Schwaig, julho de 2024 – A renomada fabricante suíça de ferramentas manuais — a PB Swiss Tools AG — instalou recentemente uma das soluções de injeção de plásticos mais inovadoras nas suas instalações de produção na Suíça. Concebido para aumentar a produtividade e maximizar a precisão de fabrico, o sistema totalmente automatizado confirma a experiência da Sumitomo (SHI) Demag na conceção de células de moldagem multicomponentes altamente complexas.
Fruto de um esforço totalmente colaborativo, a célula inclui uma máquina de injeção de plásticos IntElect de 350 toneladas, eficiente e economizadora de energia. Equipada com a mais recente tecnologia de moldagem multicomponente da empresa, é capaz de moldar três materiais diferentes, incluindo MuCell para a parte interna do cabo da ferramenta. Seguindo um processo de quatro etapas, a célula utiliza um robô ABB de 6 eixos acoplado a um sistema de acionamento de placa indexadora para rodar, posicionar e retirar o componente de forma contínua após a conclusão de cada fase de sobremoldagem. A aceitação da instalação em Schwaig teve lugar no final de maio de 2024, seguida da entrega na Suíça em julho. A entrada em funcionamento está prevista para o final de agosto.
Pioneiros na adoção de tecnologia
A PB Swiss Tools é considerada um «cliente de referência» na Suíça, relata Urs Kocher, gestor de projeto da MAPAG Maschinen AG, de Berna, a empresa que representa a Sumitomo (SHI) Demag na Suíça. «Estamos imensamente orgulhosos por termos apoiado um cliente tão prestigiado. Isto só foi possível graças ao trabalho árduo e aos esforços diligentes de todas as partes envolvidas — desde o planeamento do projeto até à implementação e entrega ao cliente. A Sumitomo (SHI) Demag conseguiu disponibilizar a sua experiência como líder de destaque em máquinas de injeção de plásticos totalmente elétricas, tecnologia multicomponente, aplicações especiais e automação», acrescenta Kocher.
A linha de produção é o epítome da flexibilidade. Além de fabricar novas pegas com formato ergonómico para novos produtos, a linha também é capaz de produzir uma ampla variedade de tamanhos de pegas a partir do portfólio de produtos existente da PB Swiss Tools. Na maioria dos produtos, a parte interna do cabo é moldada utilizando a tecnologia de espuma MuCell para reduzir o peso e aumentar a estabilidade dimensional. O núcleo do cabo é, em seguida, sobremoldado com um material rígido para aumentar a estabilidade e a resistência. O processo termina com a aplicação de uma sobremoldagem de TPE para proporcionar aos utilizadores um aperto mais suave e ergonómico. Através do reconhecimento por pinças, cada fase do processo de sobremoldagem seleciona as instruções corretas dos dados da ferramenta e o peso da injeção do material. Só isto já constituía um desafio complexo de resolver, devido à configuração da ferramenta de moldagem e à variedade de polímeros utilizados.
No centro da célula de produção totalmente fechada encontra-se uma máquina IntElect 350/830-1100H-450L-450Y. Proporcionando a máxima precisão com movimentos paralelos e dinâmicos, o amplo espaço do molde, combinado com uma elevada distância entre colunas, otimiza o espaço de trabalho. «Em princípio, existem quatro estações de moldagem e sobremoldagem», explica Klaus Rahnhöfer, Engenheiro Sénior de Desenvolvimento de Negócios da área de Automação e Robótica na Sumitomo (SHI) Demag. O Sr. Rahnhöfer é um especialista reconhecido em tecnologia multicomponente, com uma vasta experiência em engenharia de ferramentas e mecânica, além de soluções de automação integradas. Tanto Kocher como Rahnhöfer conceberam e executaram o projeto do início ao fim.
O processo em várias etapas
Na primeira estação, no lado operacional da célula de produção, o núcleo central do cabo da ferramenta é fabricado utilizando a técnica de espumação MuCell. Quando a ferramenta se abre, o ejetor avança e levanta a placa, rodando-a 90 graus no sentido anti-horário. O ejetor recua e a ferramenta fecha-se. «As peças são colocadas na estação seguinte através da retração da placa de indexação», explica Rahnhöfer.
A segunda estação é a unidade de injeção em L. Esta está localizada na parte inferior da ferramenta. Aqui, os núcleos internos do punho são sobremoldados com um material mais duro para aumentar a estabilidade e a resistência. Após a abertura, o ejetor avança e levanta a placa, rodando-a mais 90 graus no sentido anti-horário, regressa e fecha novamente a ferramenta.
A terceira estação é a unidade de injeção em Y. Aqui, é aplicado à pega do produto um componente macio feito de TPE para altos binários de preensão. Por fim, na quarta estação, cada peça é retirada por um acionamento de machos hidráulicos e um raspador. Esta fase situa-se na parte superior da matriz, onde não existem inserções contornadas. Isto permite que a matriz permaneça fechada, para que os três processos de injeção de plásticos possam continuar a decorrer sem interrupções. «As pegas são montadas em ambos os lados das suas colunas, para que possam ser desmoldadas e removidas pelo robô», esclarece Rahnhöfer.
Conceção exclusiva para um tempo de ciclo reduzido
Graças ao design eficiente, em que a remoção do produto ocorre em simultâneo com os processos de sobremoldagem, o tempo de ciclo total é reduzido em cerca de cinco segundos. «Isto é verdadeiramente espetacular», observa Rahnhöfer.
Referindo-se a outras características especiais do projeto, Rahnhöfer chama a atenção para o posicionamento individual de cada fase de injeção, explicando: «Para simplificar a troca do parafuso, optámos intencionalmente por dispor as três unidades de injeção horizontalmente, a segunda (L) num ângulo de 90 graus e a terceira (Y) num ângulo de 40 graus.»
Para dar resposta a outro potencial desafio — a altura do teto de 3,3 metros no pavilhão de produção —, foi selecionado um robô ABB de 6 eixos da S.A.R. Isto permitiu à equipa de conceção colocar o robô numa base mais elevada, permitindo-lhe ultrapassar as barras da máquina de injeção de plásticos, retirar o produto por cima e colocar as peças acabadas numa correia transportadora, confirma Rahnhöfer. «Ao mesmo tempo, tivemos em conta o portfólio de produtos existente da empresa, garantindo que o sistema e o robô fossem compatíveis para o manuseamento e sobremoldagem de todas as gamas», acrescenta o especialista em automação.
Precisão garantida
A PB Swiss Tools fabrica ela própria as pinças para os cabos das ferramentas, adaptando-as aos diferentes tamanhos de SKU. «Cada novo tamanho de pinça requer três pares de novos insertos. O fabricante de ferramentas fez aqui um excelente trabalho», afirma Klaus Rahnhöfer, salientando que, em combinação com a precisão de moldagem em máquinas totalmente elétricas, isso ajuda a reduzir o desperdício de material. «Uma vez que o projeto envolve muitas variantes de produto, são necessárias inúmeras trocas de insertos e pinças. A elevada precisão é essencial para manter o desperdício inicial o mais baixo possível», resume.
A série IntElect é reconhecida por oferecer elevada precisão e eficiência. Muito disso pode ser atribuído aos servomotores da empresa, que são concebidos e fabricados internamente pela Sumitomo (SHI) Demag. A dosagem é totalmente elétrica para garantir o mais elevado grau de precisão. O design da máquina apresenta também um sistema exclusivo de tração automática das barras de ligação no lado operacional. «Os guinchos das barras de ligação são normalmente utilizados apenas em máquinas hidráulicas; no entanto, adaptámo-los para se adequarem às nossas máquinas totalmente elétricas», relata Rahnhöfer. Além disso, o servomotor do acionamento de indexação foi integrado no sistema de controlo.
«A precisão da máquina de injeção de plásticos totalmente elétrica foi um fator importante», confirma Mathias Gerber, Diretor de Engenharia de Plásticos da PB Swiss Tools. No entanto, um bom serviço e tecnologias inovadoras que respondessem a todos os requisitos da empresa foram fatores decisivos na escolha da Sumitomo (SHI) Demag. «Contactámos vários fabricantes de máquinas, mas a solução de Schwaig foi, de longe, a melhor», confirma ele, «graças à remoção a partir da quarta posição no molde fechado, poupamos tempo de ciclo, o que, em última análise, nos proporcionará um retorno do investimento mais rápido. A utilização de um sistema de indexação em vez de robôs foi também uma vantagem convincente que levou a nossa equipa de gestão a apoiar este investimento», acrescenta Gerber.
O entusiasmo por este projeto espalhou-se por toda a fábrica. Urs Wespi, Diretor de Produção na fábrica de injeção de plásticos da PB Swiss Tools, relata: «Décadas de experiência a trabalhar com tecnologia instalada pela Sumitomo (SHI) Demag e pela agência MAPAG enchem-me de confiança. As máquinas não são propensas a avarias. No entanto, quando é necessário apoio, o serviço prestado pela equipa é sempre excelente. Se algum problema não puder ser resolvido através do apoio por telefone, um técnico de assistência chega no prazo de 24 horas. Poucos fabricantes de maquinaria são tão recetivos.»
Acompanhando este compromisso intransigente com a qualidade, o fabricante suíço de ferramentas afirma que não é por acaso que «trabalha com os melhores». Tal como a Sumitomo (SHI) Demag, é este desenvolvimento constante para satisfazer os mais elevados requisitos dos seus utilizadores que os motiva. A PB Swiss Tools produz anualmente cerca de 13 milhões de ferramentas manuais profissionais e dispositivos médicos, todos desenvolvidos e fabricados na Suíça. Muitos dos seus 3 000 produtos, concebidos ergonomicamente, vêm com garantia vitalícia.