aceasta nemaifiind la același nivel, ci în relief sau în adâncime. Inscripționarea este rodul activității creatoare a designerului, el fiind cel care va hotărî caracterul, modul de inscripționare sau dacă aceasta urmează a fi înnobilată prin înfoliere sau nu.

– Un alt procedeu de inscripționare a maselor plastice este acela prin serigrafie, după desenul ciocan executat de către designer, cu ajutorul sitelor serigrafice și în varianta de culori serigrafice indicată de designer.

– Piesele din mase plastice se pot asambla mecanic cu ajutorul șuruburilor și piulițelor, cu ajutorul șuruburilor autofiletante (se pot executa în masa plastică bosaje, ce sunt niște găuri normalizate în funcție de dimensiunea șurubului), cu clicuri elastice, popici elastici, prin presare, prin bercluire, profile conjugate, prin lipire cu ajutorul adezivilor, etc.

– Se pot utiliza și în cazul creării de produse din materiale mixte, permițând asamblarea cu: lemnul, sticla, cauciucul, metalul, etc.

– Se pot utiliza în situații în care se dorește reducerea frecării, ele comportându-se bine chiar și în absența lubrifiantului. Astfel există situații în care se execută piese ce urmează a efectua mișcări de rotații sau de translații (roți dințate, lagăre etc.), fie ca elemente cinematice de interior fie ca elemente de antrenare, de comandă (manete, butoane, volane, pedale).

– Acolo unde din motive de rezistență sau în vederea realizării unor contacte electrice se impune utilizarea de piese metalice, se pot executa piese mixte, prin injecție de masă plastică pe reperul din metal.

2.4. Dezavantaje

În urma procesului de injecție pot apărea o serie de defecte care se datorează fie unor greșeli de proiectare, fie nerespectării parametrilor regimului de injecție (presiune, temperatură). Aceste defecte pot fi: retasuri, flori de gheață, injecții incomplete, deformări, exfoliere, arsuri etc. Defectele care apar pot fi corectate fie printr-un regim de injecție corect stabilit și aplicat, fie cu ajutorul proiectantului, prin stabilirea unei forme care să prevină apariția defectelor. Dacă aceste defecte nu mai pot fi prevenite, se poate interveni asupra respectivelor repere cu ajutorul designerului. Astfel acesta poate interveni cu finisaje suplimentare în funcție de defect (aceste măsuri se pot lua încă din faza de proiectare, având o experiență a comportării materialului): ornamente, vopsiri, inscripționări etc. În funcție de forma și gabaritul reperului, designerul împreună cu tehnologul vor hotărî asupra caracteristicilor sculei de injecție: locul și modul de injecție (centrală sau punctiformă), poziția planului de separare, dacă sunt necesare bacuri și pozițiile acestora, etc. [1]

2.5. Procedee de prelucrare

Procedeele de prelucrare cel mai des utilizate pentru obținerea pieselor din materiale plastice sunt:

2.5.1. Injectarea;

2.5.2. Extrudarea;

2.5.3. Insuflarea.

În cazul injectării și extrudării se pornește de la materialul plastic sub formă de granule (fig. 2.1.). Acesta este încălzit până la temperatura de plastifiere, când devine o masă vâscoplastică ce poate lua forma cavității unei matrițe (la injectare) sau forma orificiului matriței de extrudare prin care este obligată să treacă (la extrudare).

Fig. 2.1. Granule de material plastic: a – polipropilenă, b – polietilenă de înaltă densitate, c – acrilonitrilbutadienstiren (ABS)

Fig. 2.2. Piese injectate și montate pentru domeniul auto și non-auto [9]

2.5.1. Injectarea maselor plastice

Procedeul de injectare se aplică în special materialelor termoplaste și, rar celor,
termorigide. Acest procedeu de prelucrare este extrem de important în tehnologia
prelucrării materialelor plastice, putându-se obține piese cu forme complexe, cu utilizări
diverse (în construcția de mașini, în industria bunurilor de larg consum, în aplicații
medicale, etc.) și cu masă de la câteva grame până la 20 de kg.

Productivitatea mașinilor de injectat este mare, la cele mai grele obiecte ciclul unei injectări, fiind de max. 1…2 minute.
După construcția matriței folosite, la un ciclu de injectare se pot obține una sau mai multe
piese injectate, ceea ce conduce la o productivitate foarte mare a procedeului.

Principiul procedeului de injectare a materialelor plastice constă în presarea materialului topit în cavitatea unui matrițe, unde acesta se solidifică și formează piesa injectată (fig.2.3).

Materialul plastic, sub formă de granule, se introduce în rezervorul de alimentare, de unde este dozat și ajunge în cilindrul mașinii de injectat. În interiorul cilindrului de lucru se află un melc-piston, care, în prima fază a unui ciclu de lucru se rotește, fapt ce duce la avansul matrialului plastic spre partea frontală a cilindrului. Pe măsura avansării se produce și plastifierea acestuia, datorită faptului că cilindrul este încălzit din exterior, cu ajutorul unor rezistențe electrice plasate pe circumferința acestuia.

În momentul în care în fața melcului-piston, în partea frontală a cilindrului, s-a acumulat cantitatea de material necesară unei injectări, melcul-piston acționează ca un piston, avansul lui e asigurat de un sistem hidraulic, ca urmare, materialul este împins sub presiune în matriță. După răcirea piesei/pieselor (în interiorul matriței există un circuit de apă, utilizată la răcirea interiorului acesteia), matrița se deschide (melcul se retrage înainte de deschiderea matriței)
permițând evacuarea piesei/pieselor injectate cu ajutorul pachetului de aruncare, care este montat în partea mobilă a matriței). Ulterior matrița se închide și ciclul de injectare se reia.

Fig. 2.3. Schema de principiu a injectării materialelor plastice [4]

Prelucrarea materialelor plastice prin injectare, se caracterizează printr-o durată scurtă a ciclului de fabricație a produselor, prin automatizarea completă a pecedeului tehnologic, astfel încât conducerea procesului de producție, după ce toate reglajele mașinii de injectat sunt făcute corect, să conste numai în supaveghere și alimentare cu materie primă. [4]

Fig. 2.4. Mașină de injectat materiale plastice [2]

2.5.2. Extrudarea materialelor plastice

Extrudarea materialelor plastice reprezintă procesul de obținere a diferitelor tipuri de profile din materiale plastice (fig. 2.5): tuburi, diverse profile, izolații pentru cabluri electrice.

Prin acest procedeu se obțin produse continue, de lungime mare, cu o bună viteză de fabricație.

Fig. 2.5. Produse din materiale plastice obținute prin extrudare [2]

Instalațiile de extrudare se compun din:

Mașina de extrudare (extruder, fig. 2.7.);

Dispozitivul de extrudare (matrița);

Dispozitivele de granulare, alimentare;

Dispozitivele de calibrare, răcire;

Sistemul de preluare și tăiere a profilului respectiv;

Sistemul de înfășurare (dacă este cazul).

Fig. 2.6. Schema de principiu a extrudării materialelor plastice [2]

Materialul plastic, sub formă de granule, este alimentat în mod continuu prin pâlnia sistemului de alimentare. Materialul ajunge în cilindrul extruderului și avansează înspre partea lui frontală, fiind transportat prin mișcarea de rotație a melcului extruderului.

Cilindrul este încălzit prin rezistențe electrice plasate în exteriorul său și temperatura materialului plastic crescând pe măsura avansului spre partea frontală. Astfel, granulele sunt plastifiate, și materialul, în această stare, este împins prin matrița de extrudare. Materialul plastic va lua forma orificiului acestuia.

Procesul are loc în mod continuu, astfel rezultând la ieșirea din matriță produsul extrudat. Acesta este preluat în dispozitivele de răcire, apoi este fie tăiat la lungimea dorită (bare, profile, tuburi), fie rulat pe tobe de înfășurare (tuburi subțiri, cabluri).

Fig. 2.7. Mașină de extrudat materiale plastice (extruder) [2]

2.5.3. Prelucrarea materialelor plastice prin insuflare

Cu ajutorul acestui peocedeu de prelucrare a materialelor plastice, se obțin produse pentru îmbutelierea lichidelor (flacoane de plastic, recipienți, canistre, etc.)

Pentru obținerea produsului finit se poate porni de la:

de la o preformă obținută prin injectare (fig. 2.8.a) – procedeu denumit injection blow molding

de la un produs extrudat (fig. 2.8.b) – procedeu denumit extrusion blow molding

În cazul ambelor procedee, produsul se obține prin insuflarea aerului comprimat în interiorul preformei sau a produsului extrudat, fapt care face ca acestea să fie împinse spre pereții cavității matriței în care se află și să ia forma acesteia.

Fig. 2.8. Prelucrarea materialelor plastice prin insuflare

(a – injection blow molding, b – extrusion blow molding) [3]

Capitolul 3: Injecția maselor plastice

Procesul de injecție a maselor plastice constă în aducerea amestecului pe bază de polimeri termoplastici în stare plastică, urmată de introducerea sa sub presiune într-o matriță de injectat relativ rece, în care va trece în stare solidă. Prin injecție se pot prelucra aproape toți compușii macromoleculari atât termoplastici cât și termorigizi.

În mod curent se prelucrează materiale termoplastice cum ar fi: polietilena, polipropilena, polistiren, policlorură de vinil, poliamidă, ABS, etc.

Prin acest procedeu de prelucrare se pot obține în mod economic produse variate, cu forme complicate și cu proprietățile dorite.

Productivitatea mașinilor de injecție este foarte ridicată, durata unui ciclu de injecție nu depășește în general 1-2 minute, chiar și la piesele cu pereți groși și cu greutate mare.

În acest proces tehnologic de fabricare se pot utiliza matrițe de injectat cu un cuib sau cu mai multe cuiburi. Acest fapt contribuie de asemenea la mărirea productivității mașinii de injecție.

3.1. Procesul de injectare este un fenomen ciclic și fiecare ciclu cuprinde mai multe operații:

– alimentarea materialului (dozarea);

încălzirea și topirea materialului în cilindrul mașinii de injectat;

închiderea matriței;

introducerea materialului topit sub presiune în matriță;

răcirea și solidificarea materialului din matriță;

deschiderea matriței;

eliminarea piesei injectate din matriță.

În schema de mai jos, se prezintă procesul de injectare al unei piese de plastic:

Fig. 3.1. Schema de principiu a injectării [3]

a – injectarea materialului în matriță;

b – solidificarea și răcirea topiturii;

c – deschiderea matriței și aruncarea reperului din matriță.

Platanul mobil; 2. Matrița; 3. Platan fix; 4. Duza mașinii; 5. Cilindru; 6. Corp de încălzire; 7. Melc; 8. Pâlnie de alimentare; 9. Sistem de antrenare în mișcare de rotație; 10. Sistem de acționare în mișcarea de translație; 11. Piesa injectată.

Materia primă sub formă de granule se introduce în pâlnia de alimentare (8) de unde cade în cilindrul de injectare (5). Materialul plastic ajuns în cilindrul de injectare este transportat de către melcul (7) în timpul mișcării de rotație, spre capul cilindului, unde se găsește duza de injectare (4). Mișcarea de rotație a melcului se realizează cu ajutorul sistemului de antrenare (9).

În timpul transportului, granulele ajung în stare de topitură ca urmare a frecărilor, precum și a încălzirii cilindrului de către corpurile de încălzire (6). Materialul plastic topit este împins sub presiune în matrița de injectat (2) de către melcul (7), ca urmare a presiunii exercitate de sistemul de acționare (10).

După solidificarea și răcirea materialului în matriță, platanul mobil (1) al mașinii de injectat se îndepărtează de platanul fix (3). Astfel, matrița se deschide și ca urmare a acționării sistemului de aruncare al matriței, piesa injectată (11) este aruncată din matriță.

Reprezentând grafic mișcarea melcului și a matriței în cursul procesului de injectare se obține diagrama din figura 3.2.

Fig. 3.2. Diagrama reprezentând deplasarea melcului și a matriței în procesul de injectare [3]

Treptele de proces al injecției de mase plastice:

Plastifierea;

Umplerea matriței;

Compactizarea;

Răcirea și demularea.

3.2. Factori principali care influențează procesul de formare a materialelor termoplastice, sunt:

3.2.1 Proprietățile chimice, fizice și tehnologice ale materialului termoplastic în condițiile specifice procesului de injectare. Aceste proprietăți sunt determinate pentru desfășurarea procesului de injectare, pentru stabilirea corectă a parametrilor de lucru ai mașinii de injecție.

Proprietățile polimerilor sunt sunt diferite, în funcție de structura lor – amorfă sau cristalină.

3.2.2. Topirea materialului plastic se face prin transmiterea căldurii de la peretele cilindrului la material sau prin transformarea prin fricțiune a energiei mecanice în energie termică.

Cu cât temperatura materialului termoplastic este mai ridicată cu atât acesta este mai fluid, matrița se umple mai ușor, iar timpul de injectare va fi mai scurt. Temperatura matriței este hotărâtoare în faza de răcire – solidificare a reperului.

Presiunea din matriță și temperatura materialului în momentul sigilării sunt direct influențate de temperatura matriței. Cu cât temperatura matriței este mai joasă, cu atât sigilarea materialului are loc la temperatură și presiuni mai înalte. Prin urmare, presiunea recomandată va fi mai mare și deci o temperatură mai joasă a matriței compensa parțial efectul dilatației termice.

3.2.3. În timpul procesului de injectare, se dezvoltă o serie de forțe care exercită presiuni importante asupra materialului termoplastic. Procesul poate fi urmărit simplificat in fig. 2.3.

Fig. 2.3. Schema simplificată a injectării prentru punerea în evidență a presiunilor [3]

1. matrița; 2. cilindru; 3. melc; 4. cilindru hidraulic.

– presiune interioară; – presiune exterioară; – presiune hidraulică.

Presiunea exercitată de melc transportă material plastic topit din camera cilindrului mașinii de injectat, prin duza și canalele matriței, până în matriță pentru umplerea cavității acesteia.

Presiunea din matriță atinge valori maxime la sfârșitul cursei melcului și depinde de forța exercitată de melcul piston, vâscozitatea polimerului și rezinstența hidraulică a traseului.

Mai jos se vor defini următoarele noțiuni:

Presiune exterioară (Pe) – reprezintă presiunea exercitată asupra materialului plastic în cilindrul mașinii de injectat;

Presiunea interioară (Pi) – reprezintă presiunea din cavitatea matriței. Presiunea interioară este mai mică decât presiunea exterioară, datorită pierderilor de presiune care apar la trecerea materialului prin duza mașinii, duza matriței, rețeaua de injectare și pereții piesei injectate.

Presiunea ulterioară (Pu) – reprezintă presiunea exercitată de melc asupra materialului din cavitatea matriței. Acestă presiune compensează contracția în urma răcirii materialului plastic.

Presiunea de sigilare (Ps) – se definește ca fiind presiunea exercitată asupra materialului plastic în cavitatea matriței, în momentul solidificării culeei (corespunzător punctului de sigilare).

Presiunea interioară remanentă (Pr) – reprezintă presiunea din piesa injectată în momentul începerii deschiderii matriței.

După sigilare, materialul se contractă, datorită răcirii și astfel presiunea scade, fără însă a atinge o valoare egală cu zero.

Prezentarea grafică a dependenței dintre presiunea din matriță și timpul de injectare, definește curba caracteristică a ciclului de injectare fig. 2.4.

Fig. 3.3. Ciclu de injectare [3]

Ciclul de injectare se desfășoară după patru stadii distincte:

Umplerea matriței are loc de la T0 la T2. În prima parte (0-1) presiunea rămâne constantă, iar apoi în momentul umplerii crește brusc la valoarea (porțiunea de curbă 0-2).

În stadiul de compactizare polimerul se răcește și volumul scade. Se aplică presiunea ulterioară care determină introducerea unor noi cantități de material plastic topit. Se ajunge la valoarea maximă a presiunii interioare , după care presiunea va scădea până la valoarea presiunii de sigilare (2-4).

Răcirea se caracterizează printr-o scădere mai lentă a presiunii ca urmare a solidificării (4-5). La sfârșitul stadiului, matrița se deschide și obiectul este evacuat din matriță.

Presiunea remanentă în punctul 5 trebuie să fie mai mare decât presiunea mediului pentru a asigura dimensiunile piesei injectate.

Obținerea unor piese de calitate depinde în cea mai mare măsură de presiunea și timpul de sigilare și în special de presiunea remanentă care controlează contracția materialului.

Durata de deformare depinde de caracteristicile polimerului, de dimensiunea piesei de injectat și de sistemul de răcire al matriței.

Durata de formare determină productivitatea mașinii de injectat și calitatea pieselor injectate. Un alt element important în duratei de formare il constituie raportul dintre greutatea piesei injectate și capacitatea de plastifiere a agregatului.

La formarea prin injecție este necesar să fie cunoscute următoarele caracteristici:

Volumul materialului plastic injectat la o cursă completă dat de produsul dintre suprafața și cursa pistonului;

Greutatea materialului de injecție dată de produsul dintre volum și densitatea volumetrică a materialului sub formă de granule, greutate care se măsoară în grame;

Capacitatea de plastifiere, ce depinde de dimensiunile cilindrului și de cantitatea de căldură ce se obține, kg/h;

Presiunea de injecție exercitată de piston, kgf/cmp (Mpa);

Forța de închidere, care este forța necesară pentru a menține matrița închisă, kN (Mpa);

Ciclul de injecție reprezintă timpul necesar tuturor operațiilor pentru obținerea unui produs prin injecție, se monitorizează în secunde. Acesta cuprinde 3 etape importatnte:

a) injectarea materialului plastic;

b) răcirea;

c) scoaterea piesei din matriță.

Timpul de injecție () include timpul necesar șnecului pentru a-și completa cursa de înaintare și de repaus, un timp oarecare la cursa sa maximă.

Timpul de răcire () reprezintă timpul necesar răcirii piesei pentru ca aceasta să fie scoasă din matriță, fără a suferi deformări.

Timpul de demulare () este timpul necesar scoaterii din matriță a piesei.

Timpul total al unui ciclu de injectare se poate scrie:

= + + în care:

= + + +

= + +

– timp de umplere

– timp de întârziere la cuplarea melcului

– timp de presiune ulterioară

– timp de rotație melc

– rest de timp (timpul între sfârșitul rotației melcului și începutul deschiderii matriței)

– timp deschidere matriță (timp între sfârșitul perioadei de închidere și începutul deschiderii matriței)

– timp de pauză (timpul între sfârșitul deschiderii matriței și începutul închiderii)

– timp de închidere matriță (timpul între începutul și sfârșitul închiderii matriței)

Fig. 3.4. Ciclu de injectare [3]

La prelucrarea prin injectare trebuie să se îndeplinească exigențe privind calitatea pieselor, precum și preocuparea de reducere a costurilor de fabricație.

Realizarea acestor obiective este în mod hotărâtor influențată de mașina de injectat.

Prentru prelucarea materialelor termoplastice au fost realizate o mare varietate de tipuri constructive de mașini de injectat.

Îmbunătățirile aduse permanent mașinilor de injectat vizează creșterea preciziei, creșterea fiabilității, economicitatea construtivă și posibilități sporite de automatizare.

Mașinile de injectat cuprind sistemul de alimentare cu material plastic, sistemul de plastifiere și sistemul de injectare. (fig. 2.6.)

Fig. 3.5. Părțile principale ale unei mașini de injecție cu un singur melc [3]

1. batiu; 2. unitate de închidere; 3. unitate de injectare; 4. tablou de comenzi electrice; 5. bloc hidraulic de comandă.

Descrierea elementelor componente:

Unitatea de injectare – cuprinde sistemul de alimentare cu material plastic granulat, sistemul de plastifiere și sistemul de injectare.

Unitatea de închidere – realizează mișcările de dechidere și închidere ale matriței de injectat.

Cele mai des întâlnite sunt mașinile de injectat cu un singur cilindru de injectare.

Clasificarea mașinilor de injectat se poate face după mai multe criterii:

1. După sistemul de acționare, mașinile pot fi:

a) manuale – acestea se utilizează în general în laborator;

b) pneumatice – sunt mașini de capacitate mică la care pistonul de injectare este acționat pneumatic;

c) electomecanice – sunt considerate a fi depășite tehnic;

d) electrohidraulice – sunt cele mai răspândite mașini, la care acționarea atât a injectării cât și a închiderii este hidrostatică.

2. După direcția de lucru, mașinile de injectat se pot clasifica în:

a) orizontale – sunt mașini la care axele unității de injectare și de închidere sunt orizontale;

b) verticale – sunt mașini având unitatea de injectare și de închidere cu axul vertival;

c) mașini cu unitatea de închidere orizontală și unitatea de injectare verticală;

d) mașini cu unitatea de închidere verticală și unitatea de injectare orizontală așezată în unghi de 90°.

3. După tipul unității de plastifiere – injectare, mașinile pot fi:

a) mașini normale cu o singură matriță;

b) mașini cu mai multe matrițe, așezate pe un carusel care le aduce pe rând în fața unității de injectare.

Injectarea materialelor plastice este condiționată, în afară de caracteristicile mașinii de injectat și de proprietățile materialului plastic și de caracteristicile matriței de injectat.

Matrița este un subansamblu macanic care are rolul de a imprima materialului plastic o anumită formă cu dimensiuni bine determinate. Ele constituite în principiu din două părți principale:

Semimatrița din partea duzei de injectare (numită și parte fixă)

Semimatrița din partea aruncării (numită și partea mobilă)

Fig. 3.6. Matriță de injectat cu două cuiburi [3]

1. tija de aruncare; 2. bucșe de conducere; 3. șurub; 4. placa de prindere; 5. placa aruncătoare; 6. placa portaruncătoare; 7. șurub; 8. placa distanțieră; 9. placa suport; 10-11 placa de formare; 12. bucșă de ghidare; 13. placa de prindere; 14. coloana de ghidare; 15-16 pastilă; 17. poanson; 18. duza de injecție; 19. inel de centrare; 20. bucșă centrală; 21. știft; 22. știft tampon; 23. șurub; 24. știft readucător; 25. aruncător central; 26. aruncător; 27. șurub; 28. inel de centrare.

Datorită varietății foarte mari a formelor pieselor injectate, a seriilor de fabricație mari, a sistemelor constructive dezvoltate pentru injectare, aruncare, etc. clasificarea matrițelor se face după mai multe criterii:

1. După numărul de cuiburi:

a) matrițe cu un singur cuib;

b) matrițe cu 2 cuiburi;

c) matrițe cu mai multe cuiburi.

2. După sistemul de injectare:

a) cu injectare directă prin culee;

b) cu injectare punctiformă;

c) cu injectare cu canale de distribuție;

d) cu injectare cu canale încălzite;

d) cu injectare cu canal tunel (camera de acumulare);

3. După modalitatea de acționare a sistemului de aruncare:

a) cu aruncare mecanică;

b) cu aruncare preumatică;

c) cu aruncare hidraulică;

4. După modalitatea constructivă de realizare a matriței, în funcție de forma piesei:

a) simple;

b) cu bacuri;

c) cu deșurubare;

d) cu mai multe planuri de separație.

Pentru realizarea unei piese injectate în condiții optime de calitate și eficiență, pe lângă o mașină de injecție performantă și o matriță corespunzătoare, este necesară și o alegere bună a materialului termoplastic care să țină seama de comportarea acestuia în condițiile de prelucrare, precum și de condițiile impuse piesei injectate.

Factorii care țin de tehnologie impun materialului termoplastic mai multe condiții prin care semnalăm:

uniformitatea granulelor în vederea unei dozări uniforme în cilindrul mașinii de injectat;

conținutul de apă redus în granule, prezența apei determinând evaporări în cilindrul mașinii , ceea ce produce perturbări în procesul de injecție;

stabilitatea termică și chimică.

În timpul procesului de prelucrare în cilindrul mașinii și din matriță, materialul plastic este supus unor presiuni și temperaturi înalte, într-o perioadă mai lungă de timp. Materialul trebuie să rămână stabil, să nu se degradeze termic și să nu se descopună în timp. Un material plastic degradat în cilindru și injectat în matriță face să se obțină piese injectate cu defecte și cu rezistență mecanică slabă. Un material plastic instabil termic, se descompune în componenți volatili, de foarte multe ori agresivi chimic, atât ăn cilindrul mașinii, cât și în matriță.

Prezența agenților volatili, cu miros greu și agresivitate, pot ridica probleme la deservirea mașinii de injectat, cum ar fi contracții.

Pentru realizarea prin injectare a unei piese se alege materialul termoplastic în funcție de următorii factori:

a) durata de viață a piesei injectate;

b) configurația piesei;

c) calități optice și de transparență;

d) solicitări termice în exploatare;

e) solicitări mecanice;

f) solicitări de natură electrică;

g) solicitări de natură chimică;

h) costul materialului. [5]

Capitolul 4. Studiu de caz: Matrița de injectat – Piesa ,,Carcasă led”

4.1. Soluția de construcție a matriței

Matrița de injectat aleasă pentru studiul de caz care urmează a fi prezentat, este o matriță pentru injecție mase plastice, pentru domeniul automotive. Aceasta are 16 cavități și este construită din oțel de tipul 1.23.43. Acest tip de oțel aliat, are următoarele caracteristici: [6]

– rezistență: ≈ 780 N/mm²

– conductivitate termică: 27 W/m K

– oțel cu o duritate ridicată de prelucrare la cald, rezistență la căldură, rezistență la fisuri și conductivitate termică bună;

Acest tip de oțel aliat, este ușor de lustruit și se poate grava cu ușurință.

Se pot aplica tratamente termice, cum ar fi:

– recoacere – de la 750 până la 800° C, timp de proximativ 4 până la 5 ore, cu răcire lentă, controlată de 10 până la 20° C pe oră până la aproximativ 600° C; răcire suplimentară în aer, max. 205 HB;

– călire – de la 1.000 până la 1040° C, timp de 15-30 de minute, menținându-se temperatura de întărire; stingerea se poate face în apă / ulei / aer, astfel se obține o duritate de 50-56 HRC;

– nitrurare – înainte de nitrizare se recomandă recoacerea la 550° C; un tratament la 525° C în gaz amoniacal are ca rezultat o duritate de suprafață de aproximativ 55 HRC;

– călirea – reprezintă încălzirea lentă la temperatură de temperare imediat după întărire; timpul minim în cuptor este 1 oră la 20 mm grosime și se recomandă temperarea repetată.

Diagrama temperaturilor de călire, este prezentată în figura de mai jos:

Fig. 4.1. Diagrama temperaturilor de călire [6]

Diagrama rezistenței la temperaturi ridicate, se prezintă în figura de mai jos:

Fig. 4.2. Diagrama rezistenței la temperaturi ridicate [6]

Recomandări tehnice: acest tip de oțel aliat este sensibil la coroziune, din acest motiv, trebuie aplicat pe suprafața acestuia un strat de spray care ajuta la protecția împotriva coroziunii, de asemenea este foarte potrivit pentru a fi lustruit suprafață oglindă (EN: mirror polishing).

4.2. Calculul masei reperului

Pentru determinarea numărului de cuiburi și pentru a putea alege sistemul de injectare este necesar să se determine masa reperului.

m = ρ∙V

unde : ρ- este densitatea materialului folosit în [g/cm3] V – este volumul reperului în [cm3]

Vcil= ρ∙V=A∙h= A=π r2 ∙h=π∙(7,5)2∙30=5301,44

V□ =l2∙h = 402∙5=8000

m= ρ∙V=1,13∙13,3=15,02 cm3

4.3. Alegerea mașinii de injecție, în funcție de volumul maxim de injectare

V max injectat > (10 ÷ 15) ∙V piesă

Vmax injectat > 172,9 cm3

Diametrul melc – piston standard – 45 mm

Volumul maxim de injectare – 240 cm3

Presiunea de injectare maximă – 175,5 Mpa

Forța de închidere – 1.300 kN

Viteza de injectare – 40 mm/s

Capacitatea de plastifiere – 80 kg/h

Dimensiunile de gabarit ale platourilor de prindere– 600/600 mm

Distanța dintre platourile de prindere , max/min – 360/140 mm

Diamentrul inelului centrare al platoului fix/mobil – 140/140 mm

Cursa platoului de prindere mobil – 350 mm

Dimensiunile maxime ale matriței (orizontal/vertical) – 360/360 mm

Puterea instalată – 37 kw

4.4. Calculul duratei totale a ciclului de injectare

– timpul total de injectare se determină cu relația:

tT = ti + tm + tr + tp

ti – timpul de injectare se calculeză cu relația:

ti =

unde:

V – este volumul reperului;

q1 – este viteza de deplasare a materialului, din caracteristicile mașinii se alege q1 = (0,5 – 0,8) ∙ Vmax;

tm – timpul de menținere a presiunii în matriță se stabilește la valoarea între (5 – 10 s) prin comparație cu injectarea unor piese asemănătoare;

tr – se alege prin observarea injectării unor piese asemănătoare; valoarea între 10 – 30 s;

tp – timpul de pauză se ia din caracteristicile mașinii de injectat, între 5 – 10 s.

tT = ti + tm + tr + tp = 0,098 + 5 + 20 + 6 = 31,09 s

ti = = = 0,098 s

tm = 5 s

tr = 20 s

tp = 6 s

4.5. Calculul numărului de cuiburi

Numărul de cuiburi al matriței de injectat se determină, în majoritatea cazurilor, în

funcție de dimensiunile piesei care se dorește a fi obținută prin injectare și capacitatea de injectare a mașinii pentru care se proiectează matrița unde:

G – este capacitatea de plastifiere reală a mașinii de injectare, în [kg/h]

m – masa unei piese injectate, în [g];

tT- durata completă a ciclului de injectare, în [s].

n = = = 11,11

4.6. Dimensionarea cuiburilor în funcție de contracția materialelor plastice

Dimensiunile elementelor active trebuie să asigure dimensiunile prescrise ale piese injectate, după răcirea ei completă.

Pentru a se evita apariția rebuturilor (piese neconforme), este necesar ca dimensionarea elementelor active ale matriței de injectat să se facă în strânsă concordanță cu toleranțele prescrise pentru dimensiunile respective ale piesei, având în vedere și mărimea contracției piesei.

Valorile teoretice ale contracțiilor pentru poliamida 6 = (0,6-1,4)

a) d = 40 mm

= 0,6 = 0,006 mm

= 1,4 = 0,014 mm

= = 1% = 0,01 mm

D = = = 40,40

H7 – > T = 25 ʯm = 0,025 mm

D = = 0,0125 mm

Toleranța mașinii de injectat:

δ = Δ + D = () = 0,0125 + 40,40 () = 0,33 mm

Considerăm δr = 0,4 mm

d = 40±0,4 mm

Toleranța la cuib:

Δ = δ + D () = 0,4 – 40,40 () = 0,23 mm

Considerăm Δ = 0,25 mm

b) d = 15 mm

= 0,6 = 0,006 mm

= 1,4 = 0,014 mm

= = 1% = 0,01 mm

D = = = 15,15

H7 – > T = 18 ʯm = 0,018 mm

D = = 0,009 mm

Toleranța mașinii de injectat:

δ = Δ + D () = 0,009 + 15,15 () = 0,069 mm

Considerăm δr = 0,1 mm

d = 15±0,1 mm

Toleranța la cuib:

Δ = δ + D = () = 0,1 – 15,15 () = 0,039 mm

Considerăm Δ = 0,05 mm

c) d = 35 mm

= 0,6 = 0,006 mm

= 1,4 = 0,014 mm

= = 1% = 0,01 mm

D = = = 35,35

H7 – > T = 25 ʯm = 0,025 mm

D = = 0,0125 mm

Toleranța mașinii de injectat:

δ = Δ + D () = 0,0125 + 35,35 () = 0,15 mm

Considerăm δr = 0,2 mm

d = 35±0,2 mm

Toleranța la cuib:

Δ = δ + D = () = 0,2 – 35,35 () = 0,05 mm

Considerăm Δ = 0,1 mm

4.7. Alegera sistemului de injectare

Sistemul de injectare al matriței se compune din: duză, canale și diguri prin care materialul plastic ajunge în cuib.

Alegerea și dimensionarea corectă a sistemului de injectare, care constă de fapt în alegerea modului de injectare, amplasarea cuiburilor, alegerea locului de injectare, stabilirea formei, secțiunii și amplasării canalelor de injectare, are o influență determinantă asupra calității pieselor injectate și asupra productivității procesului de prelucrare.

Fig. 4.1. Injectare prin canale de distribuție

Dimensionarea canalelor de distribuție:

Fig. 4.2. Secțiune trapezoidală

L = 1,25 ∙ D = 6,5 ∙ 1,25 = 8,2 = 0,82

D = + 1,5 = 5 + 1,5 = 6,5 = 0,6

Determinarea debitului de material plastic:

Q = S ∙ v = 0,43 ∙ 4 = 1,72 cm2/s

S = = = 43,38m2 = 0,43cm2

v = 40 mm/s = 4 cm/s

= = > = = > 1 = 5,15 mm

Determinarea efortului unitar de forfecare, viteza de forfecare și vâscozitatea dinamică a topiturii:

Efortul unitar de forfecare, în [daN/cm2]

Ʈ = = = 62,79

ΔP = = = 64,41

Viteza de forfecare, în [s-1]

γ = = = 64,41

Vâscozitatea dinamică [daN ∙ s/cm2]

ʯ = = = 7,82

Dimensionarea digurilor:

Digul reduce secțiunea de curgere a topiturii și face legătura dintre canalul de distribuție și cuibul matriței. Există mai multe tipuri de diguri care se folosesc la injectarea materialelor termoplastice.

Fig. 4.3. Dig de curgere a materialului plastic [5]

Dimensiunile digurilor se recomandă de obicei de fiecare producător de materiale plastice, dar sunt recomandate valori orientative:

L = (0,6 ÷1,2) mm= 1 mm;

B = (0,6 ÷1,2) mm = 1 mm;

A = D −1,5mm = 6,5-1,5= 5 mm;

4.8. Calcule de rezistență

a) Calculul presiunii interioare de injectare

Valoarea presiunii interioare din cuibul matriței, (presiunea exterioară a mașinii de injectat, din care s-au scăzut pierderile de presiune la trecerea prin duză și canalele de injectare), poate fi dedusă din valoarea presiunii exterioare cu relația:

pi= (0,4 ÷ 0,6) . pe [daN/cm2]

pe=800-1400= 1000 [daN/cm2]

pi=0,5∙1000=500 cm

b) Calculul forței de închidere a matriței

Forța interioară maximă de injectare se determină cu relația:

Fmax = pi ∙Aefpr [daN] , unde:

pi este presiunea topiturii în matriță (presiunea interioară), în [daN/cm2]

Aefpr – aria efectivă a proiecției piesei injectate și a rețelei de injectare pe planul de separație al matriței, în [cm2 ].

Aefpr = 402∙4+130,38∙4+60∙8,2+14,1∙2=7441,72 mm2 = 74,4172 cm2

Fmax= pi ∙Aefpr=500∙74,41=37205 daN

Forța de închidere a matriței de injectat

Fi = (1,1÷1,2) ∙ Fmax [daN]

Fi = 1,2∙37205=44646 daN

c) Verificarea suprafețelor de închidere ale plăcilor de formare

Această verificare se efectuează în cazul în care aria suprafeței frontale a cuibului, sau a cuiburilor, este mare în raport cu aria suprafeței totale a plăcii de formare.

Aria efectivă a suprafeței totale a plăcii de formare se determină ca fiind:

Aefst = Aefpr + Aefsi =74,41+1296=1370,41cm2

Aefsi=l2=3602=129600 mm2=1296 cm2

Aria suprafeței de închidere

Asi = = = 127,6 [5]

4.9. Design-ul matriței de injectat – reprezentările 2 D:

Fig. 4.3. Vederea din față [10]

Fig. 4.4. Secțiune transversală [10]

Fig. 4.5. Vedere din spate [10]

Fig. 4.6. Secțiune longitudinală [10]

4.10. Design-ul matriței de injectat – reprezentările 3 D:

Fig. 4.7. Rețeaua de alimentare [10]

Fig. 4.8. Cavitățile matriței [10]

Fig. 4.9. Piesele în interiorul matriței [10]

Fig. 4.10. Ansamblul matriței [10]

4.11. Materialul plastic utilizat pentru reperul ,,Carcasă led”

Pentru reperul ales în studiul de caz, se va utiliza materialul plastic denumit Plexiglas Satinice df21 8N. Acest material se caracterizează prin buna difuzare și împrăștiere a luminii, prin el. Datorită acestor proprietăți este utilizat frecvent la injectarea pieselor pentru industria auto, și nu numai, care au rolul de a conduce lumina.

Propietățile acestui material sunt:

– buna difuzare a luminii;

– este rezistent la uzură;

– prelucrare ușoară;

– greutate mică – are jumătate din greutatea sticlei;

– rezistență de 11 ori mai mare decât a sticlei;

– 100% reciclabil.

Temperatura de uscare al materialului, înainte de procesul de injectare, este de 80-90°C, timp de minim 3 ore.

4.12. Mașina de injectat utilizată pentru injecția reperului ,,Carcasă led”

Mașina de injectat utilizată pentru injectarea pieselor ,,Carcasă led” este Arburg Allrounder 320 C Golden edition.

Fig. 4.11 Mașina de injectat Arburg Allrounder 320 C Golden Edition [2]

Specificații tehnice ale mașinii de injectat:

– distanța dintre barele de legătura – 320 x 320 mm;

– forța de închidere – 500 kN;

– forța de deschidere – 200 kN/mm;

– dimensiunile plăcilor de prindere a matriței – 446 x 446 mm;

– forța aruncătorului – 30 kN/mm;

– greutate de material la o injectare – 29 g;

– presiunea de injectare – 2.500 bari;

– presiune de menținere – 2.500 bari;

– greutatea mașinii de injectat – 2.250 kg;

– decibeli în timpul lucrului – 68 dB(A);

– capacitatea rezervorului de ulei hidraulic – 165 l.

4.13. Prezentarea reperului ,,Carcasă led”

Reperul ,,Carcasă led”, va fi o piesă injectată din materialul plastic Plexiglas Satinice df21 8N. Aceasta se va injecta în cadrul organizației, S.C. PlasTec STABIL & Reinert Kunststoffverarbeitung S.R.L., după care se va efectua verificarea vizuală și se vor livra piesele la client, conform comenzilor primite de la acesta.

Fig. 4.12. Desenul de execuție al reperului [10]

Fig. 4.13. Vedere izometrică [10] Fig. 4.14. Piesa injectată [10]

Fig. 4.4. Montajul final al piesei din fig. 4.14. [10]

4.14. Montarea unei matrițe pe mașina de injectat hidraulică

4.14.1. Identificarea comenzii care urmează pe mașina de injectat

În urma identificării următoarei piese care va urma la mașina din programul ProSeS (soft pentru monitorizarea producției), se merge la panoul cu comenzi și se alege comanda pentru următoarea piesă (comandă care conține detalii în legătură cu materialul ce urmează a fi folosit, intervalul de timp necesar pentru uscare, materialele necesare ambalării pieselor finite și poziția matriței în depozitul de matrițe).

4.14.2. Oprirea comenzii în curs, în vederea producției reperului ,,Carcasă led”

Se dă comandă mașinii să se oprească la următorul ciclu (sau dacă este vorba de un ciclu semi-automat se va opri la următoarea deschidere). Vezi Fig. 4.15.

Fig. 4.15. Panou de comandă mașina de inejecție [7]

4.14.3. Curățarea melcului mașinii de injectat Arburg

Curățarea melcului se face prin golirea și curățarea aspiratorului mașinii, de materialul precendent și introducerea materialului curățitor în locul indicat cu roșu (flanșa).

Fig. 4.16. Flanșa melcului [7]

În cazul mașinilor Arburg, curățarea melcului se poate face automat apăsând tasta de auto-purjare, pentru o curățare mai eficientă producătorul materialului de curățat, recomandă folosirea presiunii de dozare și a vitezei maxime (în funcție de capacitatea mașinii).

Fig. 4.17. Acționarea butonului auto-purjare [7]

Se continuă purjarea până materialul care iese pe capul duzei este de aceeași culoare precum materialul de curățat granulat pe care l-ați introdus.

4.14.4. Scurgerea lichidului de răcire din circuitul de răcire a matriței

Se face prin identificarea și oprirea temperatoarelor/circuitului de alimentare (apă rece) a circuitului de răcire a matriței, se scoate furtunul de intrare și ieșire, prizând cuplele din capăt împreună cu o cuplă specială.

Se introduce cupla furtunului care duce la bidonul de acumulare în intrarea/ieșirea circuitului de răcire al matriței și se suflă cu aer comprimat prin celălalt capăt, ca urmare apa din rețeaua de răcire ar trebui să iasă, urmând ca toate furtunele conectoare de pe matriță să fie scoase și duse la suportul special amenajat pentru furtune.

4.14.5. Curățarea matriței, care urmează a fi demontată și depozitată până la următoarea comandă de producție

Se va face prin pulverizarea pe o lavetă a soluției de curățat matrițe și ștergerea bacurilor, a planului de separare, a aerisirilor, a coloanelor, a miezurilor pneumatice. După care se va sufla cu aer comprimat toată suprafața curățată, pentru a îndeparta toate urmele de agent curățitor din matriță.

În urma operațiunii de curățare, suflare a matriței, se va pulveriza un strat protector de soluție anticorozivă.

4.14.6. Închiderea, demontarea, depozitarea matriței din unitatea de închidere

După ce matrița a fost curățată și dată cu un strat protector, se va închide apăsând butonul 5 și ulterior butonul 2 până la închiderea acesteia.

Fig. 4.18. Panou de comandă mașină de injectat [7]

După închiderea matriței, vor fi activate monitorizările de reglaj, iar acestea vor permite reglorului să opereze mașina în afara limitelor setate la o viteză și forță redusă (exemplu în imagine plus butonul acesta).

Fig. 4.19. Monitorizările mașinii de injectat [7]

Cu monitorizările și modul de reglaj activat, se va decupla nuca responsabilă pentru susținerea aruncătorului în pistonul hidraulic, cu o cheie hexagonală de 6 mm rotind-o la 45° [dacă este aruncător prin lovire (imaginea din dreapta) se va aștepta pana la deschiderea mesei pentru ca acesta să fie scos].

Fig. 4.20. Pistonul mașinii de injectat [7]

După deblocarea aruncătorului se va ține apăsat de două ori pe tasta 5, astfel încât cilindrul hidraulic de aruncare să revină în poziția lui minimă. Atunci când aruncătorul a ajuns în poziția sa minimă, furtunele hidraulice se vor decupla și se va ancora matrița de podul rulant după ce, anterior podul matriței a fost fixat, iar bridele de fixare a părții mobile a matriței se vor desprinde și ele. Se va deschide masa unității de închidere (butonul 1), se va desface și tija aruncătorului (dacă e cazul și matrița nu are aruncătorul ei special).

Reglorul, ajutor-reglor, trebuie să se asigure că agregatul este retras la cursa maximă urmând să desfacă bridele cu care este fixată partea mobilă.

După desfacerea bridelor se va scoate matrița din unitatea de închidere se va curăța cu o lavetă, se va da cu anticoroziv și se va pune pe paletul desemnat acesteia (a se vedea poziția și paletul pe comanda de producție). Se vor completa documentul Aprobarea începerii producției, la partea de finalizarea producției, ultima injectare se va atașa la matriță, urmând ca paletul să fie dus în depozitul de matrițe.

4.14.7. Păstrarea comenzii de producție încheiate și a documentelor de la masa de lucru

Pe vechea comandă de producție odată finalizată, se vor scrie câte piese au fost produse, se va pune împreună cu începerea/finalizarea producției, situația greșelilor și aprobabrea începerii producției, la comenzi încheiate. Instrucțiunile de lucru și setările mașinii de injectat, se vor pune în dulapul instrucțiunilor și se vor aduce la mașina de injectat instrucțiunile și setările pentru următoarea comanda de producție.

4.14.8. Modul de identificare al noului reper, ,,Carcasă led” care se va produce pe mașina de injectat

De pe comanda nouă de producție, se identifică codul și poziția matriței, se ridică cu podul rulant, se verifică raza inelului de centrare și poziția pe platou. Se prinde partea fixă cu bride și se montează (daca nu există) o tijă pentru aruncător. Odată matrița prinsă și tija aruncătorului prinsă, se va închide masa (butonul 2). Se vor prinde bridele pe partea mobilă și podul rulant va fi desprins de matrița, urmând ca orice fel de tijă sau pod care ține partea fixă și partea mobilă să fie desfăcute.

4.14.9. Încărcarea programului mașinii de injectat

Programul pentru noua matriță montată, se află pe cardul de memorie a mașinii și se va încărca peste cel vechi.

Fig. 4.21. Încărcarea noului program [7]

4.14.10. Verificarea efectuată de către personalul responsabil cu montarea matriței pe mașina de injectat

Se verifică dacă matrița are miez hidraulic/pneumatic, canal cald, ce fel de circuit de răcire și se vor aduce furtunele, cablu și dacă este cazul un temperator sau mai multe.

4.14.11. Deschidere / pregătire matriță pentru noua producție

După verificare, se va face punctul 0 al matriței, prin ținerea apasată a butonului 2 și apăsarea butonului , după care se va deschide matrița (butonul 1) și se va verifica circuitul de răcire, conform setărilor mașinii și se vor monta furtunele pentru temperare. Aruncătorul si pistonul hidraulic de aruncare, se vor conecta (doar cu matrița deschisă!) prin împingerea pistonului, până tija aruncătorului intră în nucă și cu o rotație a bolțului de blocare de 45°.

Se va face punctul 0 al aruncătorului, prin retragerea lui (butonul 5) și apăsarea butonului .

După asta, matrița se va curăța de anticoroziv (cu spray de curățat) și cu o lavetă. Se vor unge coloanele de ghidare, bacurile, bolțurile cu vaselină și se va regla ștampila de dată/model (dacă este cazul). Se va verifica daca s-a facut tot ce este indicat în începerea producției și se va completa doc. Aprobarea începerii producției.

4.14.12. Finalizarea procesului de montare a matriței pe mașina de injectat

Se reverifică matrița, suprafața acesteia și recipientul pentru material, pe care trebuie să se atașeze eticheta materialului utilizat. Se închide matrița (pentru păstrarea temperaturii în cavitate) și se face curățenie la mașină și in jurul ei. [7]

4.15. Demararea procesului de producție al reperului ,,Carcasă led”

Operațiile de execuție ale produsului se realizează, de regulă, respectându-se succesiunea fazelor prevăzute în diagrama fluxului de proces.

Fig. 4.22. Diagrama de flux [8]

În cazurile în care, din diverse motive (lipsa unor componente, etc.) succesiunea fazelor nu poate fi respectată, acest lucru este admis numai cu înștiințarea responsabilului producție și cu condiția ca acest lucru să nu afecteze calitatea finală a produsului.

Reglorul împreună cu ajutorul de reglor de pe fiecare schimb, sunt responsabili de pregătirea matrițelor ce urmează să fie folosite în producție, conform planificării producției. Matrițele sunt depozitate în depozitul de matrițe, cu locație bine determinată care este specificată în comanda de producție.

Planificarea producției, se face în softul ProSeS, modulul Planung de către responsabilul de producție iar reglorii efectuează schimbările matrițelor conform acestuia.

Fig. 4.23. Modulul Planung [8]

Responsabilul de producție plasează comenzile de producție (în format de hârtie) în tăvițele (comenzi deschise) aferente fiecărei mașini de injectat. În momentul constatării lipsei unor anumite lucruri( material granulat, colorant, inserții, mijloace tehnice etc) care impiedică demararea producției unui anumit articol, reglorii au obligația de a anunța aceste lucruri, responsabilului de producție pentru a împiedica oprirea unei mașini de injectat pentru un timp mai îndelungat, lucru care conduce la nelivrarea de piese și grad de utilizare scăzut al mașinilor de injectat.

Reglorul, înregistrează efectuarea fiecărei operații tehnologice, verificarea materiei prime, curățarea canalului de alimentare, verificarea matrițelor în documentul Aprobarea începerii producției. La fel, se înregistrează și parametrii de funcționare ai mașinii de injectat în setările mașinii de injectat.

În cazul în care se constată neconformități la montarea matriței pe mașina sau în timpul producției, se identifică matrița cu eticheta de blocare matriță și se depozitează în zona roșie a departamentului de mentenanță. După reparația matriței, se detaliază reparația pe formularul de reparații și în softul Proses. Formularul de reparație se atașează comenzii de producție următoare.

La producerea comenzii, se verifică rezultatul reparației și se aprobă de către producție și calitate. Formularul este predat Departamentului de calitate pentru arhivare.

În sistemul Proses în modulul PC-Terminal, se înregistrează orice activități de mentenanță ale echipamentelor cheie ale procesului de fabricație.

Fig. 4.24. Modulul PC-Terminal [8]

Identificarea gradului de utilizare al utilajelor/matrițelor și indicarea destinației acestora (de exemplu: producție, reparație sau casare), precum și informațiile referitoare la matrițe (de exemplu: instalare, înlocuirea matrițelor etc.) se înregistrează în Proses, în modulul BDE.

Aprobarea începerii producției, demaraj, pentru fiecare articol se face de către reglorul și controlorul C.T.C de pe fiecare schimb, prin aprobarea primei injectări, piesa considerata bună. Se identifică cu eticheta verde de aprobare a începerii producției iar acordul se consemnează prin semnăturile reglorului și stampila C.T.C pe eticheta de identificare. În lipsa ambelor semnături sau a uneia dintre ele, producția nu poate demara pe respectivul articol.

Fig. 4.25. Eticheta Aprobare începere producție

Validarea producției, continuă în softul de calitate Quipsy, prin parcurgerea pas cu pas a planului de verificare stabilit anterior de către Inginerul de calitate. Dacă toate verificările sunt conforme cu cerințele clientului, exprimate în desenul piesei și planul de verificare, mașinii de injectat i se modifică statusul: din Galben- Mașina în lucru, în Verde – liber pentru producție.

Fig. 4.26. Legenda culorilor mașinilor de injectat [8]

La orice oprire a mașinii de injectat mai mult de 5 minute, reglorul are obligația să motiveze oprirea în sistemul de monitorizare a producției, ProSeS.

La începutul producției, controlorul C.T.C validează procesul de producție consemnând în formularul Aprobarea procesului.

Trasabilitatea materiei prime recepționate în producție, de la depozit, pe baza bonului de consum se face prin faptul că reglorii și ajutorii de reglori, sunt obligați să noteze numărul de șarjă de material, de pe ambalajul original, pe comanda de producție și pe Lista materialelor din uscătoare.

Trasabilitatea produsului finit, se face prin etichetele produsului finit care sunt atașate fiecărei comenzi de producție. Eticheta produsului finit, conține informații legate de numărul comenzii de producție, numărul de desen, numărul clientului de piesă, denumirea piesei. Numărul comenzii de producție de pe eticheta produsului finit, este notat pe avizul de livrare a mărfii către client și în modul acesta, se realizează trasabilitatea produsului finit cât și a materiei prime utilizate la producerea respectivului produs.

Fig. 4.27. Eticheta finală [8]

Inspecțiile de calitate asupra produsului, pe durata execuției lui, sunt efectuate conform documentlui – Monitorizare și măsurare pe baza planului de control care prezintă tipurile de control utilizate pentru controlul procesului de fabricație, metode de monitorizare ale controlului exercitat asupra caracteristicilor speciale indicate de client, respectiv un plan de acțiune indicat atunci când procesul devine instabil sau incapabil statistic. Planul de control ține seamă de elementele de ieșire ale analizei modurilor și efectelor defectărilor pentru procesul de fabricație.

Produsul finit este inspectat de inspectorul C.T.C. Rezultatele inspecțiilor executate pe flux, se înregistrează în Planul de verificare produs, din softul, Quipsy în modulul Messmodul.

În conformitate cu Planul de audit produs, sunt efectuate și audituri de produs. Rezultatele obținute sunt înregistrate în documentul Chestionar audit de produs.

La încheierea producției fiecărui articol, reglorul de servicu împreună cu ajutorul de reglor, au obligația de a da jos matrița de pe mașină, să o curețe și să o protejeze cu sprayul de protecție matrițe.

Următorul pas este depozitarea matriței în depozitul de matrițe pe locația dată de comanda de producție, cu obligația ca reglorul de serviciu/ajutorul de reglor să atașeze matriței ultima injectare din comanda de producție finalizată.

La sfârșit de comandă, operatorul C.T.C, verifică ultima piesa injectată (lasată pe masă de către operator), conform planului de verificare.

Dacă totul este conform, operatorul C.T.C, confirmă verificarea prin ștampilarea etichetei galbene de identificare a ultimei injectări.

În cazul în care se constată o neconformitate, se blochează lotul produs și se anunță Inginerul de calitate.

La terminarea operațiilor tehnologice, inclusiv ambalarea și după inspecția finală, produsele vor fi păstrate în condiții adecvate până la livrare.

În cazul constatării unor neconformități, produsele se tratează în conformitate cu procedura Controlul produsului neconform. Procesul de producție, se încheie în momentul expedierii produsului la client, pe baza Avizului de însoțire a mărfii și factură.

Pe tot parcursul executării produsului se respectă normele de securitate și sănătate în muncă, respectiv de apărare împotriva incendiilor în conformitate cu cerințele legale aplicabile.

4.16. Stabilirea, documentarea și verificarea parametrilor de reglaj

Setările mașinii de injectat, sunt stabilite la demarajul unui proiect nou, în timpul producției de mostrare.

Evidența setărilor este documentată electronic, pe serverul firmei, și în memoria mașinii de injectat. Setările mașinii de injectat, stabilite la procesul de mostrare, sunt stabilite ca setări de bază doar dacă produsul rezultat este aprobat de către client, în caz contrar se va reface procesul de mostrare.

Fig. 4.28. Setările mașinii de injectat [8]

Setarea mașinii de injectat însoțeste comanda de producție pe tot fluxul procesului. Pe ea se notează numărul comenzii de producție și se arhivează împreună cu comanda de producție.

Reglorul, la demararea comenzii de producție de serie, are obligația de a verifica concordanța setărilor mașinii de injectat cu setările de bază documentate în documentul Setările mașinii de injectat, care însoțeste comanda de producție.

După închiderea comenzii de producție în sistemul de producție și calitate, dosarul ajunge la responsabilul tehnic de productie. [8]

Capitolul 5. Metodologia elaborării ofertelor de preț pentru matrițele de injectat mase plastice

5.1. Date de intrare, primite de la client pentru demararea unui potențial proiect nou

Pentru demararea unui potețial proiect nou, clientul îi trimite companiei o cerere de ofertă, ceea ce reprezintă posibilitatea acestuia din urmă, de a crește familia de piese produse, pentru acel client.

Datele de intrare, primite de la client în vederea trasmiterii către acesta a unei oferte de preț, sunt:

– durata de viață a proiectului;

– cantitățile anuale de piese solicitate;

– desenul de execuție al piesei, cuprinzând toate cerințele referitoare la piesă, cum ar fi tipul materialului din care se va produce, testele care se vor efectua în faza de aprobare;

– desenul 3 D al piesei;

– documentul cuprinzând cerințe specifice ale clientului referitor la matrița de injectat (Tool specification).

5.2. Efectuarea studiului de fezabilitate intern / pentru client

Compania, după primirea datelor de intrare de la client, va efectua un studiu de fezabilitate intern, prin care verifică următoarele aspecte:

– capacitatea de producție;

– necesar personal;

– mașini și utilaje potrivite cerințelor noului reper;

– dispozitive și echipamente de măsurare adecvate;

– resurse bănești.

Acest studiu intern al fezabilității, se întocmește cu scopul de a vedea daca organizația dispune de toate resursele necesare, pentru demararea noului proiect.

Dacă rezultatul acestui studiu indică faptul că organizația are capacitatea din toate punctele de vedere, de a produce noul reper, va întocmi completa și va transmite clientului studiul de fezabilitate, primit de la acesta. Vezi fig. 5.1. Fezabilitatea matriței și a piesei.

Fig. 5.1. Fezabilitatea matriței și a piesei

În documentul din figura 5.1. se regăsesc următoarele întrebări, la care se va bifa răspunsul corespunzător, Da / Nu:

1. Pentru efectuarea studiului de fezabilitate intern, cerințele și specificațiile primite, pentru piesă și matriță au fost destul de explicite?

2. Poate produsul să îndeplinească specificațiile tehnice descrise?

3. Reperul se poate produce conform specificațiilor tehnice de pe desenul de execuție?

4. Reperul se poate produce în conformitate cu valorile Cpk necesare de ≥ 1,33?

5. Capacitatea de producție este adecvată pentru fabricarea noului produs?

6. Noul produs foate fi fabricat fără costuri suplimentare?

7. Produsul permite aplicarea unei tehnici alternative de fabricare? Dacă da, în ce fel?

8. În cazul primirii unei oferte, puteți garanta pentru efectuarea unui studiu FMEA (Failure Mode and Effect Analysis)?

9. În cazul primirii unei oferte de preț, vă rugăm să menționați un Proiect Manager.

Concluziile care se pot bifa un document:

10. Produsul se poate fabrica conform cu specificațiilor piesei și a matriței, fără alte modificări.

11. Produsul se poate fabrica, cu mici modificări.

12. Produsul nu se poate fabrica, doar cu anumite modificări.

5.3. Transmiterea datelor către firma producătoare de matrițe

După efectuarea studiului de fezabilitate, și transmiterea către client a informațiilor, se vor trimite către firma producătoare de matrițe, următoarele documente:

– desenul de execuție al piesei ,,Carcasă led”;

– desenul 3 D al piesei;

– documentul cuprinzând cerințe specifice ale clientului referitor la matrița de injectat (Tool specification).

Documentul cu cerințele specifice ale clientului referitor la matrița de injectat, (Tool specification), cuprinde următoarele informații:

– numele reperului și a matriței;

– poza de ansamblu a piesei, luată din desenul 3 D;

– numărul de cavități al matriței;

– tipul de canal de injectare;

– tipul sistemului de răcire;

– tipul de material din care se va construi matrița;

– tipul pachetului de aruncare;

– tipul suprafeței în interiorul cavității;

– tipul mașinii de injectat;

– modul de funcționare al mașinii de injectat;

– garanția matriței de injectat.

5.4. Întocmirea documentului de defalcare al costurilor (Cost Breakdown)

Compania întocmește documentul de defalcare al costurilor, (Cost Breakdown), pentru noul reper, pe documentul intern, unde se vor analiza următoarele costuri:

– costurile referitoare la materialul plastic din care se va produce piesa;

– costul ambalajelor;

– costurile de producție;

– costurile de transport.

După întocmirea acestui document, compania are o viziune referitoare la costurile noului proiect si cu ajutorul unor metode de calcul, se va afla și costul unei piese injectate.

Între timp, matrițerul îi transmite companiei oferta de preț pentru noua matriță.

Pe baza documentelor deja întocmite, se vor completa umătoarele documente:

5.4.1. Defalcarea costurilor pe piesă (Production Part Cost Breakdown) – fig. 5.2.-5.6.

Fig. 5.2. Antetul documentului și punctul 1

În antetul documentului se vor nota informațiile de bază, referitoare la noul reper: numele proiectului, numele piesei, numărul de desen al piesei, cantitatea de piese solicitată anual și numele companiei care completează documentul, adică furnizorul pieselor.

La punctul 1 se vor menționa piesele tehnice achiziționate.

Fig. 5.3. Punctul 2 al documentului

La punctul 2 al documentului se va menționa tipul de material plastic, care se va achiziționa pentru noul proiect.

Fig. 5.4. Punctul 3 al documentului

La punctul 3 al documentului, se vor completa costurile referitoare la procesul de producție: injectarea, verificarea și ambalarea pieselor.

Fig. 5.5. Punctul 4 al documentului

La punctul 4 se vor menționa costurile de demarare a producției pe mașina de injectat.

Fig. 5.6. Costul final al piesei

După completarea celor 4 puncte, menționate mai sus, pe baza unui algoritm de calcul al companiei, se va obține prețul piesei.

5.4.2. Defalcarea costurilor pe matriță (Cost Breakdown Tool)

Fig. 5.7. Informații generale despre matriță

În prima parte a documentului, se notează informații generale referitoare la noua matriță de injectat: tipul matriței, dimensiunile, greutatea în kg, numărul de cavități, numărul de piese obținute după un ciclu de injectare, numărul de aruncătoare.

Fig. 5.8. Costuri referitoare la construcția matriței

În această parte a documentului, se notează costurile referitoare la construcția matriței de injectat, cum ar fi: costul materialului din care se va construi matrița, costurile de prelucrare a materialului și numărul necesar de ore pentru fiecare operație.

Fig. 5.9. Informații despre transport și furnizor

În ultima parte a documentului, se notează informații referitoare la costul transportului, costul întocmirii documentelor referitoare la matrița de injectat și prețul total al matriței.

5.5. Transmiterea documentelor către client

După întocmirea documentelor referitoare la costul de fabricație a pieselor și referitor la costurile de construcție a matriței, acestea se transmit mai departe clientului.

Clientul analizează documentele primite, și în cazul în care este de acord cu prețurile notate, va trimite o scrisoare de nominalizare, prin care informează compania că a fost selectat ca și viitor furnizor pentru piesa, pentru care a întocmit documentele.

Din acest moment, noul proiect este preluat de către departamentul de Proiect Management.

Bibliografie

[4] Mihăilă I., „Tehnologii neconvenționale”, Ed. Imprimeriei de Vest Oradea 2003;

[5] Amza Gh. ș.a, „Tratat de tehnologia materialelor”, Editura Academiei Române, București 2002;

[10] Dosarul matriței de injectat;

[7] Instrucțiune de lucru – Montarea, schimbarea modelului la o presă hidraulică de injectat mase plastice;

[8] Instrucțiune de lucru – Controlul producției;

[1] https://ro.wikipedia.org/wiki/Mas%C4%83_plastic%C4%83 (consultat în date de 17.01.2018);

[2] https://www.google.ro/search?biw=1920&bih=974&tbm=isch&sa=1&ei=i-6GWtOcH4_UsAfJ576IDw&q=masina+de+injectat+arburg&oq=masina+de+injectat+arburg&gs_l=psy-ab.3…25403.28048.0.28639.7.7.0.0.0.0.96.517.7.7.0….0…1c.1.64.psy-ab..0.0.0….0.1RGZFEkJXfs#imgrc=xmFPxmx9DtHqCM (consultat în date de 25.01.2018);

[3]http://magnum.engineering.upm.ro/~gabriela.strnad/Tehnologia%20materialelor%20II%20-%20curs%20licenta%20an%20II/1%20CURS/capitolul%207.pdf (consultat în date 05.02.2018);

[6] https://www.meusburger.com/RO/RO/produse/matrite/calitate/material-grades/12343-12343-hot-work-steel – la capitolul 3 (consultat în date de 25.03.2018);

[9] www.plastec-romania.ro.