Definizione dell’oggetto di studio

Questa fase preliminare del Design of Experimants ha lo scopo di identificare le quote critiche per la funzionalità del MLL per focalizzare su di esse lo sviluppo dell'esperimento, e di effettuare un'analisi di varianza fra le cavità dello stampo per valutare quali siano quelle più significanti.

Figura 5.1 Connettore MLL, ISO 80369-7

Capitolo 5 Design Of Experiments applicato al processo di stampaggio dei novi connettori Luer Lock Quote critiche

La quota selezionata per lo sviluppo del DOE è la Quota A, che rappresenta il diametro esterno del connettore, ed essendo la quota di dimensione maggiore è anche la più affetta dalle variazioni dei parametri del Processo.

Analisi della varianza tra le cavità dello stampo

Grazie a questa analisi siamo in grado di identificare le\la cavità più significative per lo sviluppo dell’esperimento. L’analisi della varianza si sviluppa in quattro fasi:

Test di normalità sui dati ottenuti dalla popolazione di componenti stampati con i

parametri a livello massimo insieme a quelli stampati con i parametri a livello minimo. Il test si sviluppa su una popolazione di 24 componenti, ottenuti da 6 stampate.

Capitolo 5 Design Of Experiments applicato al processo di stampaggio dei novi connettori Luer Lock

Il valore del p-Value ottenuto risulta > 0,1, maggiore del valore accettato per questo test (0,05): la condizione di normalità è pertanto verificata ed è possibile, quindi, proseguire con il test di equal variance.

Test For Equal Variance, che ci permette di valutare se la varianza tra le diverse cavità è

uniforme, anche in questo caso il test si sviluppa su una popolazione di 24 componenti, ottenuti da 6 stampate.

Test for Equal Variances: Quota A versus Cavità

Method

Null hypothesis All variances are equal

Alternative hypothesis At least one variance is different Significance level α = 0,05

Bartlett’s method is used. This method is accurate for normal data only.

95% Bonferroni Confidence Intervals for Standard Deviations Cavità N StDev CI

1 6 0,0018726 (0,0010398; 0,0062226) 2 6 0,0030126 (0,0016728; 0,0100109) 3 6 0,0015733 (0,0008736; 0,0052280) 4 6 0,0026090 (0,0014487; 0,0086697)

Capitolo 5 Design Of Experiments applicato al processo di stampaggio dei novi connettori Luer Lock Individual confidence level = 98,75%

Tests Test

Method Statistic P-Value Bartlett 2,35 0,502

Il valore del p-Value ottenuto è 0,502, maggiore del valore accettato per questo test (0,05): questo verifica la condizione di distribuzione uniforme della variabilità tra le diverse cavità

One-way Anova test, per verificare se esistono differenze statisticamente rilevanti tra i

componenti prodotti dalle diverse cavità.

One-way ANOVA: Quota A versus Cavità

Method

Null hypothesis All means are equal

Alternative hypothesis At least one mean is different Significance level α = 0,05

Equal variances were assumed for the analysis.

Figura 5.4 Test for Equal Variance

4 3 2 1 0,010 0,008 0,006 0,004 0,002 0,000 P-Value 0,502 Bartlett’s Test C av it à

95% Bonferroni Confidence Intervals for StDevs

Capitolo 5 Design Of Experiments applicato al processo di stampaggio dei novi connettori Luer Lock Factor Information

Factor Levels Values Cavità 4 1; 2; 3; 4

Analysis of Variance

Source DF Adj SS Adj MS F-Value P-Value Cavità 3 0,000447 0,000149 27,23 0,000 Error 20 0,000109 0,000005 Total 23 0,000556 Model Summary S R-sq R-sq(adj) R-sq(pred) 0,0023380 80,33% 77,38% 71,68% Means

Cavità N Mean StDev 95% CI 1 6 1,00539 0,00187 (1,00340; 1,00738) 2 6 0,99420 0,00301 (0,99220; 0,99619) 3 6 1,00249 0,00157 (1,00050; 1,00448) 4 6 1,00373 0,00261 (1,00174; 1,00572) Pooled StDev = 0,00233796

Il valore del p-value, ottenuto dal test Anova, è <0,05, questo significa che esistono differenze statisticamente rilevanti tra le diverse cavità.

Tukey test, che ci permette di verificare eventuali raggruppamenti (cluster) tra le diverse

Capitolo 5 Design Of Experiments applicato al processo di stampaggio dei novi connettori Luer Lock Dai risultati del test di Tukey emerge una suddivisione delle cavità in due gruppi distinti, il gruppo A, di cui fanno parte le cavità 1,4 e 3, ed il gruppo B di cui fa parte solamente la cavità 2; risulta inoltre evidente che le cavità con i valori, della quota critica analizzata (quota A), più distanti e quindi le cavità più significative per il DOE sono la 1 e la 2.

5.2 Progettazione del piano sperimentale

Il Design of Experiments ha lo scopo di determinare una configurazione dei parametri di stampaggio in grado di ottimizzare il processo in termini di qualità del prodotto, e di valutarne l’influenza all’interno del processo.

Per lo studio, si è scelto di utilizzare un disegno fattoriale a 2 livelli frazionato (½ fraction), considerando 5 variabili in ingresso, per un totale di 16 prove:

𝑛° 𝑑𝑖 𝑟𝑢𝑛𝑠 = 2𝑘 = 25−1= 16

Il numero di ripetizioni che dovranno essere effettuate per ciascuna configurazione dell’esperimento sono state determinate con il tool Power & Sample Size di Minitab:

Capitolo 5 Design Of Experiments applicato al processo di stampaggio dei novi connettori Luer Lock Che suggerisce di effettuare due ripetizioni per ogni configurazione, per un totale di 32 prove.

I fattori che si è scelto di analizzare sono: • Temperatura di Iniezione;

• Temperatura acqua di raffreddamento; • Post pressione;

• Tempo di raffreddamento; • Velocità di iniezione.

Ciascun fattore è stato definito nei suoi valori massimi e minimi, come si può vedere in tabella:

Factors of Process Units Low Level High Level

Temperatura iniezione °C 265 275

Temperatura acqua raffreddamento °C 35 45

Post pressione bar 130 180

Tempo di raffreddamento s 5 11

Velocità di iniezione mm/s 10 18

Sono state analizzate tutte le possibili combinazioni dei livelli dei cinque fattori, con un design frazionario (½ fraction), per un totale di 16 esperimenti; grazie al tool Power & Sample Size, è stato deciso di effettuare due ripetizioni per ciascun esperimento per un totale di 32 run; le ripetizioni permettono di eliminare l’effetto dei fattori esterni che solitamente influenzano il processo nel breve termine.

Per ciascun esperimento è stata misurata le quota A delle due cavità, la 1 e la 2, che erano risultate le più rilevanti per lo studio del processo, in quanto rappresentano le condizioni più estreme del processo.

Capitolo 5 Design Of Experiments applicato al processo di stampaggio dei novi connettori Luer Lock La seguente tabella mostra il design completo delle prove sviluppate: