Informace o výrobním procesu - Aplikace metody FMEA na proces vstřikování krycích skel světlome

4. Aplikace metody FMEA na proces vstřikování krycích skel světlometu

4.2 Informace o výrobním procesu

K tomu, aby se mohla správně vytvořit procesní FMEA, bylo zapotřebí zmapovat celý výrobní proces. Jakmile budeme znát výrobní proces předního krycího skla od vstupu

materiálu až po jeho výstup neboli konečnou kontrolu můžeme sestavit strukturu výrobního procesu a následně určit požadavky ke každému výrobnímu kroku daného procesu.

Dalším krokem pro lepší orientaci a jednodušší aplikaci metody FMEA byly k dílčím krokům výrobního procesu popsány veškeré vstupy, které mohou ovlivnit výrobní proces a opět k daným vstupům byly přiřazeny určité požadavky. Na základě zjištěných informací byla vytvořena struktura výrobního procesu, kterou můžeme vidět v rámci přílohy 1.

Struktura celého procesu se vstupujícími dílčími procesy a požadavky

Celý výrobní proces krycího skla světlometů je rozdělený do několika dílčích částí od vstupu materiálu do uskladňovacích sil až po balení daného výrobku. Respektive se jedná o tyto obecně popsány základní fáze, které budou dále podrobněji rozepsány:

• uskladnění vstupního materiálu (granulátu)

• sušení vstupního materiálu (granulátu)

• vstřikování

• automatická manipulace s výstřikem pomocí ABB robotu a podpůrné procesy

• lakování a temperace

• kontrola a balení

Uskladnění vstupního materiálu

Výrobní proces začíná naskladněním vstupního materiálu. Vstupní materiál je polykarbonát ve formě granulátu označovaný obchodní značkou Makrolon nebo Lexan.

Materiál se z cisternové nádoby pomocí vakua dopraví do vysokých sil, kde je granulát posléze

uskladněný. Sila dokážou pojmout až 8 500 kg granulátu. Zde máme jistotu, že vstupní materiál je 100 % čistý, jelikož nedochází ke kontaktu se vnějším okolím během plnění sil.

Sušení vstupního materiálu

Proces sušení nastává po naskladnění vstupního materiálu. Sušení probíhá ve skladu, resp. sušárně, kde je několik vysokých sušiček. Sušičky jsou napojeny pomocí vakua na sila, kde je uskladněný vstupní materiál (granulát). Čerpáním vakuem ze sil se ukládá granulát do zásobníku sušičky, ve kterých se suší. Sušení probíhá při 120 °C ± 5 °C po dobu 4 hodin ± 1.

Také se musí minimálně jedenkrát měsíčně změřit vlhkost sušeného granulátu. Zbytková vlhkost, která může být obsažena v granulátu je maximálně 0,02 %. I přesto, že granulát by měl být již 100 % čistý bez jakýkoliv nečistot, dochází i během sušení k filtrování nečistot, jako je prach, popílek apod., z důvodu vysokých požadavků na kvalitu výrobku. Při špatném procesu sušení a špatně nastavených parametrech, může vznikat různá škála vzhledových vad, jako jsou, černé tečky, cizí tělíska, bublinky, šlíry apod.

Vstřikování

Pokud máme dostatečně vysušený granulát s požadovanou maximální vlhkostí, může začít proces vstřikování předního krycího skla. Tato fáze začíná tím, že lisovací stroj dá požadavek do sušícího zásobníku, že potřebuje určité množství granulátu na výrobu daného typu krycího skla. Pomocí vakua si vstřikovací stroj nasaje potřebné množství do předkomory, kde probíhá proces plastifikace materiálu ve šnekovém podavači. I přesto, že předkomora se šnekovým podavačem je uzavřena, působí na plastifikovaný materiál vzdušná vlhkost, díky níž dochází k degradaci materiálu (žloutne). Z tohoto hlediska je proces limitován časovým horizontem. Dále ještě, než začne samotný proces vstřikování je potřeba dbát na perfektně připravené vstřikovací formy. To znamená, že formy musí být předehřáté na požadovanou teplotu (čím vyšší, tím lepší), dokonale udržované a čisté. Tímto jsme se dostali již do samotného kroku vstřikování materiálu. Zde se plastifikát natlačí ze šnekového podavače, kde probíhá plastifikace, do vstřikovacích trysek, pomocí nichž se plastifikát vstřikne do vstřikovací formy, která je již uzavřena. Po naplnění formy taveninou dochází k dotlakové fází, která eliminuje smrštění výstřiku během fáze ochlazování. Je-li výstřik dostatečně ochlazen dojde pomocí vyhazovače k odražení formy od sebe a může dojít k vyjmutí (odebrání) výstřiku z formy. U lisování mohou vznikat vzhledové vady, jako jsou nitě, vstřikovací vlákna, přetoky, cizí tělíska, mikrotrhliny, mastnoty, škrábance, mapy, nedolité dílce apod.

Během tohoto kroku je důležité kontrolovat parametry lisu jako celku, vstřikovacího stroje, kontrolovat parametry vyhazovače, teploty na válci, teploty horkých vtoků, dávkování, rychlost vstřikování atd. Veškeré odchylky v parametrech procesů vstřikování můžou vést k výrobě neshodného produktu. Pokud bude rychlost vstřikování příliš vysoká, může docházet k povrchovým vadám, tokových čár, vrásnění, studeným spojům apod.

Automatická manipulace s výstřikem a podpůrné procesy

Důležitým článkem výrobního procesu je manipulace s vylisovaným výrobkem pomocí automatizovaných robotů a automatického dopravníku. Jelikož jsou velmi přísné požadavky na kvalitu krycího skla, je zapotřebí, aby na výstřiky (výrobek) nepůsobily vnější nečistoty například prach nebo stopy po manipulaci od lidských rukou. Z toho důvodu je lidská manipulace s výrobkem omezena až do fáze kontroly a balení. Nicméně po vylisování je výrobek odebrán automatizovaným robotem, který uchopí výstřik pomocí tzv. graiferu (úchyty) a položí na dopravní pás, který je zcela zakrytý plexisklem z důvodu ochrany krycího skla před nečistotami. Výrobek se dopraví ke stříhací stanici, kde je robotem přestřihnutá spojovací část mezi dvěma krycími skly, která vznikne při lisovaní krycího skla, jelikož se lisuje vždy pár krycích skel. Dále na výstřik působí ionizační zařízení, které má za úkol odstranit elektrický náboj na výstřiku. Následně dalším automatizovaným krokem je opalování, kde se odstraní přebytečné přetoky na hranách výstřiku a zataví se ostré hrany. Dále se pomocí plazmovacího zařízení odstraní možnost přichytávání nečistot na výstřik a umožní okamžité ulpění laku na výstřik. Po určitých krocích působí na výstřik temperační zařízení, které udržuje jeho správnou teplotu.

Po těchto prvních krocích ABB robota je krycí sklo předáno na paletku, která je na dopravním pásu. Výstřik je přepravovaný po dopravním pásu v paletce a během přepravy na něho působí dochlazovací zařízení, které má za úkol vychladit výstřik na požadovanou teplotu před procesem lakování. a také opět ionizační zařízení k odstranění elektrického náboje na výstřiku.

Je velmi důležité provádět pravidelnou údržbu automatizovaných robotů, protože může docházet k úniku mastnot z hydrauliky a tím dojde k znečištění povrchu krycího skla před lakováním.

46 Lakování a temperace

Před samotnou fází lakování dojde k očistění krycího skla setřením a ofouknutím vzduchem od jakýkoliv možných nečistot vše za pomocí automatizovaných robotů. Po očistění dochází k lakování výrobků, kde se nanáší ochranná vrstva laku. Při lakování se můžou vyskytnout různé vady, jako je špatná tloušťka laku, nečistoty na povrchu, prachová zrna v nalakované vrstvě, póry apod. Proces lakování slouží k tomu, aby krycí sklo bylo odolné vůči mechanickému poškození, škrábancům, nárazům cizích tělísek apod. Důležité je, aby při procesu lakování byly dodrženy parametry tlaku na výstupu trysky, který má být 5 barů ± 0,5.

Následně po nalakování ochranné vrstvy je krycí sklo dopraveno opět pomocí dopravníku do temperanční pece, kde se lak „zapečetí“ do krycího skla a vytvrdne. Při sušení laku je třeba kontrolovat teplotu v temperanční peci a nastavení temperanční pece. Po vytvrdnutí laku je výrobek dopraven na konečnou stanici kontrola a balení.

Kontrola a balení

V poslední fází výrobního procesu je kontrola a balení vyrobených krycích skel světlometů. Zde dochází k prvnímu kontaktu operátora s krycím sklem. Operátor zkontroluje vizuální kontrolou pod příslušným světlem krycí sklo a zjišťuje, zdali krycí sklo nemá různé vady. Následně zkontroluje celkový tvar a hrany výrobku. Pokud je krycí sklo v pořádku, operátor může vložit a zabalit krycí sklo do příslušné bedny, která bude převezena na další stanoviště konečné montáže.

V rámci kontroly také probíhá destruktivní zkouška vnitřního pnutí. Zde se naruší povrh speciálním trnovým válečkem, který simuluje dopadající cizí tělesa (kamínky, štěrk) na krycí sklo světlometu a následně se potře chemikálií a zkoumá se vnitřní pnutí materiálu. Během zkoušky krycí sklo postupně praská a porovnává se, které krycí sklo má lepší vlastnosti v rámci vnitřního pnutí. Pokud je vnitřní pnutí velké, dojde postupně ke vzniku prasklin (pavouku) až k úplné destrukci krycího skla, anebo pouze k mírným prasklinám.

Hlavní část výroby krycího skla tvoří procesy sušení, vstřikování a manipulace s výrobkem ve které jsou zahrnuty dílčí procesy jako je stříhání, opalování, ionizace, plazmování, temperace, automatická manipulace a chlazení. Na základě této struktury výroby byl vytvořený vývojový diagram, který můžeme vidět na obrázku 14. Na tyto hlavní procesy byla také zaměřena aplikace procesní FMEA

47 Sušení

Vstřikování

Manipulace s výstřikem pomocí ABB robotů

Stříhání

Opalování

Ionizace

Plazmování

Temperace

Automatická manipulace

Chlazení

Konec Začátek

Obrázek 14 Vývojový diagram hlavních kroků výroby krycího skla procesu vstřikování

48 4.3 Identifikace možných vad

Identifikace možných vad probíhala v rámci týmové spolupráce. Během týmové analýzy možných vad se vycházelo prvotně z katalogu vad, který byl vypracován na základě zkušeností pracovníků ve společnosti a také z týmové analýzy možných vad během procesu vstřikování a jeho podpůrných procesů. V katalogu vad jsou popsány základní vady na výrobcích s interním označením např. přetoky (ML). Tento katalog je definován pouze pro proces vstřikování.

V první řadě byly identifikovány možné vady, které mohou vznikat již v prvotní fází výrobního procesu, což je proces sušení vstupního materiálu neboli granulátu. Jedná se primárně o tyto vady:

• zdegradovaný granulát,

• nedostatečně vysušený granulát (vysoká vlhkost),

• cizí tělíska (NX).

Následně se pokračovalo procesem vstřikování, kde řešitelský tým vycházel z katalogu možných vad. V katalogu možných vad byly identifikovány tyto možné vady, které se mohou objevovat na finálním výrobku pouze v rámci vstřikování:

• přetoky (ML)

• studený spoj (LS)

• mikrotrhliny (JJ)

• mastnota (N3)

• škrábance (MB)

• nitě, vstřikovací vlákna (N2)

• cizí tělíska (NX) (vměstky)

• zástřiky (LZ)

• stříbření, šlíra (NS)

• deformace dílu (MA) (výstřiku)

• čára tečení (NW)

• mapy (LM) (struktura jarové vody)

• spáleniny (MF)

• nedolitý díl (NO)

• bubliny (NV)

• ostrá hrana

• spojené materiály

• propadliny

• háčky (LH)

Dle dlouhodobého sledování daných vad bylo zjištěno, že nejčastější vady, které se projevují během procesu vstřikování jsou cizí tělíska, stříbření, šlíry, mastnoty (oleje, tukové zbytky), spáleniny.

Po dokončení analýzy možných vad během procesu sušení a vstřikování, byly následně analyzovány možné vady, které se mohou objevit během podpůrných procesů v rámci procesu vstřikování. Jedná se o procesy jako jsou: manipulace s výstřikem pomocí ABB robotů, stříhání, opalování, ionizace, plazmování, temperace, automatická manipulace a chlazení.

Převážně se jedná o tyto vady:

• deformace dílu (MA) (výstřiku)

• nečistoty na povrchu krycího skla (MD)

• škrábance (MB)

• mastnota (N3)

• mikrotrhliny (JJ)

• mechanicky poškozeno (MA)

• modré mraky

4.4 Analýza možných následků vad

V případě analýzy možných následků vad byly analyzovány všechny možné následky dané vady, to znamená, že jaký dopad bude mít vznik definované vady na vnitřního nebo vnějšího zákazníka nebo také na obsluhu dané operace. Jako vnitřního zákazníka můžeme chápat následující operaci nebo pracoviště a vnějšího zákazníka jako konečného uživatele. Opět pomocí týmové spolupráce byly definovány možné následky vad u jednotlivých fázích výrobního procesu. Pro tyto následky byl poté určen význam těchto následků vad dle bodového hodnocení 1-10, které vychází z metodiky VDA.

V rámci procesu sušení byl definovaný následek vady pouze jako vzhledová vada na krycím skle. V tabulce 1 můžeme vidět nadefinované možné následky vad během procesů sušení:

Tabulka 1 Možné vady a jejich následky během procesu sušení

Možný následek vady Možná vada

Vzhledová vada na krycím skle [nesplnění požadavků na vzhled,

odchylky ve výrobním procesu od požadovaného stavu]

Zdegradovaný granulát Nedostatečně vysušený granulát (vysoká vlhkost) Cizí tělíska (NX)

Co se týče procesu vstřikování, zde byly definovány následky možných vad jako vzhledová vada krycího skla, mechanická vada na krycím skle a také možný následek vady je poranění operátora na výstupní kontrole. Pro všechny definované možné vady výše byl definován jako možný následek vady „vzhledová vada na krycím skle (nesplnění požadavků na vzhled, odchylky ve výrobním procesu od požadovaného stavu)“. Přičemž pro různé vady může být následkem i mechanická vada, rozměrová vada. Detailnější popis těchto možných následků vad, u kterých se nejedná pouze o vzhledovou vadu krycího skla můžeme vidět v tabulce 2.

Tabulka 2 Možné vady a jejich následky během procesu vstřikování

Možný následek vady Možná vada

Cizí tělíska (NX)

Mechanická vada na krycím skle

[prasknutí, ztráta funkce krycího skla, špatná svítivost skrz danou vadu, šrotace]

Studené spoje (LS) Mikrotrhliny (JJ) Škrábance (MB) Nedolitý díl (NO) Deformace dílu (MA) Ostrá hrana na výstřiku

Rozměrová vada krycího skla

[nesplnění požadavků na rozměr krycího skla, nemožnost další montáže]

Deformace dílu (MA) Přetoky (ML)

Nedolitý díl (NO)

Po analýze možných následků vad u procesu vstřikování byla provedena analýza možných vad u podpůrných procesů vstřikování. Jak bylo výše řečeno, jedná se o procesy manipulace s výstřikem pomocí ABB robotů, střihání, opalování, ionizace, plazmování, automatická manipulace a chlazení. Opět pro všechny definované možné vady, byl jako jeden z následků možných vad definován „vzhledová vada na krycím skle (nesplnění požadavků na vzhled, odchylky ve výrobním procesu od požadovaného stavu)“. V tabulce 3 můžeme vidět nadefinované možné následky vad, kde se nejedná pouze o vzhledovou vadu jako následek.

Tabulka 3 Možné vady a jejich následky během podpůrných procesů

4.5 Analýza příčin možných vad

Následně byly v této fázi analýzy za pomocí zkušeností řešitelského týmu ke každé možné vadě analyzovány všechny možné příčiny vad, které můžou vyvolat danou vadu.

4.5.1 Proces sušení

V první fázi výrobního procesu, kterou je proces sušení, byly k nadefinovaným vadám určeny různé příčiny, které můžou danou vadu vyvolat. Ve většině případu bylo ke každé vadě nadefinováno více jak jedna příčina. Z toho důvodu si zde ukážeme pouze pár příčin, které byly určeny řešitelským týmem jako zásadní a vyvolají nadefinovanou vadu:

Cizí tělíska (NX)

Cizí tělíska se mohou objevit na krycím skle z důvodu, že seřizovač nebo manipulant provedl kontaminaci vstupního sušeného materiálu během přepojování přívodních trubic do vstřikovacího stroje nebo došlo k záměně materiálu.

Nedostatečně vysušený granulát (vysoká vlhkost)

Nedostatečně vysušený granulát má příčinu buď nízkou teplotou sušení, tzn., že jsou špatně nastavené parametry teploty sušení nebo mohlo dojít k poškození teplotního čidla nebo také krátkou dobou sušení.

Možný následek vady Možná vada

Rozměrová vada krycího skla

[nesplnění požadavků na rozměr krycího skla, nemožnost další montáže]

Deformace dílu (MA)

Mechanická vada na krycím skle

[prasknutí, ztráta funkce krycího skla, špatná svítivost skrz danou vadu, šrotace]

Mikrotrhliny (JJ) Škrábance (MB) Deformace dílu (MA)

Mechanicky poškozeno (MA)

52 4.5.2 Proces vstřikování

V procesu vstřikování byly analyzovány příčiny vad, které vyvolají danou možnou vadu. Proces vstřikování je mnohem obsáhlejší i co se týče na počet možných vad, které se mohou objevit, tak i na počet jejích příčin. Zde je popsán výčet důležitých možných vad a jejích příčin.

Nitě, vstřikovací vlákna (N2)

Nitě, vstřikovací vlákna můžou být způsobena nesprávnou funkcí vstřikovacího lisu, kde patří nefunkční čidla, špatně zapojená forma, software lisu nedrží požadované parametry nebo také špatná funkce nástroje, kde se jedná o prasknutí vstřikovacích jehel, poškozené ústí trysky, nefunkční čidla. Co se týče parametrů vstřikovacího stroje, může se jednat o špatně nastavené parametry zpětného odporu (velký, nízký), krátkou dobu chlazení výstřiku, příliš vysokou teplotu taveniny tzn. nefunkční temperační zařízení, špatné nastavení teploty taveniny.

Studené spoje (LS)

Zde je příčinou opět nesprávná funkce vstřikovacího lisu. Zde se jedná o nerovnoměrný průběh plnící fáze. Studený spoj může také způsobit nízká teplota taveniny, nízká teplota nástroje (lisovacích forem), malá vstřikovací rychlost, nevhodně nastavené parametry dotlaku (vysoké) nebo také špatný vstřikovací tlak, který může být způsobený špatně nastavenými parametry dle listu parametrů BIG 002 či poškozeným šnekem.

Cizí tělíska (NX)

Cizí tělíska se mohou objevit na základě nedodržení pracovních instrukcí v rámci údržby stroje nebo nástroje či nesprávnou funkci vstřikovacího lisu, kde se tělíska objeví od poškozeného povrchu šneku nebo dojde ke kontaminaci granulátu před vstupem do násypky.

Mastnota (N3)

Mastnoty se mohou objevit z důvodu špatné funkce nástroje (netěsnosti), tudíž dochází k úniku mastných olejů z hydrauliky nebo se mastnoty mohou vyskytnout nedodržením pracovních instrukcí v rámci údržby nástroje a lisu (pozůstatky mastnot, přemazána forma).

Další příčinou je nesprávná funkce vstřikovacího stroje, kde jsou taktéž netěsnosti a opotřebované těsnící kroužky.

53 Škrábance (MB)

Poškrábání krycího skla mohou způsobit špatně nastavené parametry dotlaku, resp. se jedná o příliš vysoký dotlak či také nesprávná funkce nástroje tzn. opotřebení nástroje, poškozené ústí trysky.

Spáleniny (MF)

Spálení krycího skla může způsobit vysoká teplota nástroje, vysoká vstřikovací rychlost, dlouhá doba dotlaku, vysoká teplota taveniny, špatně chlazená a odvětrávaná forma.

Stříbření, šlíry (NS)

Stříbření a šlíry se mohou objevit na krycím skle na základě nevhodné vstřikovací rychlosti, vysoké teploty taveniny nebo z většiny případu se jedná o navlhlý granulát, který nabral vlhkost v násypce působením vnější vlhkosti prostředí.

4.5.3 Podpůrné procesy

Po analýze příčin možných vad u procesu vstřikování, byla pozornost zaměřena na podpůrné procesy, které následují hned po procesu vstřikování. Jedná se o příčiny, které způsobují vady u manipulaci s výstřikem pomocí ABB robotů, stříhání, opalování, ionizování, plazmování, automatické manipulaci a chlazení. Zde jsou popsány nejdůležitější vady a jejích příčiny.

Deformace dílu (MA) (výstřiku)

Zde při odebrání výstřiku ze vstřikovacího stroje pomocí ABB robotů může dojít k deformaci dílů, kterou způsobí robot ABB. Tudíž může být robot poškozený tzn. poškozená čidla, může dojít k nabourání výstřiku ABB robotem, špatně nastavené parametry ABB robota, poškozený graifer (úchopy), špatně nastaveny pozice uchopení dílů.

U procesu stříhání může taktéž dojít k deformaci výstřiku z důvodu poškozeného stříhacího zařízení, může být tupý stříhací nástroj, poškozená čidla na střihacím zařízení, nesprávně seřízené stříhací zařízení.

Co se týče procesu opalování krycího skla, zde deformaci dílu může způsobit poškozené opalovací zařízení, které má poškozené čidlo doby foukání nebo vysoká teplota foukání nebo špatně seřízené opalovací zařízení seřizovačem

U temperace může dojít k deformaci krycího skla z důvodu poškozeného temperačního zařízení, které může mít poškozené čidlo nebo může dojít k vychýlení vstupní teploty temperačního zařízení, a také špatně nastavenou teplotou temperace seřizovačem.

Nečistoty na povrchu krycího skla (MD) včetně mastnot (N3)

Nečistoty a mastnoty na povrchu krycího skla může způsobit téměř každé podpůrné zařízení. Příčinou může být poškozený ABB robot během manipulace s výstřikem, kde dochází k úniku olejů z důvodů netěsností, prasklého těsnění. Může být znečištěný nebo poškozený graifer (úchopy) nebo nedodržení pracovních instrukcí v rámci údržby robotů.

In document Aplikace metody FMEA na proces vstřikování krycích skel světlometu (Stránka 54-0)