Schwaig, luglio 2024 - Il rinomato produttore svizzero di utensili manuali PB Swiss Tools AG ha recentemente installato una delle più innovative soluzioni di stampaggio a iniezione presso il suo stabilimento di produzione in Svizzera. Progettato per aumentare la produttività e massimizzare la precisione della produzione, il sistema completamente automatizzato conferma l'esperienza di Sumitomo (SHI) Demag nella progettazione di celle di stampaggio multicomponente altamente complesse.
La cella, frutto di una collaborazione totale, comprende una pressa a iniezione IntElect da 350 tonnellate, efficiente e a risparmio energetico. Dotata della più recente tecnologia di stampaggio multicomponente dell'azienda, può stampare tre diversi materiali, tra cui il MuCell per la parte interna dell'impugnatura dell'utensile. Seguendo un processo in quattro fasi, la cella utilizza un robot ABB a 6 assi accoppiato a un azionamento della piastra di indicizzazione per ruotare, presentare e rimuovere senza soluzione di continuità il componente al termine di ogni fase di sovrastampaggio. L'accettazione dell'impianto a Schwaig è avvenuta alla fine di maggio 2024, seguita dalla consegna in Svizzera in luglio. La messa in funzione è prevista per la fine di agosto.
Adottatori precoci di tecnologia
PB Swiss Tools è considerata un "cliente faro" in Svizzera, come riferisce Urs Kocher, Project Manager di MAPAG Maschinen AG, Berna, la società che rappresenta Sumitomo (SHI) Demag in Svizzera. "Siamo immensamente orgogliosi di aver supportato un cliente così prestigioso. Questo è stato possibile solo grazie al duro lavoro e all'impegno di tutte le parti coinvolte, dalla pianificazione del progetto all'implementazione e alla consegna al cliente". Sumitomo (SHI) Demag è stata in grado di mettere a disposizione la sua esperienza di leader di spicco nelle presse a iniezione completamente elettriche, nella tecnologia multicomponente, nelle applicazioni speciali e nell'automazione", aggiunge Kocher.
La linea di produzione è sinonimo di flessibilità. Oltre a produrre nuove impugnature di forma ergonomica per nuovi prodotti, la linea è in grado di produrre un'ampia varietà di dimensioni di impugnature dell'attuale portafoglio prodotti di PB Swiss Tools. Per la maggior parte dei prodotti, la parte interna dell'impugnatura viene stampata con la tecnologia MuCell per ridurre il peso e aumentare la stabilità dimensionale. L'anima dell'impugnatura viene poi sovrastampata con un materiale rigido per aumentare la stabilità e la resistenza. Il processo termina con l'applicazione di un sovrastampaggio in TPE per offrire agli utenti una presa più morbida ed ergonomica. Grazie al riconoscimento delle pinze, ogni fase del processo di sovrastampaggio seleziona le istruzioni per i dati dell'utensile e il peso del materiale corretto. Solo questo aspetto ha rappresentato una sfida complessa da affrontare, a causa della configurazione degli stampi e della varietà dei polimeri utilizzati.
Il cuore della cella di produzione completamente chiusa è una macchina IntElect 350/830-1100H-450L-450Y. L'ampio spazio dello stampo, combinato con un'elevata distanza tra i tiranti, ottimizza l'ambiente di lavoro, garantendo la massima precisione con movimenti paralleli e dinamici. "In linea di principio, ci sono quattro stazioni di stampaggio e sovrastampaggio", spiega Klaus Rahnhöfer, Senior Business Development Engineer di Automation & Robotics presso Sumitomo (SHI) Demag. Rahnhöfer è un esperto comprovato di tecnologia multicomponente, con una vasta esperienza nell'ingegneria meccanica e degli utensili e nelle soluzioni di automazione integrate. Sia Kocher che Rahnhöfer hanno progettato ed eseguito il progetto dall'inizio alla fine.
Il processo a più fasi
Alla stazione uno, sul lato operativo della cella di produzione, il nucleo centrale dell'impugnatura dell'utensile viene realizzato con la tecnica di schiumatura MuCell. Quando l'utensile si apre, l'espulsore si sposta in avanti e solleva la piastra, facendola ruotare di 90 gradi in senso antiorario. L'espulsore ritorna e l'utensile si chiude. "I pezzi vengono inseriti nella stazione successiva ritirando la piastra", spiega Rahnhöfer.
La seconda stazione è l'unità di iniezione a L. Si trova nella parte inferiore dell'utensile. Qui, i nuclei interni dell'impugnatura sono sovrastampati con un materiale più duro per aumentare la stabilità e la resistenza. Dopo l'apertura, l'espulsore avanza e solleva la piastra, la ruota di altri 90 gradi in senso antiorario, torna indietro e richiude l'utensile.
La terza stazione è l'unità di iniezione a Y. Qui, un componente morbido in TPE per elevate coppie di serraggio viene applicato all'impugnatura del prodotto. Infine, nella quarta stazione, ogni pezzo viene sverniciato da un tira anime idraulico e da un raschiatore. Questa fase si trova nella parte superiore dello stampo, dove non ci sono inserti sagomati. In questo modo lo stampo rimane chiuso e i tre processi di iniezione possono continuare a funzionare senza interruzioni. "Le maniglie sono montate su entrambi i lati delle loro spine, in modo da poter essere spogliate e rimosse dal robot", chiarisce Rahnhöfer.
Un design unico per ridurre i tempi di ciclo
Grazie a un design efficiente, in cui la rimozione del prodotto avviene contemporaneamente ai processi di sovrastampaggio, il tempo di ciclo complessivo si riduce di circa cinque secondi. "È un risultato spettacolare", osserva Rahnhöfer.
Riferendosi ad altre caratteristiche speciali del progetto, Rahnhöfer richiama l'attenzione sul posizionamento individuale di ogni fase di iniezione: "Per semplificare il cambio della vite, abbiamo intenzionalmente scelto di disporre tutte e tre le unità di iniezione in orizzontale, la seconda (L) con un angolo di 90 gradi e la terza (Y) con un angolo di 40 gradi".
Per affrontare un'altra potenziale sfida - l'altezza del soffitto di 3,3 metri nel capannone di produzione - è stato scelto un robot ABB a 6 assi di S.A.R.. Questo ha permesso al team di progettazione di posizionare il robot su una base più alta, consentendogli di raggiungere le barre della pressa a iniezione, di rimuovere il prodotto dall'alto e di posizionare i pezzi finiti su un nastro trasportatore, conferma Rahnhöfer. "Allo stesso tempo, abbiamo tenuto conto del portafoglio prodotti esistente dell'azienda, assicurandoci che il sistema e il robot fossero compatibili per la manipolazione e il sovrastampaggio di tutte le gamme", aggiunge lo specialista dell'automazione.
Precisione a tutto tondo
PB Swiss Tools costruisce da sé le pinze per le impugnature degli utensili, adattandole alle diverse dimensioni delle SKU. "Ogni nuovo formato di impugnatura richiede tre coppie di nuovi inserti. Il produttore di utensili ha fatto un lavoro eccellente", afferma Klaus Rahnhöfer, sottolineando che la precisione di stampaggio su macchine completamente elettriche contribuisce a ridurre gli scarti di materiale. "Poiché il progetto prevede molte varianti di prodotto, sono necessari numerosi cambi di inserti e pinze. L'elevata precisione è essenziale per mantenere il più basso possibile lo scarto di avviamento", conclude.
La serie IntElect è rinomata per la sua elevata precisione ed efficienza. Gran parte di questo risultato può essere attribuito ai servomotori dell'azienda, progettati e costruiti internamente da Sumitomo (SHI) Demag. Il dosaggio è completamente elettrico per garantire il massimo grado di precisione. Il design della macchina è inoltre caratterizzato da un esclusivo sistema automatico di trazione dei tiranti sul lato operativo. "I paranchi a tirante sono normalmente utilizzati solo nelle macchine idrauliche, ma noi li abbiamo adattati alle nostre macchine completamente elettriche", riferisce Rahnhöfer. Inoltre, il servomotore dell'azionamento dell'indice è stato integrato nel sistema di controllo.
"La precisione della pressa a iniezione completamente elettrica è stata una considerazione importante", conferma Mathias Gerber, responsabile dell'ingegneria delle materie plastiche presso PB Swiss Tools. Tuttavia, un buon servizio e tecnologie innovative che rispondessero a tutte le esigenze dell'azienda sono stati fattori decisivi per la scelta di Sumitomo (SHI) Demag. "Abbiamo contattato diversi produttori di macchine, ma la soluzione di Schwaig era di gran lunga la migliore", conferma, "Grazie all'eliminazione della quarta posizione nell'utensile chiuso, risparmiamo tempo di ciclo che, in ultima analisi, ci consentirà di ottenere un ROI più rapido. Anche l'utilizzo di un'unità index piuttosto che di un robot è stato un vantaggio persuasivo che ha convinto il nostro team di gestione a sostenere questo investimento", spiega Gerber.
L'entusiasmo per questo progetto ha trovato eco in tutto lo stabilimento. Urs Wespi, direttore di produzione dello stabilimento di stampaggio a iniezione PB Swiss Tools, riferisce: "Decenni di esperienza di lavoro con la tecnologia installata da Sumitomo (SHI) Demag e dall'agenzia MAPAG mi riempiono di fiducia. Le macchine non sono soggette a guasti. Tuttavia, quando si ha bisogno di assistenza, il servizio del team è sempre eccellente. Se un errore non può essere risolto con l'assistenza telefonica, un tecnico dell'assistenza arriva entro 24 ore. Pochi produttori di macchinari sono così reattivi".
A fronte di questo impegno senza compromessi per la qualità, il produttore svizzero di utensili sostiene che non è un caso che "lavora con i migliori". Come Sumitomo (SHI) Demag, il costante sviluppo per soddisfare i requisiti più elevati dei suoi utenti è ciò che li spinge. PB Swiss Tools produce ogni anno circa 13 milioni di utensili manuali professionali e dispositivi medici, tutti sviluppati e prodotti in Svizzera. Molti dei loro 3.000 prodotti dal design ergonomico sono garantiti a vita.