Mikro-Spritzgießen: Intelligentes Material intelligent verarbeitet

Auf der Swiss Plastics Expo zeigt Krauss Maffei, wie das Mikro-Spritzgießen mit LSR unter Reinraumbedingungen inklusive Nachbearbeitung funktioniert.

„Die Schweiz ist ein Markt für High-End-Technologien und eine etablierte Kompetenzregion – exakt die Merkmale, die das Mikro-Spritzgieß-Exponat eindrucksvoll auf der Swiss Plastics Expo adressiert“, erklärt Bruno Schleiss, Geschäftsführer Krauss-Maffei (Schweiz) AG. Die PX 25-55 Cleanform, mit einer Schließkraft von 250 kN die kleinste vollelektrische Baugröße von Krauss Maffei, zeigt sehr anspruchsvolles medizinisches Mikrospritzgießen mit Flüssigsilikon (LSR). Eine Mikro-Membran mit einem Gewicht von nur 0,0375 g entsteht mit einem Schussgewicht von nur 0,3 g (8-fach-Kavität). Die Zykluszeit beträgt 30 s.

Die präzise Dosierung derart kleiner Schussgewichte erfolgt über eine komplett neue Dosierung des Partners Nexus Elastomer Systems: Die kompakte Systemlösung sorgt für eine hochpräzise Dosierung des niedrigviskosen Materials. Das Plastifizieren der Mikroschussgewichte übernimmt die neu entwickelte 12 mm Schnecke von Krauss Maffei, die es erst ermöglicht, solch kleine Gewichte zu realisieren.

Auch die Automation wurde speziell für diese filigrane Anwendung optimiert. Das Schlitzen der flexiblen Mikro-Membran geschieht noch im Werkzeug mittels feiner Messer, die in den Greifer integriert sind. Die Entnahme und das Verbeuteln in der Anlage werden über ein Kamerasystem kontrolliert und durch einen IR-Roboter Kuka IR 6 R 900 Agilus unterstützt.

Dank der konsequenten Modulbauweise ist auch die kleinste PX 25 wie alle PX-Maschinen von Krauss Maffei einfach mit der benötigten Reinraum-Ausstattung aufzurüsten. Dazu gehören neben der obligatorischen Reinraumtechnik für laminare Luftströme auch gekapselte Antriebe, antistatische Lackierung, erhöhte Maschinenfüße bis zum FDA-konformen Hydrauliköl.

Digitale Lösungen zur Prozessverbesserung sowie der Sammlung und Auswertung von Daten ergänzen das Angebot der PX 25 auf der Swiss Plastics Expo. Die Maschinenfunktion APC Plus (Adaptive Process Control) zeigt auch bei dieser Mikrospitzgieß-Anwendung mit LSR ihre Stärken und sorgt für eine hohe Schussgewichtskonstanz und damit konstante Bauteilqualität. Das ist gerade bei dem kostenintensiven Werkstoff LSR ein Argument.

Der Dataxplorer bietet einen weiteren Mehrwert. Er zeichnet bis zu 500 verschiedene Signale der Spritzgießmaschine innerhalb einer Millisekunde als kontinuierliche Kurvenverläufe auf und gestattet damit einen einzigartigen Blick in die Tiefe von Prozess und Hardware. Es gibt kaum Fragestellungen, die damit nicht untersucht werden können. „Alle Produktionsvorgänge können bei entsprechender Kennzeichnung der Formteile noch Jahre später schussgenau zugeordnet werden. Speziell für Kunden in der Medizintechnik oder auch bei sicherheitsrelevanten Bauteilen ist solch eine lückenlose Dokumentation zwingend gefordert“, ergänzt Schleiss. Besucher auf dem Messestand auf der Swiss Plastics Expo können diese Daten anhand eines gedruckten QR-Codes auf den verbeutelten Bauteilen nachverfolgen.

Der Markt für die Silikon-Verarbeitung wächst weltweit zweistellig. Der Werkstoff ist nicht nur flexibel und temperaturbeständig. Er überzeugt als alterungsbeständig, schwer entflammbar und bakteriell resistent. Auch entwickelt sich der Werkstoff ständig weiter. Die neue Generation an Silikonen weist deutlich verbesserte Eigenschaften auf: Sie vernetzen  bei niedrigeren Temperaturen schneller, sind temperfrei oder man kann sie für optische Anwendungen einsetzen. „Dadurch ergeben sich ganz neue Einsatzmöglichkeiten zum Beispiel in der Medizintechnik oder im LifeScience-Bereich“, so Schleiss.

Partner von Krauss Maffei bei dem Messeexponat auf der Swiss Plastics Expo sind die Firmen Momentive Performance Materials, Nexus Elastomer Systems, Sensopart Industriesensorik, Automated Packaging Systems, Gimatic Vertrieb, iba, gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik sowie Max Petek Reinraumtechnik.

sk