تکرارپذیری چیست و چرا بسیار مهم است؟

چنانچه در صنف تولید پلاستیک فعالیت می کنید احتمالا تا به حال بارها با واژه های تکرارپذیری یا قابلیت تکرار مواجه شده اید. شاید این سوال برایتان پیش آمده باشد که تکرارپذیری چیست، چه اهمیتی دارد و چرا تا این حد بر روی آن تاکید می شود. در این مقاله تلاش کرده ایم تا چیستی تکرارپذیری و چرایی اهمیت آن در تولید قطعات به روش تزریق پلاستیک را به تفصیل بیان کنیم، همچنین راه حل هایی به منظور دستیابی و حفظ آن ارائه داده ایم.

تکرارپذیری، معیاری برای سنجش قابلیت ماشین

تکرارپذیری یکی از شاخص های سنجش پایداری فرایند تولید در گذر زمان است و به قابلیت تولید قطعات با ویژگی های نسبتاً یکسان در زمان های گوناگون اشاره می کند. به طور کلی در شرایط تولید با تکرارپذیری بالا، محصولی که امروز صبح تولید شده با محصولاتی که امشب، فردا، هفته بعد یا ماه بعد تولید خواهند شد از نظر ابعادی، رنگ، درخشندگی، کیفیت سطح و سایر ویژگی ها تا حد زیادی یکسان است. برخی از پارامترهای کیفی قطعات پلاستیکی بیش از آن که برآمده از کارکرد دستگاه تزریق پلاستیک باشند، تحت تاثیر عوامل بیرونی مانند مواد اولیه، مواد افزودنی، تجهیزات جانبی و عوامل دیگر است، از همین روی هنگامی که سخن از تکرارپذیری دستگاه تزریق پلاستیک به میان می آید منظور پایداری ابعادی یا وزنی محصول است. دستیابی به حد بالایی از تکرارپذیری در فرایند تزریق پلاستیک، بسیار چالش برانگیز بوده و نیازمند به کارگیری فناوری های پیشرفته در دستگاه تزریق پلاستیک است، از همین روی تنها برندهای سرشناس و صاحب فناوری در این زمینه مدعی هستند.

به عنوان روشی آسان و سریع برای ارزیابی مقدار تکرارپذیری در فرایند تزریق پلاستیک، وزن شات تزریق شده در سیکل های مختلف تولید مورد اندازه گیری قرار گرفته، سپس تغییرات و انحراف معیار اعداد به دست آمده به عنوان شاخص هایی برای سنجش تکرارپذیری به کار گرفته می شوند. چنانچه تغییرات به دست آمده کمتر از 0.1% وزن متوسط قطعه باشد، بیان گر سطح مطلوبی از تکرار پذیری دستگاه است. با وجود این که این روش ایراداتی دارد و گاهی چندان دقیق نیست، اما به دلیل آسانی محاسبه و سرعت در رسیدن به پاسخ طرفداران زیادی دارد و اغلب ماشین سازان با استفاده از این روش تکرارپذیری دستگاه هایشان را اندازه گیری می کنند.

روش دیگری که در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است، ارزیابی تکرار پذیری از طریق مطالعه قابلیت ماشین می باشد. شاخص قابلیت ماشین (Cm) از راه نظارت بر چرخه های تولیدِ متوالی و با بررسی وضعیت انحراف معیار اندازه نمونه قطعات تولید شده نسبت به مقدار تلرانس مجاز محاسبه می شود و به گونه ای نشان دهنده میزان تکرار پذیری ماشین است. روش محاسبه این شاخص بدین گونه است که تعداد مشخصی از قطعات تولید شده (حداقل 50 نمونه) بسته به یک پارامتر کلیدی همانند اندازه بخشی از قطعه که بر کارکرد آن بیشترین تاثیر را دارد، مورد بررسی قرار گرفته و تعیین می شود که چه ضریبی از شش برابر انحراف معیار (6σ.) در بازه میان حد بالا و حد پایین تلرانس مجاز قرار می گیرد.

در صورتی که شاخص قابلیت ماشین (Cm) عددی برابر یا بیشتر از 1.67 باشد، محصول از کیفیت بسیار بالایی برخوردار بوده و به عبارت دیگر تکرارپذیری ماشین بسیار بالا است. اگر شاخص قابلیت ماشین از 2 بیشتر شود، این به معنای دستیابی به فرایندی در سطح کیفی شش سیگما (Six Sigma) است. در صورتی که شاخص قابلیت ماشین به عدد 2.5 نزدیک شود، بالاتر بردن دقت و تکرارپذیری بسیار هزینه بر شده و توجیه اقتصادی خود را از دست خواهد داد.

شاخص قابلیت ماشین (Cm) با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

نمودار زیر چگونگی پراکندگی اندازه های گزارش شده از قطر داخلی محصولات تولید شده توسط یک دستگاه تزریق پلاستیک را نشان می دهد. اندازه نامی قطر این قطعه 50mm و تلرانس مجاز آن 0.02mm± است. شاخص قابلیت ماشین (Cm) برابر با 2.38 محاسبه شده است که عددی بسیار بالا و نشان دهنده میزان تکرارپذیری فوق العاده دستگاه است.

مساله ای که در هنگام استفاده از شاخص قابلیت ماشین برای سنجش تکرارپذیری باید مورد توجه قرار گیرد این است که با تغییر دادن محدوده تلرانس مجاز، مقادیر شاخص قابلیت ماشین نیز تغییر می کنند، بنابراین از این روش می توان به عنوان روشی مقایسه ای بین دو دستگاه در درون سازمان بهره برد و به خودی خود گویای دقت و پایداری هر دستگاهی در خارج از خط تولید نیست، از این روی شرکت های تولید کننده دستگاه های تزریق پلاستیک در بیشتر مواقع از همان روش تغییرات وزنی قطعه برای بیان میزان تکرارپذیری استفاده می کنند.

چگونه می توان به تکرارپذیری بالا دست یافت؟

نخستین گام در دستیابی به تکرارپذیری بالا، استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک مناسب است. دستگاه های تزریق پلاستیک هیدرولیکی مجهز به موتور سروو و سیستم کنترل حلقه بسته، ذاتاً بسیار دقیق و در مقایسه با دستگاه های دارای پمپ ثابت دارای تکرارپذیری بالاتری هستند. در هنگام خرید دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیکی حتماً از حلقه بسته بودن سیستم کنترلی آن اطمینان حاصل کنید.

در صورتی که قصد تولید محصولی حساس و با کیفیت بسیار بالا را دارید، ممکن است تکرارپذیری دستگاه های هیدرولیکی سروو برای شما کافی نباشد، در این شرایط می توانید از دستگاه های تزریق پلاستیک تمام برقی یا هیبریدی استفاده کنید. در  چنین دستگاه هایی حرکت واحد تزریق و گیره با استفاده از عملگرهای برقی فوق دقیق تامین می شود و به همین دلیل قابلیت بسیار بالایی در تکرارپذیری دارند.

دستگاه تزریق پلاستیک تمام برقی ایزومی با تکرارپذیری فوق العاده

استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک با قابلیت تکرارپذیری بالا به عنوان شالوده اصلی در دستیابی به تولید با کیفیت و با ثبات است و می تواند ثبات کیفی محصولات در بازه های زمانی کوتاه را تضمین کند، اما در دراز مدت وضعیت کمی متفاوت است و علاوه بر دستگاه تزریق پلاستیک موارد دیگری نیز باید مورد توجه قرار گیرند. در بازه های بلند زمانی افزون بر دقت و قابلیت ماشین، موارد گوناگون دیگری مانند نوسانات مکانیکی، فرسودگی زودهنگام اجزاء ماشین و قالب، نوسانات دمای محیط، خواص متغییر مواد اولیه و غیره بر ثبات کیفی محصول تاثیر می گذارند.

استحکام مکانیکی و دوام گیره دستگاه تزریق پلاستیک، یکی از ویژگی های ذاتی دستگاه و از مهم ترین پیش نیازهای دستیابی به تکرارپذیری بالا است. چنانچه گیره دارای استحکام مناسبی باشد و اجزاء تحت سایش آن با دوام و مقاوم ساخته شده باشند، با غلبه بر ارتعاشات مکانیکی و فرسودگی زود هنگام دستیابی به تکرارپذیری را ممکن می سازد. ممکن است یک ماشین تزریق پلاستیک نو که با بهره گیری از سیستم کنترل پیشرفته، در روزهای اول تکرارپذیری بالایی دارد، به دلیل ضعف در ساختار و طراحی اجزاء مکانیکی آن به مرور زمان قابلیت تکرارپذیری خود را از دست بدهد. این مورد با پرهیز از خرید ماشین آلات دارای برندهای متفرقه قابل پیشگیری است. توجه داشته باشید که حتی در صورت خرید دستگاه تزریق پلاستیک با کیفیت بسیار بالا، اگر به نگهداری و تعمیرات آن بی توجه باشید به زودی با خرابی و کاهش قابلیت کارکرد آن مواجه خواهید شد، بنا بر این رعایت اصول نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه یکی از راه های حفظ کیفیت محصول به شمار می آید.

فرسودگی بوش و النگویی یا به طور کلی اجزاء شیر یک طرفه در سیلندر و ماردون یکی از مهم ترین مسائلی است که تکرارپذیری و قابلیت دستگاه تزریق پلاستیک را به شدت پایین می آورد. در این موارد تعمیر این قطعات کمک شایانی به رفع مشکل نمی کند چرا که مجموعه سیلندر و ماردون نیز قطعا دچار فرسودگی شده اند و تعمیر این قطعات هرگز دقت اولیه را فراهم نمی کند. چاره کار در تعویض کامل سیلندر و ماردون است.

شرایط محیطی کارگاه مانند دما و رطوبت در ساعات مختلف شبانه روز و روزهای مختلف سال تغییر می کنند و این مساله کیفیت قطعات تولید شده را تحت تاثیر قرار می دهد. از آنجا که کنترل و ثابت نگه داشتن دما و رطوبت فضای کارگاه یا کارخانه در بسیاری از موارد بسیار پرهزینه بوده و یا اساساً امکان پذیر نیست، استفاده از تجهیزات جانبی مانند کنترل کننده دمای قالب، چیلر، رطوبت گیر و غیره عملی ترین و اقتصادی ترین راه برای حل این مشکل و بهبود تکرارپذیری و ثبات کیفیت محصول محسوب می شود.

یکی از مشکلاتی که تولید کنندگان محصولات پلاستیکی در استفاده از مواد اولیه تولید داخل با آن مواجه هستند این است که کیفیت بعضی از مواد اولیه ایرانی بچ به بچ یا گاهی پالت به پالت متفاوت است. چنین وضعیتی کیفیت محصول را شدیدا تحت تاثیر قرار داده و نیازمند تغییر مداوم تنظیمات دستگاه است. این مشکل در مورد بعضی از مستربچ ها و افزودنی های داخلی نیز صدق می کند. غلبه بر مشکلاتی از این دست بسیار دشوار است چرا که در بسیاری از موارد استفاده از ماده اولیه یا ماده افزودنی خارجی و یا جایگزین های داخلی با کیفیت تر غیر ممکن است و یا به صرفه نیست، پس در چنین شرایطی تنها توصیه ای که می شود این است که با استفاده از تجهیزات جانبی مانند خشک کن، دستگاه دوزینگ مسترچ و غیره تا حدی مواد اولیه و افزودنی ها تحت کنترل در آورید.

ویژگی های یک دستگاه تزریق پلاستیک با تکرارپذیری بالا:

• استحکام مکانیکی گیره
• عمر بالا و دوام سیلندر و ماردون
• سیستم کنترل حلقه بسته
• دقت بالای واحد تزریق
• بهره گیری از سنسورهای دقیق

دستگاه تزریق پلاستیکی سروو-هیدرولیک سری A5 ایزومی، مجهز به سیستم کنترل حلقه بسته و قابلیت تکرارپذیری بسیار بالا

عناوین مرتبط:

• اطلاعات موردنیاز برای انتخاب سیستم راهگاه قالب (گرم یا سرد)
• انواع مخلوط کننده های گرانول های پلاستیک
• دستگاه تزریق پلاستیک دو صفحه ای
• 5 نکته موثر در انتخاب ربات
• راهنمای انتخاب مارپیچ دستگاه تزریق پلاستیک
• تعیین مواد مناسب برای قالب دستگاه تزریق پلاستیک
• طراحی انواع مارپیچ دستگاه های تزریق پلاستیک
• پارامترهای مهم دستگاه تزریق پلاستیک
• تعیین تناژ دستگاه تزریق پلاستیک
• مزایای کنترلر KEBA i1000
• ویژگی روغن هیدرولیک اختصاصی NBM
• سیستم فیدینگ مرکزی
• ماردون های دو گام
• تعیین تناژ مناسب چیلر
• شناخت آسیاب های بازیافت پلاستیک
• انواع سیلندر و ماردون ها و کاربرد آن ها