Por Caitlin Pagano.

El moldeado por inyección es un proceso de fabricación complejo y esencial, fundamental para producir piezas en grandes volúmenes con precisión. Ya se trate de plásticos o metales, cada etapa (diseño, preproducción y fabricación) presenta desafíos únicos que pueden afectar significativamente el resultado final de una empresa.

Para explorar cómo abordar estos desafíos de manera eficaz, hablamos con dos estadísticos experimentados en la industria del moldeado por inyección, Björn y Andreas. Ellos comparten sus ideas sobre los problemas más urgentes y analizan cómo el uso de herramientas avanzadas como las soluciones de Minitab puede ayudar a las empresas no solo a superar estos desafíos, sino también a optimizar sus procesos para lograr una mejor calidad y rentabilidad.

Las soluciones de Minitab están diseñadas para ser versátiles, lo que las hace invaluables en cualquier industria donde la toma de decisiones basada en datos sea clave. Analicemos en profundidad cómo las utilizan los expertos.

MÁS INFORMACIÓN SOBRE los expertos:

Björn Noreik es un formador certificado de Minitab y cinturón negro maestro de Lean Six Sigma con más de 25 años de experiencia en la optimización de procesos y productos de fabricación en diversas industrias, como la automotriz, la electrónica, la farmacéutica y los plásticos. Como experto en herramientas estadísticas y enfoques de aprendizaje automático, Björn ayuda a los equipos de proyectos a mejorar la calidad y la eficiencia a través de metodologías como el diseño de experimentos (DoE). También forma parte de la junta directiva del European Six Sigma Club Germany (ESSC-D) y es miembro del jurado del German Six Sigma Award.

Andreas Thümmel es profesor de matemáticas aplicadas en Darmstadt y consultor experimentado que ofrece formación, talleres y trabajo de proyectos a sus clientes. Para ello, en 2009 fundó una empresa para ofrecer estos servicios en el mercado. Su experiencia se basa en el análisis y la optimización de datos económicos e industriales complejos en diversas industrias, incluidas la ciencia de los materiales, la industria aeroespacial, la automoción, la electrónica, la farmacéutica, la biociencia y las industrias del plástico. Su principal enfoque está relacionado con la investigación, el desarrollo y el apoyo basado en enfoques estadísticos y de ciencia de datos para mejorar los desarrollos y procesos relacionados para sus socios y clientes.

¿Estaría usted de acuerdo con la siguiente definición de la industria del moldeado por inyección?

El moldeado por inyección es un proceso de fabricación que permite producir piezas en grandes volúmenes. Funciona inyectando materiales fundidos en un molde (o "molde" en el Reino Unido). Se suele utilizar como proceso de producción en masa para fabricar miles de artículos idénticos. Los materiales de moldeado por inyección incluyen metales, vidrios, elastómeros y productos de confitería, aunque se utiliza más comúnmente con polímeros termoplásticos y termoendurecibles.

Bjorn:

Sí, es una buena descripción. Si bien el moldeado por inyección de plástico y de metal comparten algunos principios básicos, también tienen diferencias significativas.

En el moldeado por inyección de plástico, se inyectan plásticos termoplásticos o termoendurecibles en el molde a alta temperatura, se enfrían y luego se moldean en la forma deseada. Este proceso produce directamente la pieza en su forma final.

Por otro lado, el moldeado por inyección de metales a menudo implica el uso de polvos metálicos mezclados con un agente aglutinante para crear una "materia prima", que luego se inyecta en el molde. Después del moldeado, se elimina el aglutinante y la parte restante se sinteriza para lograr la forma final.

En resumen, si bien los principios básicos del moldeado por inyección de metal y plástico son similares, difieren significativamente en cuanto a materiales, temperaturas, complejidad del proceso y costos. El moldeado por inyección de plástico se suele elegir para la producción en grandes volúmenes a bajo costo, mientras que el moldeado por inyección de metal se utiliza para producir piezas complejas con alta precisión.

Andreas:

Esta es una buena definición y se alinea con lo que vemos en la industria. El proceso de moldeado por inyección es realmente complejo y varía mucho según el material que se utilice. Esta complejidad requiere una herramienta flexible como Minitab para su análisis.

Minitab es versátil y no se limita a un solo tipo de material o proceso. Es útil para realizar estudios matemáticos industriales, incluidos análisis estadísticos y regresión, lo que lo hace aplicable a varios procesos de moldeado por inyección.

¿Cuáles son los desafíos más urgentes que enfrentan los fabricantes de moldeado por inyección de gran y bajo volumen en las distintas etapas (diseño, preproducción, fabricación, etc.)?

Andreas:

En la fase de preproducción, los fabricantes suelen enfrentarse a retos relacionados con las especificaciones de los clientes. Las herramientas rápidas y fiables como Minitab son fundamentales para llevar a cabo el diseño de experimentos (DoE) y el análisis de regresión en plazos ajustados. Durante la fabricación, el control estadístico de procesos (CEP) es clave para supervisar la calidad del proceso y garantizar el cumplimiento de las especificaciones. El seguimiento en tiempo real es esencial, especialmente cuando se producen cambios en el proceso. En la fase de diseño, se utilizan simulaciones numéricas con herramientas como Mouldflow o ANSYS, pero conectar el diseño y el análisis estadístico puede ser complicado, especialmente al definir funciones técnicas.

Bjorn:

Estoy de acuerdo con Andreas en lo que respecta a las presiones relacionadas con el tiempo y los costos. La fase de diseño es crítica porque los errores en el diseño del molde son costosos de corregir posteriormente. Dedicar tiempo a la simulación y optimizar los ajustes del molde (como las cavidades y los canales de refrigeración) durante la preproducción ayuda a evitar problemas en la producción en masa. Las herramientas numéricas como COMSOL y ANSYS tienen capacidades de DoE limitadas, pero Minitab ofrece métodos sólidos para manejar variables complejas.

Al utilizar DoE avanzado desde el principio, los fabricantes pueden reducir la carga de trabajo de preproducción y acelerar el tiempo de comercialización, lo que permite a los ingenieros centrarse más en el desarrollo de nuevos productos. Minitab Workspace ayuda a agilizar esta transición del diseño a la producción al optimizar las configuraciones de manera eficiente.

Desde su punto de vista, ¿cuáles son los posibles riesgos financieros y operativos para las empresas que no afrontan estos desafíos? ¿Existen estadísticas sobre los costos involucrados?

Andreas:

El riesgo principal sería cualquier riesgo comercial significativo, como perder un cliente, que puede ser devastador. Las empresas deben lograr un equilibrio entre ofrecer la mejor calidad posible y gestionar los costos de manera eficaz. Existe una disyuntiva entre invertir en pruebas y desarrollo para lograr una alta calidad y mantener los costos realistas, ya que los clientes también son sensibles al precio. Minimizar los riesgos es crucial, pero debe hacerse sin costos excesivos. Aquí es donde los métodos estadísticos estándar de la industria, como los disponibles en Minitab, pueden ayudar a gestionar y analizar los riesgos de manera eficaz. Los líderes empresariales deben ser conscientes de estos riesgos y saber cómo controlarlos.

Si surgen problemas durante la producción, el productor debe identificarlos y solucionarlos antes de que lleguen al cliente. Aquí es donde entran en juego el control estadístico de procesos (CEP) y las investigaciones paralelas, que suelen realizarse durante el proceso de fabricación. Además, se pueden aplicar metodologías como Six Sigma o Design for Six Sigma (DFSS) para reducir aún más los riesgos. Minitab es invaluable para ayudar a las empresas a comprender y mitigar los riesgos monetarios y de reputación.

Bjorn:

Un riesgo importante reside en las presiones de comercialización. Las empresas suelen empezar la producción con una tasa de desechos del 10-15%, buscando primero la estabilidad y después la optimización. Esto puede generar costos inmediatos, pero si el proceso inicial es estable, la producción continúa mientras se realizan mejoras. Sin embargo, cuanto mayor sea la calidad inicial, mejor será la situación financiera y la reputación de la empresa.

Una optimización rápida genera relaciones más sólidas con los clientes y negocios recurrentes. Las herramientas de Minitab, especialmente en DFSS, ayudan a los productores a lograr una alta calidad inicial, lo que reduce tanto los riesgos operativos como los costos a largo plazo. Es importante comunicar a los clientes que reducir la calidad para obtener un precio más económico podría generar costos aún más altos en el futuro.

En última instancia, todo se reduce a una cuestión de rentabilidad: una mejor calidad puede tener un precio más alto, pero reduce significativamente los riesgos costosos. Las empresas deben comunicar a sus clientes que optar por un fabricante con un precio más bajo puede dar como resultado una calidad deficiente, lo que a su vez genera mayores costos y riesgos a largo plazo.

Supere los desafíos clave con Minitab

La industria del moldeado por inyección, con sus intrincados procesos y sus altos riesgos, exige que las empresas mantengan un delicado equilibrio entre calidad y costo, al tiempo que se enfrentan a presiones relacionadas con el tiempo de comercialización. Como destacaron Bjorn y Andreas, no abordar estos desafíos puede generar importantes riesgos financieros y operativos.

Sin embargo, con las herramientas adecuadas, como la completa suite de soluciones de Minitab, las empresas pueden realizar los análisis estadísticos críticos necesarios para optimizar los procesos, reducir los costos y mejorar la calidad del producto. Estos beneficios se extienden más allá del moldeado por inyección, ya que las soluciones versátiles de Minitab están diseñadas para respaldar cualquier industria, lo que permite a las empresas tomar decisiones informadas y seguir siendo competitivas en un mercado en constante evolución.