Caso empresa DRX

“Optimización de la Fuerza de Adhesión Entre los Sustratos y Piel o Vinil para los Componentes Interiores del Automóvil”

Dra. Sandra Luz Rodríguez Reyna

Denebh Criseida Galván Martínez, Jaime Eduardo Flores , Jorge Antonino Moreno

aMaestría en Planeación e Innovación Estrátegica, Facultad de Ingeniería, Dr. Manuel Nava No. 8, Col. Zona Universitaria Poniente, C.P. 78290, México
bUniversidad Autónoma de San Luis Potosí.

RESUMEN

La empresa DRX conocida mundialmente por ofrecer productos al sector automovilístico Premium, se dio a la tarea de optimizar la cantidad de pegamento, catalizadores y temperatura de activación para ofrecer una fuerza de adhesión entre sustratos y piel o vinil que cumpla con las especificaciones del producto en desarrollo mediante la estandarización de los parámetros.

El estudio se centra en los procesos de adhesivo^[1] y laminación^[2], siendo estos críticos para el proceso de fabricación de los componentes interiores, especialmente en la producción de los componentes para Tesla Inc.

A lo largo del artículo se verá mediante graficas que factores influyen en la fuerza adhesión y de qué manera lo están haciendo, esto mediante la implementación de un diseño de experimentos y un estudio de capacidad de la maquina mezcladora de pegamento y catalizador.

*Palabras clave: Diseño de experimentos, optimizar, fuerza de adhesión, temperatura de activación, estudio de capacidad.

 ABSTRACT

DRX is a worldwide company provider to the Automotive sector for Premium products, this is one of the reasons that DRX is taking in care for the use of glue quantity, hardener and activation temperature to optimize the adhesion force between substrate and leather or vinyl that fulfill the Customer requirements through the machine parameters standardization

This study is based on the adhesive and lamination process which are the main process for the manufacturing of the interior components, especially for Tesla Inc., components.

Through this article you will see in graphics which factors influence to the adhesion force and in which way they do by using a design of experiments and a capability study to the mixer of adhesive and hardener.

*Key words: Design of experiments, optimize, adhesion force, activation temperature, capability study.

1. Nomenclatura

2.1 Antecedentes

En DRX es importante la satisfacción del Cliente y la fabricación de componentes automotrices con los más altos estándares de Calidad basados en la Norma Técnica ISO TS 16949 e ISO 9001

En DRX todos los procesos que llevan a la construcción de los componentes interiores están basados en la estandarización de los parámetros y esto se logra con una correcta planeación entre la compra de las maquinas, la implementación y el arranque de producción además de una correcta planeación y coordinación con el Cliente

También en DRX es importante trabajar estrechamente con los Diseñadores para comprender las necesidades del Cliente y del usuario final

En DRX los procesos clave en los cuales se debe de tener más tiempo de planeación son los de adhesivo y laminación.

A continuación se presenta el mapeo de procesos (Fig. 1. Mapa de procesos de DRX) de DRX:

[pic 1]

[pic 2]

Fig. 1 Mapa de Procesos de DRX

El cual se describe a continuación:

• Corte: proceso interno de DRX en el cual se recorta mediante láser y cuchilla los patrones de los componentes interiores del automóvil brindados por el Cliente

• Costura: proceso interno de DRX en el cual se unen las partes de piel o vinil

• Adhesivo: proceso interno de DRX en el cual se aplica el pegamento espreado sobre los sustratos y la piel o vinil

• Laminación: proceso interno de DRX en el cual se aplica la temperatura de activación  sobre los sustratos y la piel o vinil

Siendo los últimos procesos los de mayor importancia o bien los procesos clave.

2.2 Justificación

En ocasiones hay Clientes especiales que desean lanzar productos nuevos en tiempo record de un año, siendo el estándar normal de 2 a 3 años, y que ocasiona que los procesos clave (adhesivo y laminación) durante la fase de pruebas no tenga el tiempo suficiente para lograr la correcta estandarización de los parámetros y por lo tanto no se cumple con la fuera de adhesión requerida desde un inicio por el Cliente, ocasionando piezas de rechazo y reclamos de cliente.

La adhesión entre el sustrato (pieza plástica) y la piel o vinil es de gran importancia ya que mediante la correcta temperatura de activación (temperatura usada en el proceso de laminación) y una aplicación uniforme, es decir cubriendo toda la superficie del sustrato y la piel o vinil, de adhesivo con la presión adecuada de las prensas  de laminación se logra un producto de calidad, sin embargo en ocasiones hay casos de “delaminación” (no adhesión entre sustrato y la piel o vinil) en los cuales se ha encontrado que es por causa de que la temperatura de activación no fue la correcta, o bien que la mezcla de pegamento (Componente A) no contenía catalizador (Componente B) haciendo que se llevara a cabo una delaminación entre la piel o vinil y el sustrato.

Componente A + Componente B = Adhesivo

A continuación se presenta la imagen (Fig. 2. Puerta delantera de Cliente Tesla Inc.) que muestra cuales son los componentes que forman una puerta delantera de un Cliente, en este caso de Tesla Inc.

[pic 3]

Fig. 2 Puerta delantera de Cliente Tesla Inc.

Tomando en cuenta estos factores propios de los procesos de adhesivo y laminación, se llevó a cabo un diseño de experimentos completo, en el cual la variable dependiente a medir es la fuerza de adhesión y los factores que influyen (variables independientes) serán temperatura de activación, cantidad de pegamento (Componente A) y con o sin catalizador (Componente B)

La evaluación de la fuerza de adhesión es de acuerdo a la norma solicitada por Cliente siendo en este caso Tesla Inc. para el Proyecto Model 3 y que solicita una fuerza de adhesión ≥40N y/o bien falla adhesiva [TM-0037T-Y Especificación para los componentes interiores, Peel test]

Para realizar las pruebas se contó con la ayuda de diferentes departamentos involucrados como son Desarrollo, Procesos, Producción y Metrología considerando:

• Mediciones de la fuerza de adhesión variando los factores ya mencionados.

• La fuerza de adhesión debe cumplir con las especificaciones del Cliente.

• Estandarización de los parámetros del proceso de adhesivo y laminación

Los resultados esperados son los ajustes a los parámetros que sean los óptimos sin afectar la fuerza de adhesión.

2.3 Objetivos

2.3.1 Objetivo general

Se pretende optimizar la cantidad de pegamento, catalizadores y temperatura de activación para ofrecer una fuerza de adhesión entre sustratos y piel o vinil que cumpla con las especificaciones del producto en desarrollo mediante la estandarización de los parámetros

2.3.2. Objetivos específicos

Se pretende obtener

• Fuerza de adhesión dentro de tolerancia en la especificación del Cliente

• Estandarización de parámetros de los procesos clave

1.  Método

La adhesión es una especificación para evaluar fuerza que une los sustratos con la piel o vinil, esta puede ser medida en diferentes formas

En la siguiente imagen (Fig. 2. Tipos de pruebas más comunes para la fuerza de adhesión) se observa los tipos de fuerzas mecánicas que afectan a los materiales: a) compresión, que consiste en someter a un cuerpo a la acción de dos fuerzas opuestas hasta que se fracture, b) tracción, es el esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido contrario y tienden a estirarlo, hasta su deformación o fractura y c) cizalla, es la fuerza interna que desarrolla un cuerpo como respuesta a una fuerza cortante y que es tangencial a la superficie sobre la que actúa.

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