问题真因分析
由于塑胶产品生产过程中机器-模具-材料-设计相互作用的复杂性,使得塑胶生产的问题解决极具挑战性。许多时候我们采取合理的措施解决了一个问题,然而不久这个问题又重新出现。这是因为通常我们没有找到问题形成的真因。真因可以定义为问题形成的本质原因。一旦真因找到并被解决掉,问题将不会再次出现。
寻找问题的真因需要耐心,通过立即纠正以及更深度地认识合理的纠正措施。用一个简单的比喻来很好的说明这个问题。如果一个人头痛,他服用阿司匹林来缓解疼痛,于是他通过经验得出用阿司匹林来对付头痛。但是如果头痛的真正原因是头被锤子重复地打击所致,那么停止锤击头颅岂不是更明智的办法?
问题的来源
把问题分解,然后分析问题的每个部分来寻找真因,通常是很容易的。在塑胶生产环境中,问题原因可以归纳为6大类:
1.工艺/机器
机器能力是否足够?
机器的重复性能是否符合要求?
机器是否保养良好?
机器是否与模具匹配?
机器的工艺参数是否在成型窗口的中心?
2.塑胶材料
材料是否可靠,是否品质稳定?(每批次材料的品质一致性)
材料的配方是否符合要求能够获得均一的混合塑料?
材料是否满足产品需要的使用性能?
材料的粘度和可模制是否满足产品的几何形状?
材料在使用前是否有杂质混入?材料是否被污染?
材料的储存方式是否正确?干燥是否充分?
3. 模具和模具设计
模具保养的是否很好?保养频率是否合理?
模具存放和保护是否得当?
模具能够重复生产出合格的产品?
附属设备是否能够确保生产稳定,不会出现不良品?
模具设计能够获得合理的工艺?(充填平衡,正确的浇口,足够的排气,平衡的冷却,平衡的顶出,足够的脱模斜度,合理的表面处理,在正常的工艺条件下能够获得合格产品尺寸的合格的收缩率)
4. 产品设计
产品是否能够由塑胶来生产?
产品是否专为塑胶而设计?
产品设计是否考虑了材料的蠕变,疲劳,和时间等因素?
5. 管理理念
工厂的工作流程是否有改变?
工作职责是否有修改?
是否存在工人过劳的现象?
是否在工厂生产过程中执行成本节约措施?
6. 工作环境
车间温度是否变化?
仓库温度是否变化?
产品是否存在不合理的使用?
产品接触的化学物质和溶剂是否改变(包括车间清洁剂)?
车间或者使用环境的相对湿度是否有变化?
“塑胶经历”思考
一个寻找真因的替代方法,“塑胶经历”(工艺如何影响塑胶)的思考,而不是考虑机器参数设定。在工厂里,许多时候围绕机器参数设定来讨论,而不是讨论塑胶变数(塑胶经历了什么?)。考虑下面这句话的叙述:模具加热到80º。如果融胶温度是240º进入80º的模具,塑胶是冷却,而不是加热。
另一个观念可能需要想象一下压缩空气加热你房间的情况。你知道空气从加热器出来时的温度吗?你关心吗?或者享受23º的室内温度更重要?我们是否关心机器的参数设定(就像加热器的热)或者塑胶的经历?当然,塑胶经历结果远比机器设定更重要!他们相关吗?当然,但是哪一个我们需要更好地理解?
所以,考虑塑胶。自问一下如下的问题:
塑胶的粘度是否变化?
a. 工艺温度
b. 不同的材料批次
c. 为机器工艺的材料准备改变
d. 附加物添加入回收料,润滑剂,和色母
塑胶经历的压力是否变化?
a. 塑胶粘度偏移
b. 由于机器液压系统导致反应速度到达压力顶峰的时间变化
c. 压力延迟
剪切应力/剪切率经历是否变化?
a. 塑料移动速度
b. 系统温度
c. 塑胶流动路径尺寸变化(由于磨损或者模具维修)
热传(冷却速度)经历是否变化?
a. 模具温度
b. 冷却时间
c. 成型后的受热经历
d. 冷却水池温度
控制/避免问题
1.文件工作
在制造行业中有一种看法认为文件工作是妨碍生产效率的。这种观念当然是不正确的。许多公司执行严格的文件管理制度(如ISO为了标准化)或者品质系统(QS)认证,获得极大的成功。效果包括降低不合格率,获得更精密的产品,以及更重要的是,更快速的问题诊断和解决方案。克服文件工作开始执行时增加的痛苦和认识到其长期执行的积极意义是一个挑战。一旦养成良好的文件工作的习惯,其回报将是无尽的。完善的文件工作对于品质控制,制程控制,和原材料/产品管理是必须的。
品质控制文件,尤其关注于产品控制的文件,是非常重要的,但是却很少发挥其最大的优势。如果控制文件保持随时更新,能够成为极好的问题解决工具。例如,如果一个产品连续数年来生产都非常顺利,但是突然出现不合格的现象,问题解决者能够参考过去的品质记录来判定产品是“逐渐偏离”还是“突然偏离”产品规格;这种现象出现意味着一个“微小的渐变”的或者“突然的改变”已经发生。
“微小的渐变”通常与模具磨损相关,然而机器失效突然导致尺寸变化通常伴随着工艺设定或者材料一系列变化发生。另外,参考原始的质量接受文件能够判定尺寸变化问题,是突然变化,还是逐渐变化,从而找到品质变化的线索。
工艺设定参数表是另外一个有价值的工具用来分析问题真因。当新产品生产开始时,定义一个可靠的工艺参数是非常重要的。许多时候,参数设定者根据过去的经验调整参数。结果使得工艺参数没有在成型窗口的中心。任何工艺的偏离可能导致后续产品偏离标准。
塑胶变数定义为注塑工艺表的一部分是极度重要的。简要来说,塑胶粘度(融胶温度),塑胶压力历史(模穴或者压力峰值及相应出现的时间),剪切率(分子流动从射嘴流进模穴的单位速度),以及冷却速度等等这些塑胶在注塑过程中的经历(产品温度/模具温度和室温及其相应的时间)必须记录清楚。
通常,参数设定者过于优秀,在按照参数表输入参数生产时,为表现自己的价值,倾向于用自己的经验来设定新的参数。尽管其设定的参数能够生产出合格的产品,但是这些产品将会与原始承认过的产品不同。而原始承认过的产品是经过使用测试验证过的,而新工艺的产品却没有经过验证。这种现象可能导致产品在应用中失效,由于不同的工艺生产出的不同的产品,从而带来灾难性损失。
建议使用DOE来定义工艺参数和塑胶变数的一致性。见试验设计(DOE)章。
预防保养(PM)对于预防制造问题是非常重要的。预防保养定义为一个预防系统以维护机器在一个合理的条件下。预防的主要工作只需要很少的时间,通常作业员就可以完成。制定一个简易的表格来指导作业员或者技术人与做好日常的机器保养工作对于预防生产问题发生有着非常重大的意义。
2.问题解决工具
头脑风暴→鱼骨图→寻找可能的问题真因
直方图→识别真因
8D 报告
FMEA→失效模式分析
DFMEA→设计失效模式分析
PFMEA→工艺失效模式分析
3.成功解决问题的秘密
耐心:给点耐心寻找问题发生的真因。没有找到真因的解决问题的方式(可能临时解决了问题)是把问题留给了未来。
计划:在实际注塑工作中,当遇到问题时,由于对注塑原理的理解不够,很多时候采取“乱枪打鸟”的方式来解决问题,即采用许多“可能有效”的行动来解决问题。可能有时临时解决了问题,但问题一定在未来重复出现。如果制定计划系统的解决问题,改进行动详细记录在文件中,此文件可以作为未来的参考。如果对不起眼的问题也能够特别系统地解决,那么这些问题将不会再次发生。
文件化:问题解决计划一旦制定,记录各个改变行动对结果的影响,对解决问题非常重要。
主要的工艺问题常常需要数天才能解决,许多人参与了这个改进过程。许多时候,这一解决问题过程会重复发生。在一个公司或者一个团队里,这些人都由一个人培训,在解决问题时一般采用类似的办法解决。如果每个人都把他的解决问题的过程详细地记录下来,那么重复的问题将很少出现。技术人员一定要具备按照公司技术指导书进行工作的能力。
4.设备维护和保养
许多时候参加注塑问题解决的人都不具备评估设备(注塑机,周边设备)状况的能力。实际上,在解决问题的过程中都假设设备是没有问题的。这种假设将导致很多时候迟迟找不到问题的真因。因此建立一个设备预防保养制度(preventive maintenance program)非常重要。如果设备能够有一直保持运行良好,将能够消除许多导致问题发生的因素。
5.塑胶材料的可靠性
塑胶材料的可靠性决定于两个方面:一、材料制造商;二、材料的准备。
尽管材料制造商为了保证材料品质的一致性做了许多努力,但是由于塑料的敏感性,还是可能出现问题,因此选择经过长时间测试的塑料类型以及资质和声誉较好的塑胶材料供应商非常重要。
材料准备包括材料储存,保持干燥、清洁,输送,二次料添加等等。
6.工作环境管理
注塑生产者常常对塑料对于环境的敏感性认识不够。温度,湿度,灰尘,以及空气中的化学成分对塑胶的特性都有影响。
塑胶储存环境的温度过高或者过低,材料将储存不同程度的热能,将影响材料融化所需的热量,从而潜在地影响融胶的粘度。当塑胶成型后,存储环境的温度降影响其“冷却速度”(塑胶产品注塑后到48小时有一个继续收缩的过程,这个时间内的环境温度将影响产品的收缩),因此影响其最终尺寸。这个影响极小,可能不会对大多数产品产生明显的影响,但是如果产品的尺寸处在要求的临界范围时,则任何微小的影响都可能导致产品尺寸超出公差。
许多塑料都有吸水性,如果环境中湿度很高,塑胶将从环境中吸收更多的水分,因此需要充分的干燥。如果干燥不充分,注塑过程中水分会破坏塑胶分子链,从而降低产品的强度和刚性。过多的水分还会导致产品表面缺陷,如气纹。
灰尘,导致产品黑点。极小的粉尘进入塑胶材料,容易形成应力集中点。对于结晶性材料来说,将起到结晶成核剂的作用,从而影响产品的收缩率。灰尘的来源:包装材料,地板,机器磨损尘埃,塑胶抽粒过程中的粉尘,料灰,等等。
联系客服