Schwaig, julho de 2024 - A renomada fabricante suíça de ferramentas manuais - PB Swiss Tools AG - instalou recentemente uma das mais inovadoras soluções de injeção de plásticos em sua unidade de produção na Suíça. Projetado para aumentar a produtividade e maximizar a precisão da fabricação, o sistema totalmente automatizado valida a experiência da Sumitomo (SHI) Demag na engenharia de células de moldagem altamente complexas e com vários componentes.
Um esforço totalmente colaborativo, a célula é composta por uma máquina de injeção de plásticos IntElect 350 ton, eficiente e com baixo consumo de energia. Equipada com a mais recente tecnologia de moldagem multicomponente da empresa, ela pode moldar três materiais diferentes, incluindo MuCell para a parte interna do cabo da ferramenta. Seguindo um processo de quatro etapas, a célula usa um robô de 6 eixos da ABB acoplado a um acionamento de placa de índice para girar, apresentar e remover o componente sem problemas após a conclusão de cada estágio de sobremoldagem. A aceitação da planta em Schwaig ocorreu no final de maio de 2024, seguida pela entrega na Suíça em julho. O comissionamento está programado para o final de agosto.
Os primeiros a adotar a tecnologia
A PB Swiss Tools é vista como um "cliente farol" na Suíça, relata Urs Kocher, gerente de projetos da MAPAG Maschinen AG, em Berna, a empresa que representa a Sumitomo (SHI) Demag na Suíça. "Estamos imensamente orgulhosos por termos apoiado um cliente tão prestigiado. Isso só foi possível graças ao trabalho árduo e aos esforços diligentes de todas as partes envolvidas - desde o planejamento do projeto até a implementação e a entrega ao cliente. A Sumitomo (SHI) Demag foi capaz de fornecer 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 sinônimo de flexibilidade. Além de fabricar novas manoplas com formato ergonômico para novos produtos, a linha também é capaz de fabricar uma ampla variedade de tamanhos de manoplas do portfólio de produtos existentes da PB Swiss Tools. Para a maioria dos produtos, a parte interna da empunhadura é moldada usando a tecnologia de espuma MuCell para reduzir o peso e aumentar a estabilidade dimensional. O núcleo da empunhadura é então 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 usuários uma empunhadura mais macia e ergonômica. Usando o reconhecimento da garra, cada fase do processo de sobremoldagem seleciona as instruções corretas dos dados da ferramenta e o peso da injeção do material. Isso, por si só, já era um desafio complexo, devido à configuração da ferramenta de molde e à variedade de polímeros usados.
No centro da célula de produção totalmente fechada está uma máquina IntElect 350/830-1100H-450L-450Y. Oferecendo precisão máxima com movimentos paralelos e dinâmicos, o grande espaço do molde, combinado com a alta folga da barra de ligação, otimiza o ambiente de trabalho. "Em princípio, há quatro estações de moldagem e sobremoldagem", explica Klaus Rahnhöfer, engenheiro sênior de desenvolvimento de negócios de automação e robótica da Sumitomo (SHI) Demag. O Sr. Rahnhöfer é um especialista comprovado em tecnologia de múltiplos componentes, com vasta experiência em engenharia mecânica e de ferramentas, além de soluções integradas de automação. Tanto a Kocher quanto a Rahnhöfer projetaram 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 cabo da ferramenta é feito usando a técnica de espuma MuCell. Quando a ferramenta se abre, o ejetor avança e levanta a placa, girando-a 90 graus no sentido anti-horário. O ejetor retorna e a ferramenta se fecha. "As peças são colocadas na próxima estação retraindo a placa de índice", explica Rahnhöfer.
A segunda estação é a unidade de injeção em L. Ela está localizada na parte inferior da ferramenta. Aqui, os núcleos internos da alça são sobremoldados com um material mais duro para aumentar a estabilidade e a resistência. Após a abertura, o ejetor avança e levanta a placa, gira-a mais 90 graus no sentido anti-horário, retorna e fecha a ferramenta novamente.
A terceira estação é a unidade de injeção em Y. Aqui, um componente macio feito de TPE para altos torques de aderência é aplicado à alça do produto. Por fim, na quarta estação, cada peça é removida por um extrator hidráulico de núcleo e um raspador. Esse estágio está localizado na parte superior da ferramenta do molde, onde não há inserções contornadas. Isso permite que o molde permaneça fechado para que os três processos de injeção de plásticos possam continuar funcionando sem interrupções. "As alças são montadas em ambos os lados de suas lombadas para que possam ser removidas pelo robô", esclarece Rahnhöfer.
Design exclusivo para reduzir o tempo de ciclo
Como resultado do projeto eficiente, em que a remoção do produto ocorre ao mesmo tempo que os processos de sobremoldagem, o tempo total do ciclo é reduzido em aproximadamente cinco segundos. "Isso é espetacular", observa Rahnhöfer.
Referindo-se a outras características especiais do projeto, Rahnhöfer chama a atenção para o posicionamento individual de cada estágio de injeção, elaborando: "Para simplificar a troca de rosca, optamos intencionalmente por organizar as três unidades de injeção horizontalmente, a segunda (L) em um ângulo de 90 graus e a terceira (Y) em um ângulo de 40 graus."
Para enfrentar outro desafio em potencial - a altura do teto de 3,3 metros na sala de produção - foi selecionado um robô ABB de 6 eixos da S.A.R.. Isso permitiu que a equipe de projeto posicionasse o robô em uma base mais alta, permitindo que ele alcançasse as barras da máquina de injeção de plásticos, removesse o produto de cima e colocasse as peças acabadas em uma correia transportadora, confirma Rahnhöfer. "Ao mesmo tempo, levamos em conta o portfólio de produtos existentes da empresa, garantindo que o sistema e o robô fossem compatíveis com o manuseio e a sobremoldagem de todas as linhas", acrescenta o especialista em automação.
Fornecendo precisão
A PB Swiss Tools constrói as garras para os próprios cabos das ferramentas, ajustando-as aos diferentes tamanhos de SKU. "Cada novo tamanho de garra requer três pares de novos insertos. O fabricante de ferramentas fez um excelente trabalho aqui", afirma Klaus Rahnhöfer, ressaltando que a combinação com a precisão de moldagem em máquinas totalmente elétricas ajuda a reduzir o desperdício de material. "Como o projeto envolve muitas variantes de produtos, são necessárias várias trocas de insertos e garras. A alta precisão é essencial para manter o refugo inicial o mais baixo possível", ele resume.
A série IntElect é conhecida por oferecer alta precisão e eficiência. Grande parte disso pode ser atribuída aos servomotores da empresa, que são projetados e construídos internamente pela Sumitomo (SHI) Demag. A dosagem é totalmente elétrica para garantir o mais alto grau de precisão. O projeto da máquina também apresenta uma exclusiva tração automática de barra de ancoragem no lado operacional. "Os guinchos de barra de ligação normalmente são usados apenas em máquinas hidráulicas, mas nós os adaptamos para atender às nossas máquinas totalmente elétricas", relata Rahnhöfer. Além disso, o servomotor do acionamento do índice foi integrado ao sistema de controle.
"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, o bom atendimento e as tecnologias inovadoras que atendiam a todos os requisitos da empresa foram fatores decisivos para a escolha da Sumitomo (SHI) Demag. "Entramos em contato com vários fabricantes de máquinas, mas a solução da Schwaig foi, de longe, a melhor", confirma ele, "Devido à remoção da quarta posição na ferramenta fechada, economizamos tempo de ciclo, o que, em última análise, nos proporcionará um ROI mais rápido. O uso de um acionamento de índice em vez de robôs também foi uma vantagem persuasiva que convenceu nossa equipe de gerenciamento a apoiar esse investimento", explica Gerber.
O entusiasmo com esse projeto foi ecoado por toda a fábrica. Urs Wespi, gerente de produção da fábrica de injeção de plásticos da PB Swiss Tools, relata: "Décadas de experiência trabalhando com a tecnologia instalada pela Sumitomo (SHI) Demag e pela agência MAPAG me enchem de confiança. As máquinas não são propensas a falhas. No entanto, quando você precisa de suporte, o serviço da equipe é sempre excelente. Se algum erro não puder ser resolvido com o suporte telefônico, um técnico de manutenção virá em 24 horas. Poucos fabricantes de máquinas são tão receptivos."
Em consonância com esse compromisso intransigente com a qualidade, o fabricante suíço de ferramentas afirma que não é coincidência o fato de "trabalhar com os melhores". Assim como a Sumitomo (SHI) Demag, esse desenvolvimento constante para atender às mais altas exigências de seus usuários é o 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 de seus 3.000 produtos ergonomicamente projetados vêm com garantia vitalícia.