Experimentos Factoriales en procesos, introducción. (Parte 1 de 2)

Se utiliza este tipo de diseño de experimentos cuando existen distintos factores de un proceso o variables que están interrelacionadas entre ellas y se quiere valorar su efecto sobre el resultado o respuesta del proceso, así como el efecto de estas interacciones entre factores en el resultado final del proceso.

Son condiciones del proceso. Estos factores pueden ser de:

• Control: pueden cambiarse si es necesario, ejemplo temperatura de molde.
• Ruido: no pueden ser controlados. Por ejemplo: características del lote de material.
• Constante: No cambian durante el experimento o análisis. Por ejemplo, contrapresión a la carga.
• Cuantitativo: Puede cambiarse en incrementos o decrementos. Por ejemplo, presión de compactación.
• Cualitativo: Puede cambiarse en discretos niveles. Por ejemplo, lote de material o tipo de máquina.

En la inyección de plástico normalmente estos factores están relacionados con magnitudes que tienen que ver con:

• Velocidad
• Presión
• Tiempo
• Temperatura.

Son 'outputs' de proceso. Es la respuesta del proceso a determinada combinación de factores. Estos 'outputs' no pueden ser controlados directamente. Por ejemplo, tiempo de llenado, presión pico de llenado antes de conmutación, presión en cavidad, medidas críticas de piezas, defectos estéticos piezas, etc.

Estas respuestas pueden ser cuantitativas. Por ejemplo, una dimensión determinada de la pieza. También pueden ser cualitativas, por ejemplo, defectos estéticos.

Numero de valores o magnitud de nivel seleccionado de un factor, por ejemplo, presión de compactación baja o presión de compactación alta, temperatura de masa alta o temperatura de masa baja.

Normalmente en inyección de plástico se utilizan 2 niveles.

Las posibles combinaciones de factores para cada experimento vienen determinadas por su combinación con el número de niveles que de cada factor queremos valorar. Así pues, si queremos realizar un experimento factorial con dos factores y los niveles que vamos a estudiar de cada factor son 2 (por ejemplo, bajo y alto), el número de experimentos sería de 2 E2 = 4, es decir, 4 combinaciones. Esto se llamaría diseño de experimento factorial 2 x 2.

Tendríamos pues que experimentar con las siguientes combinaciones en un diseño de experimento factorial, en este ejemplo (2x2)

Niveles.

• Tabla donde se puede ver la información del estudio.
• Los valores de entrada del experimento, factor, nivel, etc.
• Los resultados o respuesta de cada combinación.

• Depende del número de factores y del número de niveles.
• Normalmente en inyección de plásticos se utilizan 2 o 3 factores.
• Ejemplos de número de experimentos en función de niveles y factores.

Niveles. Factores.

Ejemplo de gráfica obtenida con dos niveles y dos factores.

Ejemplo de gráfica obtenida con dos niveles y tres factores.

José Ramón Lerma es autor del Libro Manual Avanzado de Inyección de Termoplástico, que tiene como objetivo ser, por un lado, una herramienta para la formación y, por otro, un manual de ayuda para todo el personal de una empresa de inyección de plásticos. El libro, comercializado por Plásticos Universales / Interempresas (libros@interempresas.net), consta de detallados casos prácticos, amplia información de moldeo científico y un ‘pendrive’ con 20 hojas de cálculo y herramientas de SC Molding o Scientific Injection Molding, además de optimización y definición de proceso, lo que lo hacen único en el mercado. Página web sobre Scientific Injection Molding: www.asimm.es