Mit der IntElect-Spritzgießmaschine von Sumitomo (SHI) Demag bekommt der Schweizer Hersteller von Handwerkzeugen 3K-Technik, MuCell-Technologie, Indexplatten-Antrieb und Automatisierung aus einer Hand.
Mit PB Swiss Tools AG, Wasen/Bern, hat die Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH, Schwaig, eines der renommiertesten Schweizer Unternehmen als neuen Kunden gewonnen. Möglich wurde die Zusammenarbeit durch die Realisierung einer komplexen Fertigungszelle, bestehend aus einer vollelektrischen IntElect Spritzgießmaschine mit 3-Komponententechnik, MuCell-Technologie, Indexplatten-Antrieb und kompletter Automatisierung. Ende Mai 2024 fand die erfolgreiche Abnahme der Anlage in Schwaig statt, im Juli folgte die Auslieferung in die Schweiz, die Inbetriebnahme ist für Ende August geplant.
„PB Swiss Tools ist in der Schweiz ein so genannter lighthouse customer“, berichtet Urs Kocher, der das Projekt für die Mapag Maschinen AG, Bern, die Sumitomo (SHI) Demag in der Schweiz vertritt, betreut. „Wir sind stolz darauf, dass wir so einen Kunden gewinnen konnten. Das war nur dank einer Spitzenleistung von allen Beteiligten – von der Projektierung bis zur Realisierung und Lieferung an den Kunden – möglich“, erzählt er und ergänzt: „Sumitomo (SHI) Demag konnte hier seine Kompetenzen als Technologieführer bei vollelektrischen Spritzgießmaschinen, Mehrkomponenten-Technik, Spezialanwendungen sowie Automatisierung voll ausspielen.“
v. l.: Mathias Gerber, Urs Wespi (beide PB Swiss Tools), Klaus Rahnhöfer (Sumitomo (SHI) Demag), Peter Kirst und Urs Kocher (beide Mapag) bei der Abnahme der IntElect2 350/830-1100H-450L-450Y in Schwaig. (Foto: Sumitomo (SHI) Demag)
IntElect als Herzstück der Fertigungszelle
Die Fertigungslinie ist flexibel einsetzbar: Gefertigt werden sowohl neue, ergonomisch geformte Griffe für Handwerkzeuge, als auch welche aus dem bereits bestehenden Produktportfolio von PB Swiss Tools. Dabei wird eine alte Produktlinie durch die neue ersetzt. Zudem werden mehrere unterschiedliche Griffgrößen produziert. Dabei müssen variierende Schussgewichte und Werkzeugdatensätze mit Greifererkennung aufeinander abgestimmt werden – eine äußerst komplexe Herausforderung für die Anordnung im Werkzeug und die Zuordnung der Kunststoffe. Zunächst wird der Griff-Kern mit MuCell geschäumt. Dieser Griff-Kern wird dann mit kompaktem Hartmaterial überspritzt, um die Stabilität und Festigkeit zu erhöhen. Anschließend wird eine Weichkomponente aus TPE für hohe Griffdrehmomente und optimale Haptik appliziert.
Herzstück der komplett eingehausten Fertigungszelle ist eine IntElect 350/830-1100H-450L-450Y. Großer Werkzeugraum, hohe Präzision, abgestimmte Antriebe der Einspritzachsen, geringer Energieverbrauch, kurze Zykluszeiten und parallele, dynamische Bewegungen sind die wichtigsten Merkmale der vollelektrischen Maschine. „Im Prinzip haben wir vier Stationen“, erklärt Klaus Rahnhöfer, Senior Engineer BD Automation & Robotics bei Sumitomo (SHI) Demag. Der ausgewiesene Fachmann in Mehrkomponenten-Technik besitzt viel Erfahrung im Werkzeug- und Maschinenbau sowie bei Automatisierungslösungen. Er hat das ganze Projekt mit Kocher konzipiert und in die Umsetzung gebracht.
Mit MuCell geschäumte Kerne, zwei Hartkomponenten, Touch-Element
„An Station eins werden im Spritzgießwerkzeug bedienseitig die mit MuCell geschäumten Griff-Kerne produziert. Nach dem Öffnen fährt der Auswerfer vor und hebt die Platte ab. Dann dreht diese 90 Grad im Gegenuhrzeigersinn. Der Auswerfer fährt zurück und das Werkzeug schließt. Durch das Zurückziehen der Indexplatte werden die Teile in die nächste Station eingelegt“, beschreibt er den Prozess. „Station zwei ist dann das L-Spritzaggregat, im Werkzeug unten. Hier werden die inneren Kerne mit dem zweiten Kernmaterial überspritzt. Nach dem Öffnen fährt der Auswerfer vor und hebt die Platte ab, dreht sie um 90 Grad im Gegenuhrzeigersinn und fährt wieder zurück. Das Werkzeug schließt“, so Rahnhöfer.
Station drei ist das dazwischen positionierte Y-Spritzaggregat, im Werkzeug bediengegenseitig angeordnet. Hier wird das Touch-Element aus TPE angespritzt. Der Ablauf ist wie in den beiden vorherigen Stationen. An der vierten Station schließlich werden die Teile per hydraulischem Kernzug abgestreift, der Abstreifrechen befindet sich oben im Werkzeug. „Die Entnahme erledigt ein Roboter. Das Besondere: Sie erfolgt aus der geschlossenen Form, während die anderen drei Spritzprozesse laufen“, erklärt Rahnhöfer. „Die vierte Station ist oben im Werkzeug offen, es gibt keine Kontureinsätze. Die Griffe stecken beidseitig freigestellt auf ihren Dornen. So können sie abgestreift und vom Roboter übernommen werden.“
Entnahme aus dem geschlossenen Werkzeug spart Zykluszeit
Auf diese Weise sei die Entnahme nicht zykluszeitbestimmend und es würden rund fünf Sekunden gespart. „Das ist ziemlich spektakulär“, erklärt der Experte und verweist auf weitere Besonderheiten des Projekts, wie etwa die spezielle Stellung der Aggregate: „Ursprünglich sollte das dritte Aggregat liegend positioniert werden. Aber um den Schneckenwechsel zu vereinfachen haben wir uns entschieden, alle drei Spritzaggregate horizontal anzuordnen, das zweite (L) im 90-Grad- und das dritte (Y) im 40-Grad-Winkel.“
Auch für den 6-Achs-Robot von ABB als Teil der von Sumitomo (SHI) Demag projektierten S.A.R.-Anlage musste eine spezielle Konstruktion gewählt werden. „Er befindet sich auf einem höheren Sockel, damit er über die Holme der Spritzgießmaschine kommt. Gleichzeitig war hier die Deckenhöhe der Produktionshalle mit nur 3,30 Metern ein begrenzendes Element. Aber es ist uns gelungen, diese Herausforderung zu meistern“, so Rahnhöfer. Nach der Entnahme von oben legt der Roboter die fertigen Teile auf ein Förderband. Anlage und Robot seien zudem auch dafür ausgelegt, das bestehende Sortiment zu bedienen, ergänzt er.
Servomotoren, automatischer Holmzug und vollelektrische Dosierung für hohe Präzision
Die Greifer für die Werkzeuggriffe baut PB Swiss Tools selbst – und stimmt sie auf unterschiedliche Größen ab. „Bei jeder neuen Griffgröße werden jeweils drei Paar neue Einsätze benötigt. Der Werkzeugbauer hat hier hervorragende Arbeit geleistet“, blickt Rahnhöfer zurück und weist darauf hin, dass auch von der vollelektrischen Spritzgießmaschine höchste Präzision gefordert war. „Da bei dem Projekt viele Varianten und viele Anordnungen verwirklicht werden und somit viele Wechsel vonnöten sind, war besonders hohe Genauigkeit gefragt, um den Anfahrausschuss möglichst gering zu halten“, resümiert er.
Die IntElect 350/830-1100H-450L-450Y arbeitet dank hauseigener Servomotoren von Sumitomo (SHI) Demag besonders präzise und effizient. „Die Maschine hat als Besonderheit einen automatischen Holmzug auf der Bedienseite. Er wurde von den sonst bei hydraulischen Maschinen zum Einsatz kommenden Holmzügen nun auch auf vollelektrische Maschinen adaptiert“, berichtet Rahnhöfer. Darüber hinaus sei der Servomotor des Indexantriebs in die Steuerung integriert worden. Zudem werde die Dosierung vollelektrisch realisiert – alles mit dem Ziel, hohe Präzision sicherzustellen.
Service und Innovationskraft war ausschlaggebend
„Die Präzision der vollelektrischen Spitzgießmaschine war ein wichtiges Kriterium“, bestätigt Mathias Gerber, Plastics Engineering Manager bei PB Swiss Tools. Entscheidend für den Zuschlag an Sumitomo (SHI) Demag seien jedoch der gute Service und die innovative Umsetzung der Anforderungen gewesen. „Wir haben mehrere Maschinenhersteller angefragt, aber die Lösung aus Schwaig war die beste“, erklärt er. „Aufgrund der Entnahme aus der vierten Position im geschlossenen Werkzeug sparen wir Zykluszeit und haben einen schnelleren ROI. Bisher wurden die drei Komponenten durch Roboter umgesetzt, jetzt durch den Index-Antrieb. Das ist ein großer Fortschritt, der die Geschäftsleitung von der Investition direkt überzeugen konnte“, so Gerber.
„Als die Entscheidung für Sumitomo (SHI) Demag fiel, herrschte bei uns helle Begeisterung. Da haben sich zwei gefunden, war der erste Gedanke“, berichtet Urs Wespi, Fertigungsleiter in der Spritzerei von PB Swiss Tools. „Ich kenne das Unternehmen und die Vertretung Mapag schon seit fast 30 Jahren aus anderen Produktionsstätten und war immer sehr zufrieden. Zum einen sind die Maschinen nicht störungsanfällig und zum anderen ist der Service hervorragend: Sie bieten einen sehr guten telefonischen Support, also einen niederschwelligen Direktkontakt und sie sind bereit zu helfen. So werden viele Probleme schon gelöst, bevor kostenaufwändig jemand rausfährt. Wenn dann doch einmal ein Fehler behoben werden muss, kommt ein Servicetechniker innerhalb von 24 Stunden – das bieten viele Wettbewerber nicht.“
Höchste Präzision bieten die vollelektrischen Spritzgießmaschinen von Sumitomo (SHI) Demag – und höchste Präzision ist auch der Anspruch von PB Swiss Tools. Der weltweite Markt- und Qualitätsführer mit 145 Jahren Tradition fertigt aus rund 400 t hochwertigem Stahl mit eigener Rezeptur an zwei Standorten in der Schweiz jährlich rund 13 Millionen professionelle Handwerkzeuge sowie Medizinprodukte. Dank hoher Innovationskraft und höchster Präzision der Produkte entsteht eine kompromisslose wie auch zuverlässige Qualität. „Das Portfolio umfasst 3.000 ausgereifte und ergonomisch ideal geformte Handwerkzeuge, auf dessen Großteil der Hersteller lebenslange Garantie gibt.
