Die Grenzen des Machbaren sprengen

KUNSTSTOFF XTRA
VERARBEITUNG
Ideenfabrik Mikrospritzguss
Die Grenzen des Machbaren sprengen
Was haben eine Ameise und eine Fliege gemeinsam mit Mikrospritzguss? Antwort: Sie sind technische Wunder in
Kleinstformat. In den Bereichen Antriebstechnik, Fühler sowie Energie und Steuerung weisen sie weit kleinere und
technisch komplexere Merkmale auf, als wir heute künstlich herstellen können. Micro Systems (UK) Ltd. nimmt
sich diese technischen Kleinstwunder der Natur als Vorbild, um die Grenzen des Machbaren im Spritzguss zu
sprengen.
Bilder: Micro Systems
sche Möglichkeiten zu erforschen und zu
etablieren. Jeder kleinste Erfolg in Mikrometergrösse bedeutet einen grossen
Schritt für die Mikrotechnik.
Aktuelle Grenzen im
Mikrospritzguss
Bild 1: Mikroklemme mit einem Gewicht von
nur 0,001 Gramm.
Martin Ganz1
Standardspritzguss stösst bald einmal an
Grenzen, insbesondere im Grössen- und
Gewichtsbereich sowie hinsichtlich konstanter Qualität und im Toleranzbereich.
Ab einem Kleinstmass ist der Mikrospritzguss technisch und wirtschaftlich von
Vorteil, denn bei der Herstellung von Mikrospritzgussteilen werden die Herausforderungen immer grösser im gegensätzlichen Verhältnis zur Dimension.
Micro Systems (UK) Ltd. versucht von
Bewährtem zu lernen und übernimmt
ausgereifte Konstruktionen und Techniken als Vorbild aus der Natur. Das Unternehmen fokussiert ausschliesslich auf
den Bereich Mikrospritzguss und geht bis
an die Grenzen des Machbaren. Doch
spezielle Projekte erfordern es auch, über
diese Grenzen hinaus zu gehen und genau dort zeigt die Natur mögliche Lösungswege auf. Wo das derzeitige Wissen ansteht, dort beginnen die
Herausforderung und das Engagement
der Micro Systems, um weitere techni1
Martin Ganz, Produktionsleiter, Micro
Systems Österreich
6
Kleinste Teile sind im Bereich von 1 Milligramm und darunter zu finden. Solche
Produkte werden verwendet in Hörgeräten, Insulinpumpen, Herzschrittmachern,
Sensoren, usw.
Ein Beispiel solcher Kleinstteile ist die Mikroklemme. Diese wird verwendet, wenn
Gefässe bei Operationen unterbunden
werden müssen. Sie werden aus bioresorbierbarem Material gespritzt, welches
sich mit der Zeit im Körper ganz natürlich
und rückstandsfrei abbaut (Bild 1). Solche Klemmen werden in einem vollautomatischen Prozess hergestellt, inklusive
Handling, optischer Qualitätssicherung
und automatischer Verpackung.
Kleinstteile, bei denen die kleinsten Details funktionsentscheidend sind, wie
zum Beispiel das Operationsmaterial für
den Zahnarzt, gehören heute zum alltäglichen Standard. Für die zahnärztliche
Wurzelbehandlung wird das Obturationsmaterial mittels Spritzguss hergestellt. Es
wird ein röntgenopakes Material gespritzt, mit einem Spitzendurchmesser
von 0,18 mm.
Auch der Bereich Mikrooptik stellt einen
grossen Markt dar. Hauptsächlich in den
Bereichen Sensorik, Kamerasysteme, Beleuchtungstechnik, usw.
Die Produktion von medizinischen Mikrospritzgussteilen mit Details unter
100 µm (entspricht 0,1 mm) ist heute erreichbar; ein Beispiel ist die Herstellung
einer stressfreien optischen Linse mit einer maximalen Dicke von 100 µm und einem Fliesslängenverhältnis von 30:1.
Eine weitere Errungenschaft in der Mikrooptik ist das Spritzen von optischen
Strukturen (Struktur von Nano4U) mit
Details von nur 300 Nanometer (Bild 2).
Die optischen Strukturen im Nanometerbereich sind viel zu klein für das menschliche Auge. Diese können mittels Laserstrahls auf einen Hintergrund projektiert
und somit sichtbar gemacht werden (Bild
3). Die optischen Strukturen können ein
Bild 2: Optische Struktur mit Details von
300 Nanometer (500fache Vergrösserung).
Bild 3: Mittels eines Laserstrahls wird das
Hologramm sichtbar.
11/2015
KUNSTSTOFF XTRA
Bild 4: Die Löcher der Stecker sind bis zu
0,126 mm gross.
24h
SuperschnellLieferung
11/2015
Bild 5: Grössenvergleich: Im linken Fläschchen befinden sich 7000 Mikroklemmen, im
rechten Fläschchen 500 Stecker.
um ein mikrofluidisches Teil, welches
100 Mikron Mikrokanäle sowie integrierte
Optik mit einer Oberflächenqualität von
20 Nanometer Ra aufweist. Zudem werden mit diesem Produkt die Fähigkeiten
der «Nanostruktur» unter Beweis gestellt.
Als Fälschungsschutz der gespritzten Teile kann ein Kundenlogo als Hologramm
auf jedes gespritzte Teil platziert werden.
Ein weiteres Beispiel für ein Mikrospritzgussteil ist der Stecker (Bild 4) mit je
zwei 0,5 mm Stahlachsen, welche mittels
Präzisionsinserttechnologie in die Spritzform eingelegt werden. Jeder Stecker
weist Löcher auf, mit einer Dimension
von 0,126 mm Durchmesser. Diese Bauteile werden komplett – inklusive des
Überspritzens der Stahlachsen – von einer Fertigungszelle produziert. Bild 5 verdeutlicht den Grössenunterschied zwischen Steckern und Mikroklemmen.
Derzeit wird ein Grossteil der massenproduzierten Mikrospritzgussteile für den
medizinischen Bereich hergestellt. Aber
auch in der Automobilindustrie ist Mikrospritzguss kein Fremdwort mehr. Autos
Die Champions League der
Filterbranche – SF-Filter.
30’000 Filtertypen ab Lager für den Mobil- und Industriebereich.
sollen immer schneller, leichter und effizienter werden. Die Ameise zeigt auch
hier vor, dass man effizient das Mehrfache des Eigengewichtes transportieren
kann und wie weit entfernt die menschlichen Technologien im Vergleich mit der
Natur noch sind.
Mikrospritzguss ist mehr als nur die Grös
se der Spritzgussform, es beinhaltet auch
viele Jahre Erfahrung und Know-how mit
dem Umgang von grossen Aufgaben im
Kleinstformat. Auf den jährlichen Messen
Medtech und Compamed in Düsseldorf
werden diese Errungenschaften im Mi
krospritzguss vorgestellt. Diese Messen
bieten das optimale Forum, um die umfangreichen Möglichkeiten des Mi
krospritzgusses anhand von Beispielen
zu besichtigen und sich zu informieren.
Die Vision von Micro Systems (UK) Ltd.
ist es, gemeinsam mit ihren Kunden eine
Ideenfabrik für die Zukunft zu schaffen.
So wie die Natur es uns am Beispiel von
Ameisen und Fliegen vorzeigt, in der Mi
krosysteme bereits perfekt funktionieren.
Das Unternehmen ist zwar noch weit
entfernt, solche Systeme technisch zu
duplizieren, aber die aktuellen Projekte
zeigen, dass es sich auf dem richtigen
Weg befindet.
www.microsystems.uk.com/austria
Kontakt
Micro Systems (UK) Ltd.
Niederlassung Österreich
Europaring F09/101
A-2345 Brunn am Gebirge
Telefon +43 (0)2236 377 878
[email protected]
www.microsystems.uk.com/austria
n
heller > laufer
Kundenlogo, ein Barcode, ein Datumsstempel, usw. sein, wodurch jedes
einzelne Mikroteil spezifisch einem Kunden zugeordnet werden kann. Diese
hochspezifische Technologie bietet die
neuesten Möglichkeiten auf dem Markt
zur Verhinderung von Fälschungen und in
den Bereichen des Urheberschutzes.
Das Know-how von Micro Systems wurde
auch in der Entwicklung des Lab-on-aChip verwendet. Bei diesem Produkt
werden viele Mikrotechnologien zusammen angewendet, wie zum Beispiel das
Spritzen von mikromechanischen und
optischen Strukturen im Zusammenhang
mit dem Montagespritzguss. Lab-on-aChip bedeutet «Labor in Chipgrösse». Damit ist es je nach Anwendung möglich,
aus einer Kleinstmenge von Blut, Urin,
Speichel, Milch oder Wasser in kürzester
Zeit eine Diagnose zu erstellen. Ein Oberund Unterteil wird für den Lab-on-a-Chip
in einer Mikrospritzgussmaschine hergestellt und zusammengefügt. In einem
zweiten Schritt werden der Griff und eine
Dichtung eingespritzt, um die sensiblen
Strukturen zu schützen. Es handelt sich
VERARBEITUNG
SF-Filter AG
CH-8184 Bachenbülach
Tel. +41 44 864 10 60
www.sf-filter.com
7

Download Report