Sumitomo (SHI) Demag suministra una célula de fabricación de alta complejidad
El renombrado fabricante suizo de herramientas manuales PB Swiss Tools AG ha instalado recientemente una de las soluciones de inyección más innovadoras en su planta de producción de Suiza. Diseñado para aumentar la productividad y maximizar la precisión de fabricación, el sistema totalmente automatizado valida la experiencia de Sumitomo (SHI) Demag en la ingeniería de células de moldeo multicomponente de alta complejidad.
La célula consta de una eficiente máquina de inyección IntElect de 350 toneladas que ahorra energía. Equipada con la última tecnología de moldeo multicomponente de la empresa, puede inyectar tres materiales diferentes, incluido MuCell para la parte interior del mango de la herramienta. Siguiendo un proceso de cuatro pasos, la célula utiliza un robot ABB de 6 ejes acoplado a un accionamiento de placa de índice para girar, presentar y retirar el componente sin problemas una vez completada cada etapa de sobremoldeo. La aceptación de la planta en Schwaig tuvo lugar a finales de mayo de 2024, seguida de la entrega en Suiza en julio. La puesta en marcha está prevista para finales de agosto.
Los primeros en adoptar la tecnología
PB Swiss Tools se considera un 'cliente faro' en Suiza, informa Urs Kocher, director de proyectos de Mapag Maschinen AG, la empresa que representa a Sumitomo (SHI) Demag en Suiza.” Estamos muy orgullosos de haber apoyado a un cliente tan prestigioso. Esto sólo ha sido posible gracias al duro trabajo y a los diligentes esfuerzos de todas las partes implicadas, desde la planificación del proyecto hasta su ejecución y entrega al cliente. Sumitomo (SHI) Demag pudo aportar su experiencia como líder destacado en máquinas de inyección totalmente eléctricas, tecnología multicomponente, aplicaciones especiales y automatización”, añade Kocher.
La línea de producción es sinónimo de flexibilidad. Además de fabricar nuevos mangos con formas ergonómicas para nuevos productos, la línea también puede fabricar una amplia variedad de tamaños de mangos de la gama de productos existente de PB Swiss Tools. En la mayoría de los productos, la parte interior del mango se moldea utilizando la tecnología de espuma MuCell para reducir el peso y aumentar la estabilidad dimensional. A continuación, el núcleo del mango se sobremoldea con un material rígido para aumentar la estabilidad y la resistencia. El proceso finaliza con la aplicación de un sobremoldeado de TPE para ofrecer a los usuarios un agarre más suave y ergonómico. Mediante el reconocimiento de las pinzas, cada fase del proceso de sobremoldeo selecciona las instrucciones correctas de los datos de la herramienta y el peso del material inyectado. Esto ya de por sí suponía un reto complejo debido a la configuración de las herramientas de moldeo y a la variedad de polímeros utilizados.
En el corazón de la célula de producción totalmente cerrada se encuentra una máquina IntElect 350/830-1100H-450L-450Y. La máquina ofrece la máxima precisión con movimientos paralelos y dinámicos, y el amplio espacio del molde, combinado con una gran distancia entre columnas, optimiza la superficie de trabajo. “En principio, hay cuatro estaciones de moldeo y sobremoldeo”, explica Klaus Rahnhöfer, ingeniero senior de desarrollo de Negocio de Automatización y Robótica de Sumitomo (SHI) Demag. Rahnhöfer es un experto acreditado en tecnología multicomponente, con una amplia experiencia en ingeniería mecánica y de herramientas, además de soluciones de automatización integradas. Tanto Kocher como Rahnhöfer diseñaron y ejecutaron el proyecto de principio a fin.
El proceso en varios pasos
En la estación uno, en el lado operativo de la célula de producción, se fabrica el núcleo central del mango de la herramienta mediante la técnica de espumado MuCell. Cuando la herramienta se abre, el eyector avanza y levanta la placa, girándola 90 grados en el sentido contrario a las agujas del reloj. El eyector regresa y la herramienta se cierra. “Las piezas se colocan en la siguiente estación retrayendo la placa índice”, explica Rahnhöfer.
La estación dos es la unidad de inyección en L. Se encuentra en la parte inferior de la herramienta. Aquí, los núcleos interiores de agarre del mango se sobremoldean con un material más duro para aumentar la estabilidad y la resistencia. Tras abrirse, el eyector avanza y levanta la placa, la gira otros 90 grados en sentido contrario a las agujas del reloj, vuelve y cierra de nuevo la herramienta.
La estación tres es la unidad de inyección en Y. Aquí se aplica al mango del producto un componente blando de TPE para pares de agarre elevados. Por último, en la cuarta estación, cada pieza es decapada por un extractor y rascador hidráulico de machos. Esta etapa está situada en la parte superior de la herramienta del molde, donde no hay insertos contorneados. Esto permite que el molde permanezca cerrado para que los tres procesos de inyección puedan seguir funcionando sin interrupción. “Las asas están montadas a ambos lados de sus espinas para que el robot pueda desprenderlas y retirarlas”, aclara Rahnhöfer.
Diseño único para reducir el tiempo de ciclo
Como resultado del eficiente diseño por el que la retirada del producto se produce al mismo tiempo que los procesos de sobremoldeo, el tiempo total del ciclo se reduce en aproximadamente cinco segundos. “Esto es espectacular”, señala Rahnhöfer.
Refiriéndose a otras características especiales del proyecto, Rahnhöfer llama la atención sobre el posicionamiento individual de cada etapa de inyección elaborando: “Para simplificar el cambio de husillo, optamos intencionadamente por disponer las tres unidades de inyección en horizontal, la segunda (L) en un ángulo de 90 grados y la tercera (Y) en un ángulo de 40 grados”.
Para hacer frente a otro posible reto -los 3,3 metros de altura del techo de la nave de producción- se eligió un robot ABB de 6 ejes de S.A.R.. Esto permitió al equipo de diseño situar el robot en una base más alta que le permitiera alcanzar las barras de la máquina de inyección, retirar el producto desde arriba y colocar las piezas acabadas en una cinta transportadora, confirma Rahnhöfer. “Al mismo tiempo, tuvimos en cuenta la cartera de productos de la empresa para garantizar que el sistema y el robot fueran compatibles para manipular y sobremoldear todas las gamas”, añade el especialista en automatización.
Máxima precisión
PB Swiss Tools fabrica las pinzas para los propios mangos de las herramientas, ajustándolas a sus diferentes tamaños de SKU. “Cada nuevo tamaño de mango requiere tres pares de insertos nuevos. El fabricante de herramientas ha hecho aquí un trabajo excelente”, asegura Klaus Rahnhöfer, señalando que, junto con la precisión de moldeo en máquinas totalmente eléctricas, ayuda a reducir el desperdicio de material. “Dado que el proyecto incluye muchas variantes de producto, se requieren numerosos cambios de plaquitas y pinzas. La alta precisión es esencial para mantener el rechazo de puesta en marcha lo más bajo posible”, resume.
La serie IntElect es famosa por su alta precisión y eficacia. Gran parte de ello puede atribuirse a los servomotores de la empresa, diseñados y fabricados internamente por Sumitomo (SHI) Demag. La dosificación es totalmente eléctrica para garantizar el máximo grado de precisión. El diseño de la máquina también incluye un exclusivo tirador automático de barras de acoplamiento en el lado operativo. “Los polipastos de tirantes normalmente sólo se utilizan en máquinas hidráulicas, sin embargo, los hemos adaptado para que encajen en nuestras máquinas totalmente eléctricas”, informa Rahnhöfer. Además, el servomotor del accionamiento de índice se integró en el sistema de control.
“La precisión de la inyectora totalmente eléctrica era un factor importante”, confirma Mathias Gerber, director de ingeniería de plásticos de PB Swiss Tools. Sin embargo, un buen servicio y tecnologías innovadoras que cumplieran todos los requisitos de la empresa fueron factores decisivos para elegir a Sumitomo (SHI) Demag. “Nos pusimos en contacto con varios fabricantes de máquinas, pero la solución de Schwaig fue con diferencia la mejor”, confirma. “Gracias a la eliminación de la cuarta posición en la herramienta cerrada, ahorramos tiempo de ciclo, lo que en última instancia nos proporcionará un retorno de la inversión más rápido”. Utilizar un accionamiento indexado en lugar de robots también fue una ventaja persuasiva que convenció a nuestro equipo directivo para apoyar esta inversión", amplía Gerber.
El entusiasmo por este proyecto tuvo eco en toda la planta. Urs Wespi, director de Producción de la planta de moldeo por inyección de PB Swiss Tools, comenta: “Décadas de experiencia trabajando con tecnología instalada por Sumitomo (SHI) Demag y la agencia Mapag me llenan de confianza. Las máquinas no son propensas a los fallos. Sin embargo, cuando se necesita asistencia, el servicio del equipo es siempre excelente. Si algún error no puede resolverse con la asistencia telefónica, un técnico de servicio acude en 24 horas. Pocos fabricantes de maquinaria son tan receptivos”.
A la altura de este compromiso inflexible con la calidad, el fabricante suizo de herramientas afirma que no es casualidad que “trabajen con los mejores”. Al igual que Sumitomo (SHI) Demag, este desarrollo constante para satisfacer las más altas exigencias de sus usuarios es lo que les impulsa. PB Swiss Tools produce anualmente unos 13 millones de herramientas manuales profesionales y dispositivos médicos, todos ellos desarrollados y fabricados en Suiza. Muchos de sus 3.000 productos de diseño ergonómico tienen garantía de por vida.
