El fabricante de herramientas suizo PB Swiss Tools AG ha confiado a Sumitomo (SHI) Demag el suministro de una innovadora celda de moldeo multicomponente automatizada.
De izquierda a derecha, Mathias Gerber, Urs Wespi, Klaus Rahnhöfer, Peter Kirst y Urs Kocher.
El reconocido fabricante suizo de herramientas PB Swiss Tools AG, instaló recientemente una de las soluciones de moldeo por inyección más innovadoras de su fábrica de Suiza, gracias a Sumintomo (SHI) Demag. Diseñado para aumentar la productividad y maximizar la precisión de fabricación, el sistema totalmente automatizado pone de manifiesto la experiencia de Sumitomo (SHI) Demag en celdas de moldeo multicomponente altamente complejas.
La celda incluye una inyectora IntElect de 350 toneladas, equipada con la última tecnología de moldeo multicomponente de la empresa. Así, puede moldear tres materiales diferentes, incluido MuCell para la parte interior del mango de la herramienta. Tras un proceso de cuatro pasos, la celda utiliza un robot ABB de 6 ejes acoplado a un accionamiento de placa de índice para rotar, presentar y retirar sin problemas el componente una vez completada cada etapa de sobremoldeo.
Como explica Urs Kocher, director de proyectos de MAPAG Maschinen AG, Berna, la empresa que representa a Sumitomo (SHI) Demag en Suiza, «Estamos inmensamente orgullosos de haber apoyado a un cliente tan prestigioso. Ello ha sido posible gracias al duro trabajo y los esfuerzos de todas las partes, desde la planificación del proyecto hasta la implementación y la entrega. Sumitomo (SHI) Demag pudo aportar su experiencia como líder destacado en máquinas de moldeo por inyección totalmente eléctricas, tecnología multicomponente, aplicaciones especiales y automatización«.
Sobre la celda
La línea de producción personifica la 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 cartera de productos existente de PB Swiss Tools. En la mayoría de los productos, la parte interior del mango se moldea con 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 sobremoldeo de TPE para ofrecer a los usuarios un agarre más suave y ergonómico. Mediante el reconocimiento de la pinza, cada fase del proceso de sobremoldeo selecciona las instrucciones de datos de la herramienta y el peso de inyección de material correctos. Esto por sí solo supuso un desafío complejo debido a la configuración de la herramienta de moldeo y la variedad de polímeros utilizados.
En el corazón de la celda de producción completamente cerrada se encuentra una máquina IntElect 350/830-1100H-450L-450Y. Al ofrecer la máxima precisión con movimientos paralelos y dinámicos, el gran espacio del molde combinado con una gran holgura de las barras de unión optimiza el entorno de trabajo. «En principio, hay cuatro estaciones de moldeo y sobremoldeo«, explica Klaus Rahnhöfer, ingeniero sénior de desarrollo empresarial de automatización y robótica en Sumitomo (SHI) Demag.
Un proceso en varios pasos
En la primera estación, en el lado operativo de la celda de producción, se fabrica el núcleo central del mango de la herramienta utilizando la técnica de espumado MuCell. Cuando la herramienta se abre, el expulsor avanza y levanta la placa, girándola 90 grados en sentido contrario a las agujas del reloj. El expulsor regresa y la herramienta se cierra. «Las piezas se colocan en la siguiente estación retrayendo la placa de índice«, explica Rahnhöfer.
La segunda estación es la unidad de inyección en L. Está ubicada en la parte inferior de la herramienta. Aquí, los núcleos de agarre del mango interior están sobremoldeados con un material más duro para aumentar la estabilidad y la resistencia. Después de abrir, el expulsor avanza y levanta la placa, la gira otros 90 grados en sentido contrario a las agujas del reloj, regresa y cierra la herramienta nuevamente.
La tercera estación es la unidad de inyección en Y. En ella se aplica un componente blando de TPE para lograr pares de agarre elevados en el mango del producto. Finalmente, en la cuarta estación, cada pieza se desmonta mediante un extractor de núcleos y un rascador hidráulicos.
Esta etapa se encuentra en la parte superior del molde, donde no hay insertos contorneados. Esto permite que el molde permanezca cerrado para que los tres procesos de inyección puedan continuar sin interrupción. «Los mangos están montados a ambos lados de sus lomos para que el robot pueda desmontarlos y retirarlos«, explica Rahnhöfer.
Reducción de los tiempos de ciclo
Como resultado del diseño eficiente, mediante el cual la extracción 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 bastante espectacular«, señala Rahnhöfer.
En referencia a otras características especiales del proyecto, Rahnhöfer destaca la colocación individual de cada etapa de inyección: «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 abordar otro posible desafío (la altura del techo de 3,3 metros en la nave de producción), se seleccionó un robot ABB de 6 ejes de S.A.R. Esto permitió al equipo de diseño ubicar el robot en una base más alta que le permitiera alcanzar las barras de la máquina de moldeo por inyección, extraer el producto desde arriba y colocar las piezas terminadas en una cinta transportadora, confirma Rahnhöfer. “Al mismo tiempo, tuvimos en cuenta la cartera de productos existente 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.
La precisión, requisito sine qua non
PB Swiss Tools fabrica las pinzas para los mangos de las herramientas, ajustándolas a los diferentes tamaños de SKU. “Cada nuevo tamaño de agarre requiere tres pares de insertos nuevos. El fabricante de herramientas ha hecho un excelente trabajo en este sentido”, afirma Klaus Rahnhöfer, señalando que, combinado con la precisión de moldeo en máquinas totalmente eléctricas, ayuda a reducir el desperdicio de material. “Dado que el proyecto implica muchas variantes de producto, se requieren numerosos cambios de insertos y pinzas. Una alta precisión es esencial para mantener el desperdicio inicial lo más bajo posible”, resume.
La serie IntElect es famosa por ofrecer una alta precisión y eficiencia. Gran parte de esto se puede atribuir a los servomotores de la empresa, que están diseñados y fabricados internamente por Sumitomo (SHI) Demag. La dosificación es completamente eléctrica para garantizar el mayor grado de precisión. El diseño de la máquina también incluye un sistema de tracción de barras automático único en el lado de operación. «Los polipastos de barras normalmente se utilizan solo en máquinas hidráulicas, sin embargo, los hemos adaptado para que se adapten a nuestras máquinas completamente eléctricas«, apunta Rahnhöfer. Además, el servomotor del accionamiento de indexación se integró en el sistema de control.
«La precisión de la máquina de moldeo por inyección completamente eléctrica fue un factor importante«, confirma Mathias Gerber, director de ingeniería de plásticos de PB Swiss Tools. Sin embargo, el buen servicio y las tecnologías innovadoras que abordaban todos los requisitos de la empresa fueron factores decisivos para elegir Sumitomo (SHI) Demag. “Hemos contactado con varios fabricantes de máquinas, pero la solución de Schwaig fue la mejor con diferencia”, confirma. “La eliminación de la cuarta posición en la herramienta cerrada, ahorra tiempo y nos proporcionará un retorno de la inversión más rápido. El uso de un accionamiento de indexación en lugar de robots también fue una ventaja persuasiva que convenció a nuestro equipo de gestión para apoyar esta inversión”, amplía Gerber.
Otros aspectos
Urs Wespi, director de producción de la planta, también 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 fallar. Sin embargo, cuando necesitas ayuda, el servicio del equipo siempre es excelente. Si algún error no se puede resolver con asistencia telefónica, un técnico de servicio viene en 24 horas. Pocos fabricantes de maquinaria son tan receptivos”.
En consonancia con este compromiso inquebrantable con la calidad, el fabricante de herramientas suizo 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 los impulsa.
PB Swiss Tools produce alrededor de 13 millones de herramientas y dispositivos médicos profesionales al año. Todos ellos, desarrollados y fabricados en Suiza y muchos, con garantía de por vida.
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