Schwaig, julio de 2024 – El reconocido fabricante suizo de herramientas manuales, PB Swiss Tools AG, ha instalado recientemente una de las soluciones de moldeo por inyección más innovadoras en su planta de producción de Suiza. Diseñado para aumentar la productividad y maximizar la precisión de fabricación, este sistema totalmente automatizado pone de manifiesto la experiencia de Sumitomo (SHI) Demag en el diseño de células de moldeo multicomponente de gran complejidad.
Fruto de un esfuerzo totalmente colaborativo, la célula cuenta con una máquina de moldeo por inyección IntElect de 350 toneladas, eficiente y de bajo consumo energético. Equipada con la última tecnología de moldeo multicomponente de la empresa, es capaz de moldear 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 sistema de accionamiento de placa indexada para girar, presentar y retirar el componente de forma fluida una vez completada cada etapa de sobremoldeo. La recepción de la planta en Schwaig tuvo lugar a finales de mayo de 2024, seguida de su entrega en Suiza en julio. La puesta en marcha está prevista para finales de agosto.
Pioneros en la adopción de tecnología
PB Swiss Tools es considerada un «cliente referente» en Suiza, según informa 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 prestado nuestro apoyo a un cliente tan prestigioso. Esto solo ha sido posible gracias al arduo trabajo y al esmerado esfuerzo de todas las partes implicadas, desde la planificación del proyecto hasta su ejecución y la entrega al cliente. Sumitomo (SHI) Demag ha aportado su experiencia como líder destacado en máquinas de moldeo por inyección totalmente eléctricas, tecnología multicomponente, aplicaciones especiales y automatización», añade Kocher.
La línea de producción es un ejemplo de flexibilidad. Además de fabricar nuevos mangos de diseño ergonómico para nuevos productos, la línea también es capaz de 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 pinzas, cada fase del proceso de sobremoldeado selecciona las instrucciones correctas de los datos de la herramienta y el peso de inyección del material. Esto supuso por sí solo un complejo reto debido a la configuración del molde 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. Al ofrecer la máxima precisión con movimientos paralelos y dinámicos, el amplio espacio de moldeo, combinado con una gran altura libre de las barras de sujeción, optimiza el área 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. El Sr. Rahnhöfer es un reconocido experto en tecnología multicomponente, con una amplia experiencia en ingeniería mecánica y de herramientas, así como en soluciones de automatización integradas. Tanto Kocher como Rahnhöfer diseñaron y llevaron a cabo el proyecto de principio a fin.
El proceso en varias etapas
En la primera estación, situada en el lado operativo de la célula de producción, se fabrica el núcleo central del mango del utensilio mediante la técnica de espumado MuCell. Cuando el molde se abre, el expulsor avanza y levanta la placa, girándola 90 grados en sentido antihorario. El expulsor retrocede y el molde se cierra. «Las piezas se colocan en la siguiente estación mediante la retracción de la placa de indexación», explica Rahnhöfer.
La segunda estación es la unidad de inyección en L. Se encuentra en la parte inferior del molde. Aquí, los núcleos internos del mango se sobremoldean con un material más duro para aumentar la estabilidad y la resistencia. Tras la apertura, el expulsor avanza y levanta la placa, la gira otros 90 grados en sentido antihorario, retrocede y vuelve a cerrar el molde.
La tercera estación es la unidad de inyección en Y. Aquí se aplica al mango del producto un componente blando fabricado en TPE para obtener altos pares de agarre. Por último, en la cuarta estación, cada pieza se extrae mediante un extractor de núcleos hidráulico y un rascador. Esta etapa se sitúa en la parte superior del molde, donde no hay insertos contorneados. Esto permite que el molde permanezca cerrado, de modo que los tres procesos de inyección puedan continuar sin interrupciones. «Las asas están montadas a ambos lados de sus ejes, de modo que el robot pueda separarlas y retirarlas», aclara Rahnhöfer.
Diseño exclusivo para reducir el tiempo de ciclo
Gracias al diseño eficiente, en el que la extracción del producto se produce al mismo tiempo que los procesos de sobremoldeo, el tiempo de ciclo total se reduce en aproximadamente cinco segundos. «Esto es realmente espectacular», señala Rahnhöfer.
Al referirse a otras características especiales del proyecto, Rahnhöfer destaca el posicionamiento individual de cada etapa de inyección y explica: «Para simplificar el cambio de husillo, optamos deliberadamente 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 —la altura del techo de 3,3 metros en la nave de producción—, se seleccionó un robot ABB de seis ejes de S.A.R. Esto permitió al equipo de diseño situar el robot sobre una base más elevada, lo que le permite sobrepasar las barras de la máquina de moldeo por inyección, retirar el producto desde arriba y colocar las piezas acabadas en una cinta transportadora, confirma Rahnhöfer. «Al mismo tiempo, tuvimos en cuenta la gama de productos existente de la empresa para garantizar que el sistema y el robot fueran compatibles con la manipulación y el sobremoldeado de todas las líneas», añade el especialista en automatización.
Precisión garantizada
PB Swiss Tools fabrica las pinzas para los mangos de las herramientas, adaptándolas a los diferentes tamaños de referencia. «Cada nuevo tamaño de agarre requiere tres pares de nuevos insertos. El fabricante de herramientas ha hecho un trabajo excelente en este aspecto», afirma Klaus Rahnhöfer, señalando que, combinado con la precisión de moldeo de las máquinas totalmente eléctricas, esto 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 los desechos iniciales lo más bajos posible», resume.
La serie IntElect es conocida por ofrecer una alta precisión y eficiencia. 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 cuenta con un exclusivo sistema automático de tracción de las barras de unión en el lado de operación. «Los polipastos de las barras de unión solo se utilizan normalmente en máquinas hidráulicas; sin embargo, los hemos adaptado para que se ajusten a nuestras máquinas totalmente eléctricas», explica Rahnhöfer. Además, el servomotor del accionamiento de indexación se integró en el sistema de control.
«La precisión de la máquina de moldeo por inyección totalmente eléctrica fue un factor importante a tener en cuenta», confirma Mathias Gerber, director de ingeniería de plásticos de PB Swiss Tools. No obstante, un buen servicio y unas tecnologías innovadoras que respondieran a todos los requisitos de la empresa fueron factores decisivos a la hora de elegir a Sumitomo (SHI) Demag. «Nos pusimos en contacto con varios fabricantes de máquinas, pero la solución de Schwaig era, con diferencia, la mejor», confirma. «Gracias a la extracción desde la cuarta posición en el molde cerrado, ahorramos tiempo de ciclo, lo que, en última instancia, nos proporcionará un retorno de la inversión más rápido. El uso de un sistema de indexación en lugar de robots fue también una ventaja convincente que persuadió a nuestro equipo directivo a respaldar esta inversión», añade Gerber.
El entusiasmo por este proyecto se extendió por toda la planta. Urs Wespi, director de producción de la planta de moldeo por inyección de PB Swiss Tools, comenta: «Las décadas de experiencia trabajando con la tecnología instalada por Sumitomo (SHI) Demag y la agencia MAPAG me llenan de confianza. Las máquinas no son propensas a averiarse. Sin embargo, cuando se necesita asistencia, el servicio del equipo es siempre excelente. Si algún fallo no se puede resolver con asistencia telefónica, un técnico de servicio acude en un plazo de 24 horas. Pocos fabricantes de maquinaria son tan receptivos».
En consonancia con este compromiso inquebrantable 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 alrededor de 13 millones de herramientas manuales profesionales y dispositivos medicál, todos ellos desarrollados y fabricados en Suiza. Muchos de sus 3.000 productos, diseñados ergonómicamente, cuentan con garantía de por vida.