1

TCC: Redução no tempo de setup em uma máquina injetora de

injeção plástica.

Edilson Martins Medeiros Enoc Pereira Brito

Jean Carlos Silva de Oliveira Marco Ayalla Bezerra Paiva

Priscilla Negreiros Silva

Orientador: Valteir Romão

2

Edilson Martins Medeiros

Enoc Pereira de Brito

Jean Carlos Silva de Oliveira

Marco Ayalla Bezerra Paiva

Priscilla Negreiros Silva

REDUÇÃO NO TEMPO DE SETUP NA TROCA DE UM MOLDE DE INJEÇÃO PLÁSTICA

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao

Programa de Pós-Graduação em Lean Manufacturing

do Instituto de Desenvolvimento da Amazônia

(IDAAM) como requisito parcial para a obtenção do

grau de Especialista em Lean Manufacturing.

Orientador: Valteir Romão

MANAUS

2019

3

Dedico este trabalho a todos os mestres que

contribuiram de forma significatica em nossa

formação.

4

RESUMO

Este trabalho irá falar sobre Redução no tempo de setup em uma máquina injetora de injeção

plástica, onde apresentará um estudo de caso da empresa INPLA-CS instalada no município

de Manaus, em relação ao tempo de Setup dos moldes na planta, com intuito de apresentar

melhorias de redução em 20%, atendendo o planejamento e garantindo a entrega da

produção solicitada. Para isso objetiva-se analisar a redução do tempo de setup, com a

finalidade de propor ações que possam realizar melhoria contínua e sanar os problemas. Tal

como realizar a redução no processo de troca de molde de gabinetes de televisão para que

seja mais efetivo para a produção. Será analisado todo processo de injeção, as causas de

aumento do setup através de planilhas e gráficos. Depois de todas analises realizadas buscará

propor ações de melhorias através do uso da ferramenta SMED com intuito de redução do

setup da máquina em estudo. Com a elaboração da ação de melhoria irá ser implantado as

propostas as quais serão apresentados resultados.

Palavras – Chave: Redução; Tempo; Setup; Máquina; Injetora.

5

ABSTRAC

This work will talk about Reduction in setup time in a plastic injection molding machine, where

it will present a case study of the company INPLA-CS installed in the city of Manaus, in relation

to the time of Setup of the molds in the plant, in order to present reduction improvements by

20%, taking into account the planning and guaranteeing the delivery of the requested

production. For this purpose we aim to analyze the reduction of setup time, with the purpose

of proposing actions that can carry out continuous improvement and solve problems. Such as

realizing the reduction in the mold exchange process of television cabinets so that it is more

effective for the production. It will be analyzed every injection process, the causes of increased

setup through spreadsheets and graphics. After all the analyzes performed, it will seek to

propose improvements actions through the use of the SMED tool in order to reduce the setup

of the machine under study. With the elaboration of the improvement action will be

implanted the proposals which will be presented results.

Keywords: Reduction; Time; Setup; Machine; Injector.

6

Sumário

1 Introdução 8

1.1 Objetivo Geral 9

1.1.1 Objetivos Específicos 9

2 Revisão Bibliográfica 10

2.1 Lean Manufacturing 10

2.1.1 Principios da Manufacturing 10

2.1.2 Práticas e Ferramentas Lean Manufacturing 11

2.2 SMED 11

2.3 Máquina Injetora 12

2.3.1 Tipos de Máquinas 13

3 Estudo de Caso 14

3.1 Empresa 14

3.1.1 Missão 14

3.1.2 Valores 14

3.1.3 Visão 14

3.1.4 Departamento injeção plástica 14

3.2 Identificação do Problema 15

4 Melhorias 17

5 Resultados 19

6 Conclusão 20

7 Referências 21

7

LISTA DE FIGURAS

Figura 01: Modelo de Máquina Injetora..................................................................................12

Figura 02: Componentes da Máquina......................................................................................13

Figura 03: Máquina Injetora.....................................................................................................15

Figura 04: Troca de Molde........................................................................................................16

Figura 05: Sequências de atividades.........................................................................................17

Figura 06: Moldelo Pallet..........................................................................................................19

8

1 Introdução

O mercado local tem se tornado cada vez mais exigente. A competitividade no

mercado internacional, além de favorecer a entrada de novas indústria do ramo de

termoplástico, proporcionando a expansão e modernização de empresas estabelecidas no

país. As constante exigências para redução de custo e maior flexibilidade de produtos tem

pressionado os gerente a buscar constante melhorias nos processos e eliminar ao máximo os

desperdícios no processo produtivo. Neste ambiente, máquinas como injetoras de plástico se

mostram muito críticas, pois exigem o manuseio de moldes ou matrizes de grandes dimensões

que podem levar muitas horas para serem trocadas e ajustadas, incidindo assim em uma

grande ineficiência na utilização da máquina.

Atualmente é quase impossível encontrar produtos manufaturados que não tenham

componentes injetados, podemos encontrá-los em peças de automóveis, eletrônicos,

eletrodomésticos, brinquedos, equipamentos médicos, equipamentos para agricultura,

utensílios domésticos, entre outros. Estes produtos podem ser produzidos nos mais variados

tamanhos, desde microcomponentes utilizados em relógios até para-choques para

automóveis e entre outros.

Lean Manufacturing é uma metodologia utilizada para criar um sistema de produção

altamente adaptável às demandas do mercado, baseando-se na busca pela eliminação total

de desperdícios e maximização de atividades que agregam valor e benefícios (NAWANIR et al.

2013). É definido como um sistema de produção integrado destinado a maximizar a

capacidade e reutilização, diminuir os estoques e a variabilidade do processo produtivo por

meio, principalmente, da eliminação de desperdícios (VINODH; ARAVINDRAJ, 2013).

O trabalho irá abordar um estudo de caso na empresa INPLA-CS instalada no município

de Manaus, em relação ao tempo de Setup dos moldes na planta, com intuito de apresentar

melhorias de redução em 20%, atendendo o planejamento e garantindo a entrega da

produção solicitado. Com objetivo de proporcionar a aplicação práticas dos conhecimentos

recebidos, desenvolver a capacidade de analisar situações e propor soluções, desenvolver o

espírito do trabalho em equipe e de liderança.

9

1.1 Objetivo Geral

Analisar redução do tempo de setup, com a finalidade de propor ações que possam

realizar melhoria contínua e sanar os problemas. Tal como realizar a redução no processo de

troca de molde de gabinetes de televisão para que seja mais efetivo para a produção.

1.1.1 Objetivos Específicos

- Analisar todos os processos de injeção;

- Identificar as causas de aumento setup;

- Propor ação de melhoria;

- Implantar as ações propostas.

10

2 Revisão Bibliográfica

2.1 Lean Manufacturing

Em suma, Lean Manufacturing pode ser entendido como “produção magra” porque

usa “menos de tudo” comparativamente ao sistema de Produção em Massa. Metade do

esforço humano, metade do espaço na fábrica, metade do investimento em ferramentas e

metade do tempo. Também necessita de menos produtos em stock resultando em menos

defeitos na linha produtiva produzindo mais e melhor (HOLWEG, 2007).

Lean Manufacturing inicialmente surgiu na indústria, considerado um sistema de

gestão, produção e qualidade, assim de acordo com Pinto (2006), é uma abordagem inovadora

às práticas de gestão, orientado a sua ação para a eliminação gradual das fontes de

desperdício, através de abordagens e procedimentos simples, procurando a perfeição dos

processos, sustentada numa atitude de permanente insatisfação e de melhoria continua, e

fazendo do “tempo” uma arma competitiva.

Sua aplicação na redução de tempos improdutivos, objetiva-se em aumentar a

produtividade e o lucro das empresas, reduzindo o tempo entre o pedido e entrega do

produto final ao cliente. Segundo Taktica (2008), “O Lean é um sistema integrado de

princípios, técnicas operacionais e ferramentas que levam à incessante busca pela perfeição

na criação de valor para o cliente”.

2.1.1 Princípios do Lean Manufacturing

O sistema Lean Manufacturing possui cinco princípios básicos que tem como objetivo

tornar as empresas mais flexíveis e capazes de responder com mais rapidez ás necessidades

do mercado.

Estes princípios são:

Determinar precisamente o valor por produto específico, que é o ponto de partida e

deve ser definido segundo as perspectivas dos clientes finais. O pensamento enxuto,

portanto, deve começar com uma tentativa consciente de definir precisamente valor

em termos de produtos específicos com capacidades especificas oferecida a preços

específicos através do diálogo com clientes específicos (Womack e Jones, p.8).

Identificar a cadeia de valor para cada produto, que é o conjunto de todas as atividades

para se levar um produto específico a passar pelas tarefas de desenvolvimento, de

gerenciamento da informação e da transformação física.

Fazer o valor fluir sem interrupções que é necessário fazer com que as etapas que

criam valor fluam. Isso exige uma mudança de mentalidade, o produto e suas

necessidades devem ser o foco, e não as máquinas e equipamentos, o objetivo é

reduzir as atividades que não agregam valor.

11

Deixar que o cliente puxasse o valor do produto, que consiste em fazer com que o

cliente (interno ou externo) precisa no momento certo, fazendo com que o produto

seja “puxado” quando necessário isso minimiza os desperdícios encontrados nos

sistemas empurrados.

Buscar a perfeição, ou seja, fazer os quatro princípios anteriores interagirem em um

processo contínuo na eliminação dos desperdícios.

2.1.2 Práticas e Ferramentas do Lean Manufacturing

Algumas práticas comumente encontradas no sistema Lean Manufacturing necessitam

de condições específicas para que possam ser implantadas, já outras podem ser implantadas

facilmente em quaisquer ambientes de manufatura. Algumas dessas práticas e ferramentas

do sistema Lean são (Petrônio, 2005 p.462):

Células de Manufatura;

Colaboradores Multifuncionais;

Produção Puxada;

Balanceamento de Produção;

Mapeamento do Fluxo de Valor;

Nivelamento da Produção;

Poka-Yoke;

Manutenção Produtiva Total, entre outros.

2.2 SMED (Single Minute Exchange of Die)

O SMED (Single Minute Exchange of Die), é uma metodologia desenvolvida por Shigeo

Shingo no Japão entre os anos de 1950 e 1960 e tem como principal objetivo o de redução do

tempo de setup de máquinas ou de linhas de produção.

O desenvolvimento do conceito SMED – Single Minute Exchange Die levou 19 anos

para ser concluído, sendo descrito por Shingo a partir de três experiências: em 1950 na planta

Mazda da Toyo Kogyo em Hiroshima, em 1957 no estaleiro da Mitsubishi Heavy Industries

também em Hiroshima e em 1969 na planta principal da Toyota Motor Company. Segundo

Shingo, os aspectos finais da metodologia foram estimulados a pedido da Toyota, quando de

sua experiência de 1969 nos trabalhos para redução de tempo de Setup de quatro horas para

noventa minutos em uma prensa de 1000 tonel adas.

A metodologia que pode ser traduzida por troca rápida de ferramenta em um digito

de minuto, propõe que os setups sejam realizados em até 10 minutos, tempo possível de ser

atingido a partir da racionalização das tarefas realizadas pelo operador da máquina. Shingo,

descreve o nascimento da metodologia SMED a partir da observação crítica sobre os

procedimentos que envolviam prensas de estampagens da planta da Mazda da Toyo Kogyo

em Hiroshima no ano de 1950, Relata que um operário gastou mais de uma hora para

providenciar um parafuso que faltava para montar a matriz, e que ele havia pego um parafuso

12

mais comprido de uma outra máquina, cortado e feito nova rosca. Shingo entendeu então que

era inadmissível parar a operação de uma prensa de 800 toneladas por causa de um parafuso,

e estabelece um procedimento para o setup externo, ou seja, verificar se os parafusos

necessários estavam prontos para o próximo.

As técnicas desenvolvidas pela Toyota (Ohno) e o SMED (Shingo) iniciam-se no período

pós-guerra e são aperfeiçoadas lentamente. Dois pontos de referência nessa cronologia

podem ser considerados os anos de 1962, quando a Toyota consegue finalmente estabelecer

o Kanban em toda a empresa, e o ano de 1969, quando Shingo formaliza a metodologia SMED.

Obviamente o que hoje conhecemos por Sistema Toyota de Produção (Lean Manufacturing)

não parou de evoluir e se difundir mundo afora, bem como a própria metodologia de Shingo

que se tornou alvo de freqüentes estudos. Como a característica da metodologia SMED é a

redução sistemática dos tempos de setup, vai ao encontro do Kanban que é a fabricação em

pequenos lotes, e que tem como características a realização de um maior número de setups.

2.3 Máquina Injetora

Máquina injetora tem como fonte de energia a eletricidade e também a hidráulica.

Além de fazer o molde funcionar, a máquina injetora também possui outras funções como:

ativar componentes elétricos, hidráulicos ou pneumáticos do molde, converter o polímero

(plástico) do estado sólido para um ponto de fusão específico, controlar a temperatura do

molde, injetar o plástico dentro do molde para se obter o produto final.(GIANACCINI, 2017).

Figura 01: Modelo de Máquina Injetora

Fonte: plasticovirtual.com.br

As três etapas básicas da moldagem de termoplásticos por injeção são (CEFET-AM,

2004);

Plastificação: para tornar o material plástico capaz de ser conformado.

Preenchimento, Pressurização e Recalque: para que o material complete a cavidade

do molde, seja comprimido até alcançar a densidade correta e mantenha-se

pressionado contra as paredes do molde, reproduzindo sua forma.

13

Resfriamento: para que o material solidifique dentro do molde, estabilizando a forma

conseguida durante o recalque.

A moldagem por injeção consiste em um processo CÍCLICO (repetição a cada formação

de peça), onde os materiais plásticos (grãos ou pó) são aquecidos até a sua PLASTIFICAÇÃO

(amolecimento) e assim, INJETADOS (empurrados para dentro de um molde relativamente

frio cuja cavidade tem a forma do produto desejado). O processo posterior consiste na

abertura do molde que proporcionará a EXTRAÇÃO da peça.

Na figura 02 nota-se os principais componentes que formam uma máquina injetora.

Figura 02: Componentes da máquina injetora

Fonte: C-MOLD DESIGN GUIDE, 1991

2.3.1 Tipos de máquinas Existem três tipos de máquinas (SENAI, 2004):

Manual – Cada etapa do ciclo de moldagem é comandada pelo operador.

Semi-automatica – Todas as etapas do ciclo de moldagem são realizadas

automaticamente, porém início de um novo ciclo só se dá pelo comando do operador.

Automática - Todas as etapas do ciclo de moldagem são realizadas automaticamente,

havendo o início de um novo ciclo sem a necessidade de comando do operador. O

equipamento só paralisa a operação se houver uma intervenção ou condição de

alarme no processo.

14

3 Estudo de Caso

3.1 Empresa

INPLA-CS, localizada na Avenida Torquato Tapajós na cidade de Manaus, Amazonas,

atua no mercado desde de 2012, na fabricação de plasticos, no segmento de plásticos para

indústria de eletrônicos, gabinetes de tv. A empresa busca a utiliza tecnologias de última

geração e treinamento constante, como base de um crescimento sustentável.

A empresa não se restringe apenas à injeção plástica, realiza também pintura

robotizada, gravação, montagem e sub-montagem, ferramentaria de automação próprios

para melhorar a produtividade e eficiência dos processos.

3.1.1 Missão

Produzir com alta qualidade e confiabilidade atendendo e superando os requisitos dos

seus clientes.

3.1.2 Valores

Integridade. Condição para nosso trabalho.

Excelência. Nosso compromisso.

Confiança. Base para nossos relacionamentos.

Competência. Garantia de sobrevivência.

Ética. Permeiam nossa conduta e ação.

3.1.3 Visão

Ser a empresa líder regional no seguimento de produção de plásticos, reconhecida pela

excelência de seus processos e recursos humanos.

O objetico do trabalho será no departamento de injeção de termoplásticos e a

atividade de SETUP das injetoras.

3.1.4 Departamento de injeção plástica

O departamento de injeção de termoplástico possui dezessete máquinas injetoras em

atividade e quatro em processo de instalação da fabricante FCS, classificadas por capacidade

de carga.

O departamento possui mais de 80 moldes e alguns são raramente utilizados. Os

moldes ativos são os que fazem parte do processo produtivo da empresa onde existe uma

programação que determina a ordem de produção onde é informado qual a máquina que vai

ser utilizada e o processo.

15

Capacidade Quantidade

100 Ton 3

125 Ton 1

200 Ton 4

250 Ton 4

350 Ton 5

450 Ton 3

600 Ton 1

Planilha 01: Capacidade de Carga Fonte: Próprio Autor

Atualmente o setor produz cerca de 300.000 a 600.000 peças/mês, onde fazem

utilização de robô para fazer a extração das peças dos moldes, o processo de injeção engloba

o processo de injeção mais o processo de tampografia. A movimentação dos molde é usado

ponte rolante.

3.2 Identificação do Problema

Analisou-se o método utilizado no processo de setup na troca de molde em uma

máquina injetora (figura 03), em relação as atividades e tempo de execução, como mostra a

planilha 02.

Figura 03: Máquina Injetora Fonte: Próprio Autor

16

SETUP DOS MOLDES NA MÁQUINA INJETORA

Item Atividade Tempo por minuto

1 Corte de Material de Limpeza 20

2 Tempo de Estufagem de resina 240

3 Resfriamento do molde 30

4 Transporte do molde (a ser trocado) 2

5 Retirada das Mangueiras de Refrigeração 20

6 Colocação dos olhais do molde 1

7 Retirada das garras (manual) do molde 20

8 Retirada do molde da máquina injetora 15

9 Instalação (centralização) do molde na injetora 25

10 Aperto das garras (manual) 15

11 Instalação das mangueiras de refrigeração 16

12 Finalização do Setup (peças aprovadas) 10 Planilha 02: Atividades por Minuto

Fonte: Próprio Autor

Nota-se que o processo de setup dos moldes na maquina injetora apresentou uma

média de 414 minutos de atividades, pois toda a movimentação, não tem um planejamento,

uma programação que contemple uma sequência. figura 04 mostra a troca de molde na

máquina injetora.

Figura 04: Troca de Moldes

Fonte: Próprio Autor

Observa-se que existe necessidade de melhorias devido à dificuldade para estabilizar

o processo atual existente na empresa.

17

4 Melhorias

Após identificar dificuldades na máquina injetora da empresa, em relação ao setup,

buscou-se através da metodologia SMED, apresentar melhorias de redução em 20%,

atendendo o planejamento e garantindo a entrega da produção solicitada. O gráfico 01

mostra o tempo atual e o com a reduçao estimada.

Gráfico 01: Setup do tempo atual e esperado

Fonte: Próprio Autor

Assim essa melhoria busca a redução do tempo de setup da máquina injetora sem fazer

grandes investimentos. A figura 05 mostra a sequencia de atividades, inicialmente foi feito

um planejamento em relação a metodologia a ser aplicada nesse processo, em seguida foi

elaborado um checklist para facilitar a execução das tarefa, com mais organização, assim

passar os operadores orientação, consciencia do que é necessário, realizando suas tarefas com

mais qualidade.

18

Figura 05: Sequencia de Atividades

Fonte: Próprio Autor

A seguir é apresentado o checklist de atividades:

1. Limpar a superficie do molde a ser retirado da máquina, com pano limpo e

desengraxante;

2. Passar protetivo anti-corrosão na superficie do molde;

3. Retirar água das mangueiras e desconectá-las do molde;

4. Fechar o molde;

5. Desconectar os cabos de alimentação eletrica da câmara quente;

6. Pegar a ponte rolante para cima da máquina, enroscar os olhais ao molde e prende-lo

à ponte rolante;

7. confirmar se o canhão de injeção está recuado;

8. Soltar as garras hidráulicas do molde;

9. Içar o molde para fora da máquina;

10. Içar e posicionar o novo molde com a máquina;

11. Centralizar o molde com a máquina, do lado fixo e alinhá-lo com nível;

12. Usar o painel da máquina, para puxar o programa de regulagem do modelo a ser

produzido;

13. Conectar os cabos de alimentação

14. Conectar os cabos de alimentação elétrica da câmara quente;

15. Içar e guardar o molde da produção anterior, no Rack Mold, conforme sua Posição e

localização.

Além disso, foi feito um registro sobre as trocas de moldes realizadas como uma forma

de perceber quais estão sendo mais rápidas e quais são mais demoradas. Assim, foi possível

avaliar o que estava causando a demora para a conclusão da tarefa em questão. Foi realizado

também a capacitação dos operadores, para otimizar o processo de setup.

Planejamento Checklist Capacitação

19

5 Resultados

Após o planejamento e aplicação do checklist observou-se que o molde é levado e

colocado em um pallet ao lado da máquina, diminuido o tempo de setup. Conforme mostra

a figura 06 abaixo.

Figura 06: Molde – Pallet Fonte: Próprio Autor

O objetivo foi alcançado, após realizar todo o planejamento das atividades, analisou-

se que os processos e ferramentas utilizadas na troca de molde, onde foi sanado os problemas

como redução de tempo no processo de troca de molde, tornando a máquina mais efeitiva

para produção, como mostra o gráfico 02.

Gráfico 02: Objetivos Alcancados

Fonte: Autor Próprio

20 240 302

201

20 15 25 15 1610

15 190 25 1 15 1 15 10 20 10 10 10

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

Objetivos Alcançados

Antes Alcançado

20

6 Conclusão

A redução do tempo de setup é condição necessária para diminuir o custo unitário de

preparação. Tal redução é importante pelo custo de setup é alto, os lotes de fabricação

tendem a ser grandes, aumentando o investimento em estoques, as técnicas mais rápidas e

simples de troca de ferramentas diminuem a possibilidade de erros na regulagem dos

equipamentos e a redução do tempo de setup resultará em aumento do tempo de operação

do equipamento.

Diante disso foi proposto reduzir em 20% o tempo de Setup dos moldes na planta da

fábrica INPLA-CS, instalada no município de Manaus, atendendo o planejamento e garantindo

a entrega da produção solicitado. Para isso foi apresentado o método atual utilizado no

processo de setup, os métodos para reduzir o tempo, e apresentado o desempenho antes e

depois da implantação do método.

Os objetivos propostos nesse trabalho foram alcançados com exito, a máquina a qual

foi proposto a reduçao de tempo, atualmente funciona com 20% do tempo de quando foi

realizado o estudo de caso, dessa forma pode-se conclui que os levantamentos e elaboração

deste trabalho foi de grande aprendizado, somando para a formação do curso em andamento

assim como profissionais da área.

21

7 Referências

HARADA, Júlio. Moldes para injeção de termoplásticos – projetos e princípios básicos. 1a. Ed.,

São Paulo: Artliber Editora, 2004.

GIANACCINI, Thiago. O que é uma máquina injetora? 2017. Disponível em:

https://www.infocadu.com/o-que-e-uma-maquina-injetora/Acesso em 24 de maio de 2019.

HOLWEG, M. “The genealogy of lean production”. Journal of Operations Management, 2007

420-437.

PINTO, João P. Novas Oportunidades. Exame, setembro 2006, p.24.

TAKTICA. Consultoria. O que Lean. Alphaville, Campinas: Ed. Business Center I, 2008.

Disponível em: <http:www.taktica.com.br>. Acesso em: 23 de maio de 2019.

WOMACK, J. P., Jones D. T."A Mentalidade Enxuta", Rio de Janeiro, Editora Campus,1998.

VIRTUAL, Plástico. Como funciona uma máquina injetora? 2017. Disponível em:

https://plasticovirtual.com.br/como-funciona-uma-maquina-injetora/Acesso em: 30 de maio

de 2019.