Schwaig, lipiec 2024 r. - Znany szwajcarski producent narzędzi ręcznych - PB Swiss Tools AG - zainstalował niedawno jedno z najbardziej innowacyjnych rozwiązań w zakresie formowania wtryskowego w swoim zakładzie produkcyjnym w Szwajcarii. Zaprojektowany w celu zwiększenia wydajności i zmaksymalizowania precyzji produkcji, w pełni zautomatyzowany system potwierdza doświadczenie Sumitomo (SHI) Demag w projektowaniu wysoce złożonych, wielokomponentowych gniazd wtryskowych.
W pełni zautomatyzowana cela składa się z wydajnej, energooszczędnej wtryskarki IntElect 350 ton. Wyposażona w najnowszą technologię łączenia różnych materiałów, może formować trzy różne materiały, w tym MuCell na wewnętrzną część uchwytu narzędzia. Zgodnie z czteroetapowym procesem, komórka wykorzystuje 6-osiowego robota ABB połączonego z napędem płyty indeksowej, aby płynnie obracać, prezentować i usuwać komponent po zakończeniu każdego etapu obtrysku. Odbiór instalacji w Schwaig miał miejsce pod koniec maja 2024 r., a następnie w lipcu nastąpiła dostawa do Szwajcarii. Uruchomienie zaplanowano na koniec sierpnia.
Wczesne wdrażanie technologii
Jak informuje Urs Kocher, kierownik projektu w MAPAG Maschinen AG w Bernie, firmie reprezentującej Sumitomo (SHI) Demag w Szwajcarii, PB Swiss Tools jest postrzegane jako "klient latarni morskiej" w Szwajcarii. "Jesteśmy niezmiernie dumni, że mogliśmy wesprzeć tak prestiżowego klienta. Było to możliwe tylko dzięki ciężkiej pracy i starannym wysiłkom wszystkich zaangażowanych stron - od planowania projektu po wdrożenie i dostawę do klienta. Sumitomo (SHI) Demag był w stanie zapewnić swoje doświadczenie jako wybitny lider w dziedzinie w pełni elektrycznych wtryskarek, Technologii łączenia różnych materiałów, specjalnych zastosowań i Automatyzacji", dodaje Kocher.
Linia produkcyjna uosabia elastyczność. Oprócz produkcji nowych, ergonomicznie ukształtowanych uchwytów dla nowych produktów, linia jest również w stanie produkować szeroką gamę rozmiarów uchwytów z istniejącego portfolio produktów PB Swiss Tools. W przypadku większości produktów wewnętrzna część rękojeści jest formowana przy użyciu technologii piankowej MuCell w celu zmniejszenia wagi i zwiększenia stabilności wymiarowej. Rdzeń rękojeści jest następnie obtryskiwany sztywnym materiałem w celu zwiększenia stabilności i wytrzymałości. Proces kończy się nałożeniem obtrysku TPE, aby zapewnić użytkownikom bardziej miękki i ergonomiczny chwyt. Korzystając z funkcji rozpoznawania chwytaka, na każdym etapie procesu obtryskiwania wybierane są prawidłowe instrukcje dotyczące danych narzędzia i gramatury materiału. Samo to było złożonym wyzwaniem ze względu na konfigurację narzędzi do formowania i różnorodność stosowanych polimerów.
Sercem w pełni zamkniętego gniazda produkcyjnego jest maszyna IntElect 350/830-1100H-450L-450Y. Zapewniająca maksymalną precyzję dzięki równoległym, dynamicznym ruchom, duża przestrzeń formy w połączeniu z wysokim prześwitem drążka kierowniczego optymalizuje przestrzeń roboczą. "Zasadniczo istnieją cztery stacje formowania i obtrysku", wyjaśnia Klaus Rahnhöfer, starszy inżynier ds. rozwoju biznesu w dziale Automatyzacji i Robotyki w Sumitomo (SHI) Demag. Pan Rahnhöfer jest sprawdzonym ekspertem w dziedzinie technologii łączenia różnych materiałów, z bogatym doświadczeniem w zakresie narzędzi i inżynierii mechanicznej, a także zintegrowanych rozwiązań automatyzacji. Zarówno Kocher, jak i Rahnhöfer zaprojektowali i zrealizowali projekt od początku do końca.
Wieloetapowy proces
Na stanowisku pierwszym po stronie operacyjnej gniazda produkcyjnego, środkowy rdzeń uchwytu narzędzia jest wytwarzany przy użyciu techniki spieniania MuCell. Po otwarciu narzędzia wyrzutnik przesuwa się do przodu i podnosi płytkę, obracając ją o 90 stopni w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Wyrzutnik powraca i narzędzie zamyka się. "Części są umieszczane w następnej stacji poprzez wycofanie płyty indeksującej" - wyjaśnia Rahnhöfer.
Stacja druga to jednostka wtryskowa L. Znajduje się on w dolnej części narzędzia. Tutaj wewnętrzne rdzenie uchwytów są obtryskiwane twardszym materiałem w celu zwiększenia stabilności i wytrzymałości. Po otwarciu wyrzutnik przesuwa się i podnosi płytkę, obraca ją o kolejne 90 stopni w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, powraca i ponownie zamyka narzędzie.
Stacja trzecia to jednostka wtryskowa Y. Tutaj na uchwyt produktu nakładany jest miękki element wykonany z TPE zapewniający wysokie momenty chwytania. Wreszcie, na czwartej stacji, każda część jest usuwana za pomocą hydraulicznego ściągacza rdzenia i skrobaka. Etap ten znajduje się w górnej części narzędzia formy, gdzie nie ma wyprofilowanych wkładek. Dzięki temu forma pozostaje zamknięta, a trzy procesy wtrysku mogą przebiegać bez zakłóceń. "Uchwyty są zamontowane po obu stronach kolców, dzięki czemu mogą być zdejmowane i usuwane przez robota" - wyjaśnia Rahnhöfer.
Unikalna konstrukcja skracająca czas cyklu
Dzięki wydajnej konstrukcji, w której usuwanie produktu odbywa się w tym samym czasie co procesy obtrysku, całkowity czas cyklu został skrócony o około pięć sekund. "To dość spektakularne", zauważa Rahnhöfer.
Odnosząc się do innych szczególnych cech projektu, Rahnhöfer zwraca uwagę na indywidualne pozycjonowanie każdego etapu wtrysku: "Aby uprościć wymianę ślimaka, celowo zdecydowaliśmy się ułożyć wszystkie trzy jednostki wtryskowe poziomo, drugą (L) pod kątem 90 stopni, a trzecią (Y) pod kątem 40 stopni".
Aby sprostać kolejnemu potencjalnemu wyzwaniu - wysokości sufitu w hali produkcyjnej wynoszącej 3,3 metra - wybrano 6-osiowego robota ABB firmy S.A.R.. Pozwoliło to zespołowi projektowemu na umieszczenie robota na wyższej podstawie, umożliwiając mu sięganie ponad prętami wtryskarki, usuwanie produktu z góry i umieszczanie gotowych części na przenośniku taśmowym, potwierdza Rahnhöfer. "Jednocześnie uwzględniliśmy istniejące portfolio produktów firmy, zapewniając, że system i robot będą kompatybilne z obsługą i obtryskiem wszystkich serii" - dodaje specjalista ds. automatyzacji.
Zapewnienie precyzji
PB Swiss Tools samodzielnie buduje chwytaki do uchwytów narzędziowych, dostosowując je do różnych rozmiarów SKU. "Każdy nowy rozmiar uchwytu wymaga trzech par nowych wkładek. Producent narzędzi wykonał tutaj świetną robotę" - zapewnia Klaus Rahnhöfer, wskazując, że w połączeniu z precyzją formowania na całkowicie elektrycznych maszynach pomaga to zmniejszyć straty materiału. "Ponieważ projekt obejmuje wiele wariantów produktów, wymagane są liczne zmiany wkładek i chwytaków. Wysoka dokładność ma zasadnicze znaczenie dla utrzymania jak najniższego poziomu odpadów początkowych" - podsumowuje.
Seria IntElect słynie z wysokiej precyzji i wydajności. W dużej mierze można to przypisać serwomotorom firmy, które zostały zaprojektowane i zbudowane we własnym zakresie przez Sumitomo (SHI) Demag. Dozowanie jest w pełni elektryczne, aby zapewnić najwyższy stopień dokładności. Konstrukcja maszyny obejmuje również unikalny automatyczny podnośnik po stronie obsługi. "Podnośniki cięgnowe są zwykle używane tylko w maszynach hydraulicznych, jednak dostosowaliśmy je do naszych w pełni elektrycznych maszyn" - informuje Rahnhöfer. Ponadto serwomotor napędu indeksowego został zintegrowany z systemem sterowania.
"Precyzja w pełni elektrycznej wtryskarki była ważnym czynnikiem", potwierdza Mathias Gerber, kierownik ds. inżynierii tworzyw sztucznych w PB Swiss Tools. Jednak dobra obsługa i innowacyjne technologie, które spełniały wszystkie wymagania firmy, były decydującymi czynnikami przy wyborze Sumitomo (SHI) Demag. "Zwróciliśmy się do kilku producentów maszyn, ale rozwiązanie firmy Schwaig było zdecydowanie najlepsze", potwierdza, "Dzięki usuwaniu z czwartej pozycji w zamkniętym narzędziu, oszczędzamy czas cyklu, co ostatecznie zapewni nam szybszy zwrot z inwestycji". Użycie napędu indeksowego zamiast robotów było również przekonującą zaletą, która przekonała nasz zespół zarządzający do wsparcia tej inwestycji", wyjaśnia Gerber.
Entuzjazm dla tego projektu odbił się echem w całym zakładzie. Urs Wespi, kierownik produkcji w zakładzie formowania wtryskowego PB Swiss Tools mówi: "Dziesiątki lat doświadczenia w pracy z technologią zainstalowaną przez Sumitomo (SHI) Demag i agencję MAPAG napełnia mnie zaufaniem. Maszyny nie są podatne na awarie. Jednak gdy potrzebne jest wsparcie, obsługa ze strony zespołu jest zawsze doskonała. Jeśli jakikolwiek błąd nie może być rozwiązany za pomocą wsparcia telefonicznego, technik serwisowy przyjeżdża w ciągu 24 godzin. Niewielu producentów maszyn jest tak elastycznych".
Dorównując temu bezkompromisowemu zaangażowaniu w jakość, szwajcarski producent narzędzi twierdzi, że to nie przypadek, że "pracuje z najlepszymi". Podobnie jak Sumitomo (SHI) Demag, nieustanny rozwój w celu spełnienia najwyższych wymagań użytkowników jest tym, co ich napędza. PB Swiss Tools produkuje około 13 milionów profesjonalnych narzędzi ręcznych i urządzeń medycznych rocznie, wszystkie opracowane i wyprodukowane w Szwajcarii. Wiele z 3000 ergonomicznie zaprojektowanych produktów objętych jest dożywotnią gwarancją.