Schwaig, julho de 2024 - O renomado fabricante suíço de ferramentas manuais - PB Swiss Tools AG - instalou recentemente uma das mais inovadoras soluções de injeção de plásticos nas suas instalações de produção na Suíça. Concebido para aumentar a produtividade e maximizar a precisão de fabrico, o sistema totalmente automatizado valida a experiência da Sumitomo (SHI) Demag na engenharia de células de moldagem altamente complexas e multicomponentes.
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, pode moldar três materiais diferentes, incluindo MuCell para a parte interior do punho da ferramenta. Seguindo um processo de quatro etapas, a célula utiliza um robô de 6 eixos da ABB acoplado a um acionamento de placa de índice para rodar, apresentar e remover o componente sem problemas após a conclusão de cada etapa de sobremoldagem. A aceitação da fábrica em Schwaig teve lugar no final de maio de 2024, seguida da entrega na Suíça em julho. O comissionamento está previsto para o final de agosto.
Adoptantes precoces de tecnologia
A PB Swiss Tools é vista como um "cliente farol" na Suíça, relata Urs Kocher, Gestor de Projectos da MAPAG Maschinen AG, 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 foi capaz de fornecer a sua experiência como líder proeminente em máquinas de injeção de plásticos totalmente elétricas, tecnologia multicomponente, aplicações especiais e automação", acrescenta Kocher.
A linha de produção é um exemplo de flexibilidade. Para além de fabricar novos punhos de formato ergonómico para novos produtos, a linha também é capaz de fabricar uma grande variedade de tamanhos de punhos do atual portfólio de produtos da PB Swiss Tools. Para a maioria dos produtos, a parte interna do cabo é moldada usando a tecnologia de espuma MuCell para reduzir o peso e aumentar a estabilidade dimensional. O núcleo do cabo é depois sobremoldado com um material rígido para aumentar a estabilidade e a resistência. O processo termina com a aplicação de uma sobremoldagem em TPE para dar aos utilizadores uma pega mais macia e ergonómica. Utilizando o reconhecimento da pinça, cada fase do processo de sobremoldagem selecciona as instruções correctas dos dados da ferramenta e o peso da injeção de material. Só isto já era um desafio complexo devido à configuração da ferramenta de molde e à variedade de polímeros utilizados.
No centro da célula de produção totalmente fechada está uma máquina IntElect 350/830-1100H-450L-450Y. Proporcionando a máxima precisão com movimentos paralelos e dinâmicos, o grande espaço do molde, combinado com a elevada folga dos tirantes, optimiza o ambiente de trabalho. "Em princípio, existem quatro estações de moldagem e sobremoldagem", explica Klaus Rahnhöfer, Engenheiro Sénior de Desenvolvimento Comercial de Automação e Robótica da Sumitomo (SHI) Demag. O Sr. Rahnhöfer é um especialista comprovado em tecnologia multicomponente, com uma vasta experiência em engenharia mecânica e de ferramentas, para além de soluções de automação integradas. Tanto a Kocher como a Rahnhöfer conceberam e executaram o projeto do início ao fim.
O processo em várias etapas
Na estação um, no lado operacional da célula de produção, o núcleo central do punho da ferramenta é fabricado utilizando a técnica de espumação MuCell. Quando a ferramenta abre, o ejetor avança e levanta a placa, rodando-a 90 graus no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio. O ejetor regressa e a ferramenta fecha. "As peças são colocadas na estação seguinte, retraindo a placa de índice", 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, roda-a mais 90 graus no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, regressa e fecha novamente a ferramenta.
A terceira estação é a unidade de injeção em Y. Aqui, um componente macio feito de TPE para binários de aperto elevados é aplicado à pega do produto. Por fim, na quarta estação, cada peça é descarnada por um puxador hidráulico de núcleo e raspador. Esta fase está localizada na parte superior da ferramenta do molde, onde não existem inserções de contorno. Isto permite que o molde permaneça fechado 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 lombadas para que possam ser retiradas e removidas pelo robot", esclarece Rahnhöfer.
Design único para reduzir o tempo de ciclo
Graças ao design eficiente, em que a remoção do produto ocorre ao mesmo tempo que os processos de sobremoldagem, o tempo total do ciclo é reduzido em cerca de cinco segundos. "Isto é espetacular", afirma Rahnhöfer.
Referindo-se a outras características especiais do projeto, Rahnhöfer chama a atenção para o posicionamento individual de cada fase de injeção, elaborando: "Para simplificar a mudança de parafuso, optámos intencionalmente por colocar as três unidades de injeção na horizontal, a segunda (L) num ângulo de 90 graus e a terceira (Y) num ângulo de 40 graus."
Para responder a outro potencial desafio - a altura do teto de 3,3 metros na sala de produção - foi selecionado um robô ABB de 6 eixos da S.A.R.. Isto permitiu à equipa de design colocar o robô numa base mais alta, permitindo-lhe alcançar as barras da máquina de injeção de plásticos, remover o produto de cima e colocar as peças acabadas numa correia transportadora, confirma Rahnhöfer. "Ao mesmo tempo, tivemos em conta a carteira de produtos existente na empresa, assegurando que o sistema e o robot seriam compatíveis para o manuseamento e a sobremoldagem de todas as gamas", acrescenta o especialista em automação.
Oferecendo precisão
A PB Swiss Tools constrói as pinças para os cabos das ferramentas, ajustando-as aos diferentes tamanhos de SKU. "Cada novo tamanho de punho requer três pares de novas pastilhas. O fabricante de ferramentas fez um excelente trabalho aqui", afirma Klaus Rahnhöfer, salientando que a combinação com a precisão de moldagem em máquinas totalmente eléctricas ajuda a reduzir o desperdício de material. "Uma vez que o projeto envolve muitas variantes de produtos, são necessárias numerosas alterações de inserções e de pinças. A elevada precisão é essencial para manter o refugo de arranque o mais baixo possível", resume.
A série IntElect é conhecida por oferecer alta precisão e eficiência. Grande parte deste facto pode ser atribuído aos servomotores da empresa, que são concebidos e construídos internamente pela Sumitomo (SHI) Demag. A dosagem é totalmente eléctrica para garantir o mais elevado grau de precisão. A conceção da máquina também inclui um sistema de tração automático de tirantes único no lado da operação. "Os diferenciais de tirantes são normalmente utilizados apenas em máquinas hidráulicas, no entanto, adaptámo-los às nossas máquinas totalmente eléctricas", relata Rahnhöfer. Além disso, o servomotor do acionamento do índice foi integrado no sistema de controlo.
"A precisão da máquina de injeção de plásticos totalmente elétrica foi uma consideração importante", confirma Mathias Gerber, Gerente 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 factores decisivos para a escolha da Sumitomo (SHI) Demag. "Abordámos vários fabricantes de máquinas, mas a solução da Schwaig foi, de longe, a melhor", confirma, "Devido à remoção da quarta posição na ferramenta fechada, poupamos tempo de ciclo, o que, em última análise, nos dará um ROI mais rápido. A utilização de um index drive em vez de robots foi também uma vantagem persuasiva que convenceu a nossa equipa de gestão a apoiar este investimento", acrescenta Gerber.
O entusiasmo por este projeto foi partilhado por toda a fábrica. Urs Wespi, Diretor de Produção da fábrica de injeção de plásticos da PB Swiss Tools, relata: "Décadas de experiência a trabalhar com a tecnologia instalada pela Sumitomo (SHI) Demag e pela agência MAPAG enchem-me de confiança. As máquinas não são propensas a falhas. No entanto, quando é necessário apoio, o serviço da equipa é sempre excelente. Se algum erro não puder ser resolvido com o apoio telefónico, um técnico de assistência vem dentro de 24 horas. Poucos fabricantes de máquinas têm esta capacidade de resposta."
A par deste 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, este desenvolvimento constante para satisfazer as mais elevadas exigências dos seus utilizadores é o que os move. 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 de conceção ergonómica têm garantia vitalícia.