Nowy projekt, nowe wyzwania, ale i nowe ryzyko

Czy na pewno takie proste jak się wydaje?

Dlaczego przetwórstwo tworzyw sztucznych jest tak popularne? Odpowiedź jest prosta. Nie ma drugiego takiego materiału, ale i metod jego przetwórstwa, która w tak krótkim czasie pozwala na wykonanie wyrobów w finalnym kolorze, wykończeniu struktury bez konieczności stosowania obróbki wykańczającej (no może z małymi wyjątkami).

Jedną z najpopularniejszych technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych, obok wytłaczania jest wtryskiwanie. Na pierwszy rzut oka wydaje się ona niesłychanie prosta. Jest maszyna, na której montuje się formę wtryskową, której głównym elementem jest gniazdo lub gniazda formujące w kształcie przedmiotu, który chcemy wtrysnąć. Uplastyczniamy tworzywo, zamykamy formę i wtryskujemy je do jej wnętrza. Następnie ochładzamy wtryśnięty przedmiot – wypraskę, usuwamy z formy, a pieniądze płyną do naszej kieszeni.

Niestety tak ten proces wygląda w oczach laika. Fakt, że jest on szybki (wcale nie powoduje, że jest łatwy. Postaram się opisać co należy do najtrudniejszych elementów tego procesu, pomijając koszt inwestycji w maszyny, peryferia i formę.

1. Ogromna różnorodność tworzyw sztucznych i ich właściwości – co powoduje problem z doborem tworzywa.
2. Zróżnicowanie właściwości podczas wtryskiwania: skurczu, orientacji makrocząsteczkowej tworzywa
3. Trudność zaprojektowania formy – konieczność korzystania z wyspecjalizowanych firm
4. Mnogość parametrów procesu i ich szeroki zakres, który powoduje konieczność dużej wiedzy i doświadczenia obsługi

Nie wystarczy dobry design

Dobry, atrakcyjny design planowanych do produkcji przedmiotów to oczywiście bardzo ważny element w osiągnięciu sukcesu komercyjnego w branży tworzyw sztucznych, ale bardzo łatwo mając na pierwszy rzut oka ciekawy produkt, pominąć pozostałe składniki sukcesu. Już na etapie projektowania warto zastanowić się nad następującymi elementami projektu:

• jaką technologię wykorzystamy przy produkcji,
• jaki będzie zakładany wolumen (wielkość produkcji rocznej),
• jaką formę wykonać jedno gniazdową – a może wielogniazdową,
• z jakiego tworzywa wykonać detal oraz jaki jest koszt tworzywa na rynku i jego dostępność,
• czy wybrane tworzywo wymaga stosowania specjalnych dodatków i urządzeń peryferyjnych w procesie wytwarzania,
• logistyka i pakowanie (ile sztuk zmieści się na palecie lub w kartonie).

Wdrażając swój nowy projekt najlepiej połączyć siły i zaufać tym co mają szerokie i wieloletnie w tym doświadczenie. Projektant powinien od samego początku współpracować z docelowym wykonawcą formy i posiadać wiedzę, jakim zapleczem będzie dysponował producent. Każda metoda wytwarzania posiada swoje ograniczenia technologiczne i wymagania co do konstrukcji detali, a później formy. Wymyślny kształt czasem nie pozwoli na wykonanie detalu w zakładanej technologii. Niekiedy wystarczy na etapie projektowania zmienić nieznacznie kształt, aby to umożliwić. Dodatkowo można również dzięki temu żeby znacznie ograniczyć koszt wytworzenia formy wtryskowej.

Zakładana wielkość produkcji to również ważny czynnik sukcesu. To ona decyduje o tym jaką formę należy wykonać. Przy małej produkcji zwykle wykonuje się formy jednogniazdowe przeznaczone na małe maszyny. Nie trzeba bardzo inwestować w rozbudowane systemu chłodzenia. Jednak gdy zakładamy dużą produkcję w setkach tysięcy sztuk warto pochylić się nad złożoną tematyka konstrukcji formy i zainwestować znaczące środki w systemy rozprowadzenia tworzywa, dobrać wielkości przewężek, przewidzieć problemy z obsługą formy, zaprojektować wydajny system chłodzenia itd.

Powyższego nie da się wykonać bez doboru tworzywa. To co czasem jest ładne później może nie być funkcjonalne. Produkt nie obroni się tylko dobrym designem, gdy będzie wadliwy i z czasem szybko ulegnie zniszczeniu. Trzeba przewidzieć wszystkie aspekty jego późniejszego użytkowania. Trzeba wejść w skórę użytkowania i przewidzieć co mu będzie przeszkadzało, jak będzie użytkował dany przedmiot i jakie problemy mogą się pojawić. Jest to trudne, ale możliwe do zbadania. Tylko wyspecjalizowane firmy, które znają metodologię DT Design Thinking w tworzeniu nowych projektów mogą sobie z tym poradzić. Metodologia DT polega na tworzeniu nowych produktów w oparciu o głębokie poznanie potrzeba klientów i wymaga wieloetapowego podejścia do problemu przez interdyscyplinarny zespół. W takich zespołach pracują konstruktorzy, projektanci, działy jakości, technolodzy, ale i zwykli użytkownicy końcowi. . Obecnie firmy produkcyjne coraz częściej podejmują się nowych projektów często spoza swojego głównego obszaru specjalizacji (np. producent opakowań zaczyna produkcję dla dostawcy AGD itp.). Istnieje zatem niebezpieczeństwo, że pomimo dużego doświadczenia i wyczucia oraz intuicji w przetwórstwie, bardzo często w przypadku projektów zupełnie nowych, dotychczasowe standardowe rozwiązania mogą być niewystarczające, lub nie mieć w ogóle zastosowania.

Jak widzicie wszystko wymaga wiedzy nie tylko z zakresu tworzyw sztucznych (ich budowy i właściwości), ale i procesu, maszyn oraz narzędzi. Dobre decyzje w procesie przygotowania do danego projektu mogą zaowocować dobrymi wyborami i sprawnie działającym systemem, szybką maszyną, wydajną formą pracującą w cyklu automatycznym dzień i noc. W tej branży nie warto oszczędzać, ale jednocześnie warto liczyć straty: surowca (etap projektowania detalu, projektowania formy, projektowania procesu), energii (etap wyboru maszyny – może droższa, ale bardziej energooszczędna lub szybsza) i straty czasu (optymalizacja pracy formy wtryskowej, maszyny, organizacji działu wtryskowni).

Dr hab. inż. Przemysław POSTAWA, prof. PCz