Como a automação pode melhorar os testes de plásticos
Tomar medidas para automatizar um laboratório pode fornecer resultados de teste mais repetíveis e maior rendimento
Os laboratórios de plásticos são comumente encarregados de testar um alto volume de amostras semelhantes, tentando manter resultados consistentes e confiáveis. Alguns conseguem lidar com o desafio com uma operação em grande parte manual e conduzida por humanos, mas a maioria das empresas se beneficiará muito com a automatização de pelo menos alguns de seus equipamentos de teste.
A incorporação da automação aos processos de teste existentes pode beneficiar os fabricantes de plásticos, oferecendo:
- Resultados mais repetíveis
- Maior rendimento
- Melhor (e mais seguro) uso da mão de obra
- Dados de teste mais seguros
A extensão desses benefícios pode variar entre os diferentes fabricantes, mas a maioria dos laboratórios pode esperar ver um ROI significativo ao tomar medidas para automatizar.
Para laboratórios de plásticos que testam centenas de amostras semelhantes a cada dia, a repetibilidade é normalmente uma grande preocupação — e um desafio. A adesão a padrões de teste rigorosos, como ASTM D638 ou ISO 527, requer resultados consistentes que podem ser difíceis de alcançar quando o potencial de erro humano é prevalente.
Muitos padrões de plásticos são bastante complicados e exigem medições "muito, muito precisas", como o módulo, disse Sammi Sadler, engenheira de aplicações da Instron.
Variações na técnica de um operador para outro — ou mesmo variações por um único operador — podem resultar em dados de teste menos consistentes e menos confiáveis. Um usuário humano nem sempre pode ser capaz de carregar uma amostra perfeitamente verticalmente, por exemplo — e qualquer diferença no ângulo pode influenciar os resultados.
As maiores variáveis nos testes de plásticos decorrem do alinhamento, medição e pressão de fixação, disse Sadler.
"Se estamos pensando em garras de ação lateral de parafuso para testar plásticos, a quantidade de pressão que elas aplicam ao fixar a amostra — essa pressão pode variar de amostra para amostra ou de usuário para usuário", disse ela.
Uma configuração automatizada resolve este problema, garantindo que a medição, inserção e alinhamento de cada amostra sejam feitos da mesma forma — oferecendo um grande potencial para economizar o tempo e as despesas envolvidas no descarte de amostras com falha.
Munidos de dados mais consistentes que não são afetados por erros ou variações humanas, os operadores de laboratório podem analisar mais facilmente os resultados, disse Kelvin Fernandez, gerente de marketing upstream de sistemas de robótica da Instron.
"Você pode dizer: 'Eu sei que eliminei essa variável e meus resultados ainda são ruins' — então é relacionado ao produto, ou talvez à configuração do teste ou algo assim", disse Fernandez.
Melhor rendimento — sem adicionar pessoal
Com a quantidade considerável de amostras muito semelhantes testadas, os laboratórios de plásticos podem melhorar a eficiência e o rendimento significativamente automatizando pelo menos alguns de seus processos, disse Richard Spiegel, especialista em automação da Instron.
"É a mesma coisa repetidas vezes", disse ele. "A automação se torna muito mais fácil e, quando é mais fácil, se torna muito mais barata."
Quando um sistema pode carregar amostras suficientes para executar testes autônomos durante a noite, o laboratório pode expandir seu rendimento sem contratar outra equipe — e ver economias de custos que ajudam a compensar a despesa inicial da implementação da automação.
Quanto maior o nível de automação, mais tarefas um operador humano pode gerenciar quando não precisa monitorar de perto a estrutura de teste. À medida que a sequência automatizada é executada, eles podem analisar dados ou preparar a próxima rodada de amostras — ou, se tiverem outros tipos de teste que ainda exigem um processo manual, eles podem conduzir esses testes em outro sistema.
Algumas empresas procuram automatizar quase por necessidade, porque simplesmente não conseguem encontrar candidatos qualificados para preencher vagas em aberto no laboratório, disse Spiegel.
"Eles não têm mais alguém lá para carregar a estrutura de teste", disse ele. "Eles estão tentando preencher uma posição como essa e estão lutando, então eles realmente precisam fazer um uso muito melhor da mão de obra que eles têm."
Sadler concordou que a rotatividade de pessoal nos laboratórios de teste pode desempenhar um papel na decisão de automatizar.
"É realmente frustrante colocar as pessoas em dia sobre como testar para atender a esses padrões", disse ela, "então, ser capaz de não se preocupar com a rotatividade também aumenta o benefício da automação."
Para operadores humanos que trabalham no laboratório de plásticos, um sistema de teste automatizado como o AT3 ou AT6 os poupa de carregar e descarregar amostras repetidamente, beliscar os dedos ou se esforçar para se inclinar no ângulo correto quando uma estrutura de teste não está localizada em uma posição ergonomicamente amigável.
Em vez de os operadores realizarem potencialmente centenas de movimentos repetitivos ao longo do dia, Spiegel disse, eles podem testar o mesmo volume com muito menos trabalho físico. O alinhamento, a medição e o descarte das amostras são tratados automaticamente.
"Eles agora estão carregando uma rack em um sistema de automação e apertando Iniciar uma vez", disse ele. "E está fazendo essa mesma quantidade."
Proteger os dados de teste é tão crítico quanto o próprio processo de teste. Os resultados dos testes do Bluehill Universal são automaticamente exportados para o sistema de produção de uma organização.
E com os recursos de segurança adequados ativados no software, os usuários que ainda não têm o treinamento e a experiência necessários podem receber um nível inferior de permissões — ajudando a evitar que esses dados valiosos sejam alterados ou excluídos inadvertidamente. Isso ajuda a garantir a repetibilidade — que, novamente, é um desafio fundamental nos testes de plásticos.
O Módulo de Rastreabilidade do Bluehill também fornece um histórico de revisão completo para que cada adição, exclusão ou modificação seja registrada junto com um carimbo de data/hora e o nome do usuário que fez a alteração. Aqueles com acesso adequado saberão o que foi alterado, quando e por quem.
"Você tem uma trilha muito auditável de quaisquer alterações que foram feitas", disse Spiegel.
E como o Bluehill vem com métodos de teste pré-construídos que são especificamente projetados para padrões comuns de teste de plásticos — como ASTM D638, ASTM D790, ISO 527 e ISO 178 — o software faz grande parte do trabalho para o laboratório.
"Então eles simplesmente não precisam pensar sobre isso", disse Sadler. "Isso é algo que também traz conforto ao cliente."
Passos em direção a uma maior eficiência
Nem todo fabricante que trabalha com plásticos estará pronto para adotar uma configuração de teste totalmente automatizada, mas mesmo etapas incrementais podem ajudar a dar passos notáveis para aumentar a eficiência. A atualização para um extensômetro automático ou a substituição de garras manuais mais antigas, por exemplo, pode se traduzir em testes mais consistentes para organizações que não querem se afastar de seu ambiente centrado no ser humano.
"Ir de garras de ação lateral de parafuso avançadas para garras pneumáticas é um grande passo em direção a resultados mais repetíveis", disse Sadler. "E então adicionar mais e mais soluções automatizadas é o mais ideal."
Dependendo do nível de automação que ele adota em última análise, um laboratório pode transformar drasticamente sua operação — aumentando seu rendimento, sem adicionar mais turnos, ao mesmo tempo em que permite que os operadores humanos façam um uso mais produtivo de seu tempo.
"Apenas imagine-se por oito horas por dia, sentado em frente a uma estrutura e carregando, esperando que termine e, em seguida, removendo as peças e recarregando novamente", disse Fernandez. "Esse é o principal problema ou o principal ponto problemático para o cliente, realmente, é essa espera."
