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Desarrollan un modelo IDEF0 del proceso de inyección

Modelización del proceso de moldeo por inyección de termoplásticos mediante la utilización de la técnica IDEF0

Miguel Ángel Sellés Cantó, Vicente Jesús Seguí Llinaers, Miguel Jorge Reig Pérez, Santiago Ferrándiz Bou
Escuela Politécnica Superior de Alcoy (Universidad Politécnica de Valencia)15/04/2003
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INYECCIÓN

Que una metodología desarrollada por las fuerzas armadas pase a la industria no es algo nuevo. Es el caso de la técnica IDEF0, diseñada en Estados Unidos para aumentar la productividad de su ejército y que se ha rebelado como una forma válida y útil de controlar los procesos de fabricación. En este artículo se exponen las investigaciones de un grupo de profesores de la Escuela Politécnica superior de Alcoy (Valencia) acerca de la aplicación de esta técnica al proceso de moldeo por inyección. Este trabajo forma parte de las investigaciones sobre la inyección de termoplásticos que se realizan en esta escuela.
La metodología IDEF0 (o IDEFØ), de origen americano, no está muy extendida en cuanto al estudio de los procesos industriales, careciendo de investigaciones que traten el uso de esta técnica con el proceso del moldeo por inyección de termoplásticos.

Para conocer con detalle este proceso de fabricación, las variables que intervienen y las particularidades que afectan al material durante la inyección, es necesario plantear un modelo representativo. Las características y las ventajas de la técnica IDEF0 hacen de este método una buena herramienta para modelizar con garantías el proceso, mostrando gráficamente las interrelaciones entre las actividades y las distintas variables que intervienen.

El objetivo de este estudio es el de presentar los resultados de la modelización mediante el uso de la técnica IDEF0 del proceso de inyección de termoplásticos, teniendo en cuenta la complejidad de la acotación de la influencia de las variables en las distintas actividades; y determinando qué variables que intervienen en el proceso pueden afectar a varias actividades de forma simultánea.

Introducción

La metodología IDEF0 nace en la década de los sesenta como consecuencia de la investigación de las Fuerzas Aéreas Norteamericanas para mejorar su productividad. Esta técnica es una herramienta adecuada de modelado de procesos, y su aplicación en la inyección de termoplásticos permitirá obtener de forma gráfica las relaciones entre las variables que intervienen.

IDEF0 está basada en SADT (Structured Analysis and Design Technique) y se usa para la documentación, el análisis y la mejora de todo tipo de procesos. Existen cinco elementos en un modelo IDEF0: la actividad (o proceso) que se representa por medio de cajas; las entradas que se representan mediante flechas que entran por la parte izquierda de una caja; las salidas que se representan por flechas saliendo por la parte derecha de las actividades; los controles representados por flechas que entran por la parte superior de las cajas; y por último, los mecanismos para poder llevar a cabo el proceso, que se representan mediante flechas entrantes a las cajas por su parte inferior. Las flechas de las entradas, controles, salidas y mecanismos se definen con el nombre de ICOMs (Input, Control, Output, Mechanism).

Figura 1. Diagrama típico de IDEF0
Figura 1. Diagrama típico de IDEF0.

El sistema es jerárquico. Cada diagrama representa una actividad necesaria para la tarea, en un grado de detalle especifico. Las actividades se subdividen en diagramas que siguen en niveles inferiores hasta un grado de detalle necesario. Las flechas representan la relación entre las cajas. No dan informaciones del desarrollo temporal o la sucesión, pero describen los datos necesarios y las informaciones creadas por las actividades.
Figura 2. Sistema jerárquico del IDEF0...
Figura 2. Sistema jerárquico del IDEF0.

1 esta caja es el padre de este diagrama 2 más general 3 más detallado 4 Nota: el nº 1 indica la caja de procedencia

El modelo

El modelo se ha realizado siguiendo la secuencia con la que se realizan los pasos normales de la inyección de termoplásticos procedentes del reciclaje (en nuestro caso ABS+PC). Muchos libros siguen una secuencia equivalente, o en su mayoría solamente cambian los términos que describen los pasos.

Para la correcta elaboración del modelo se han seguido los siguientes criterios en los ICOMs:

  • Controles. Se han establecido los controles en función de aquellas variables que son modificables directamente desechando las variables que no son modificables por el operador.
  • Mecanismos. Se han escogido los controles en función de aquellas variables que no son modificables directamente, dependiendo éstas de las características intrínsecas de los distintos equipos utilizados.
  • Entradas. Son informaciones, productos u objetos imprescindibles para la realización del proceso o actividad. Ésta no podrá realizarse hasta que todas sus entradas permanezcan activas.
  • Salidas. Son el producto del proceso o actividad, una vez ha terminada ésta.

Para la exposición del modelo se seguirá la secuencia en la que se realizan las operaciones de inyección, y simplemente se señalaran los subdiagramas principales.

La metodología IDEF0 nace en la década de los sesenta como consecuencia de la investigación de las Fuerzas Aéreas Norteamericanas para mejorar su productividad

Funciones

  • A0: Inyección de termoplásticos
    • A1: Preparar Material
      • A11: Preparar ABS
        • A111 Triturar ABS
        • A112 Lavar ABS
        • A113 Secar ABS
      • A12: Preparar PC
        • A121 Triturar PC
        • A122 Lavar PC
        • A123 Secar PC
      • A13: Preparar mezcla
      • A14: Extruir
      • A15: Triturar
    • A2: Preparar molde
    • A3: Preparar máquina
    • A4: Inyectar
      • A41: Plastificar
      • A42: Inyectar
        • A421 Llenado
        • A422 Compactación
      • A423 Enfriamiento
      • A43: Extracción
En la siguiente figura puede observarse el resumen de las funciones expuestas:

Figura 3
Figura 3

Diagramas

Debido a la complejidad del modelo, solamente se hará referencia a los diagramas de los niveles más altos. En la figura 4 se muestra el diagrama principal del modelo, en el que se pueden observar las 3 entradas al sistema y las 2 salidas que se obtendrían.

Figura 4. Diagrama principal
Figura 4. Diagrama principal
Figura 5. Diagrama A0
Figura 5. Diagrama A0
Figura 6. Diagrama A1
Figura 6. Diagrama A1.

Conclusiones

El modelo generado servirá de base a futuras investigaciones, pues por primera se realiza una completa modelización utilizando la técnica IDEF0 del proceso de inyección de termoplásticos. En esta modelización se representan todas las variables de procesos que intervienen, para permitir realizar con más comodidad experimentos posteriores, pues se establecen gráficamente las relaciones entre ellas. Además, es posible determinar mediante estos datos qué variables de proceso son las más influyentes y cuales lo hacen en menor grado.