Determinació de les variables de procés utilitzant el Disseny d'Experiments per a la modelització de l'emmotllament per injecció de termoplàstics

El mecanisme més habitual per conèixer el procés és mitjançant l'experimentació, estudiant com es comporta el procés a estudiar sota diferents combinacions de paràmetres pels quals es veu afectat el procés. El mètode d'experimentació més senzill és la modificació d'un únic factor per cada vegada que es realitza l'experiment. No obstant això, per estudiar processos complexos com la injecció de termoplàstics en els que hi ha moltes variables, els experiments simples requereixen un temps excessiu i, a més per aconseguir bons resultats depèn principalment de l'habilitat, experiència anterior i intuïció de l'investigador.

El procés d'injecció presenta el problema que l'elevat nombre de factors que afecten directament el comportament i al resultat del procés estan interaccionats entre si, el que complica molt més la investigació. El mètode d'investigació clàssic de modificar un únic factor ja no és vàlid ja que el nombre d'experiments a realitzar seria elevadíssim ia més no ens permet estudiar l'efecte simultani de tots els factors.

Els resultats de tots els possibles experiments es poden ser tractats en un complex procés. Variant tots els factors del procés a diversos nivells es creen un gran nombre de resultats. Aquesta col·lecció de resultats, cada un és el resultat d'un únic experiment, es poden tractar com una matriu matemàtica, el que significa que realitzant només una fracció de tots els possibles experiments permet a l'investigador aprendre com si els hagués realitzat tots.

L'existència d'interaccions en el procés suggereix la inconsistència i no reproductivitat de les conclusions, per tant, hem d'intentar evitar les interaccions entre els factors de control per tots els mitjans.

L'existència d'una interacció depèn del tipus de mesura utilitzada en l'anàlisi. En altres paraules, depèn de l'estimador seleccionat.

Quan el procés a estudiar es veu afectat per més d'un sol factor, com en el procés d'injecció, s'utilitza el disseny d'experiments ja que ens permet estudiar l'efecte simultani de tots els factors. A més el disseny d'experiments ens detectarà i ens quantificarà les interaccions entre dos o més factors i com aquestes afecten el procés en conjunt.

La determinació i el control de les interaccions és la clau per aconseguir bons resultats d'un procés. Quan el procés és molt complex, està subjecte a diversos factors de control, amb interaccions, i amb efectes no lineals, el posterior disseny de les respostes dels factors pot ser molt complicat. Aquí és quan el disseny d'experiments presenta la seva màxima potència, ja que pot proporcionar informació del procés amb un cost i temps menor que qualsevol altre mètode.

L'elecció de l'estimador adequat permet definir diferents perfils estratègics en la quantificació de les variables de procés segons sigui l'objectiu (cost, qualitat superficial, dimensions, característiques mecàniques...).

En aquest article es presenta els mecanismes utilitzats per a la determinació dels paràmetres d'injecció d'un blend de ABS-PC utilitzant una metodologia d'experimentació per poder aconseguir conclusions amb el mínim nombre possible d'escenaris.