Ein Mini-Nadelverschlusssystem mit niedriger Bauhöhe ermöglicht es, die Vorteile des Mikrospritzgießens mit denen der Nadelverschlusstechnik zu kombinieren.

Dank niedriger Bauhöhe findet das neue Nadelverschlusssystem auch im beengten Bauraum einer Mikrospritzgießmaschine Platz.

Mikrospritzgießen in der Medizintechnik

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Mikrospritzgießen

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Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

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Medizintechnik

Die große Kunst der kleinen Teile

Wir zeigen, was die Heißkanaltechnik heute an mechanischer, elektronischer und digitaler Expertise aufbietet.

Die Überwachungseinheit smart Control ermöglicht die ganzheitliche Überwachung der Spritzgießproduktionszelle inklusive des Werkzeugs, Heißkanalsystems und aller Peripheriekomponenten. Der Anwendungsfall „Luer-Konnektor“ war auf der K 2022 zu sehen.

Zeitgemäße Spritzgießlösungen auf der K 2022, Teil 3: Heißkanaltechnik

Doriat, Clemens, Dr.

Digitale Transformation

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Innovationen und neue Technologie

Spritzgießwerkzeuge

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Normalien und Heißkanaltechnik

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Qualitätssicherung Kunststoff

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Sensoren / Messwertaufnehmer

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Alles geregelt

Die K 2019 in Düsseldorf wurde ihrem Anspruch, die Leitmesse für Kunststofftechnik zu sein, wieder einmal gerecht. Zumindest im Bereich Spritzgießen gab es Weltneuheiten – wenn man genau hingesehen hat.

Bild 1. Smart Operation – die Maschine wird mit nur noch vier Knöpfen bedient

16:9

Spritzgießtrends auf der K 2019

Schaumspritzgießen

Smart Factory

Energieeffizienz

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Spritzgießmaschinen, allgemein

Spritzgießmaschinen

Fließpressen

Handling, Handhabungstechnik für die spanende Fertigung

Automatisierungstechnik

Handling, Handhabungstechnik

Spritzgieß-Sonderverfahren

Spritzgießsimulation

Software

Simulation

Elastomer-Spritzgießen

Linearroboter für die Kunststoffverarbeitung

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Industrie 4.0

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Knickarmroboter

Montagetechnik

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Co-Injektion (Barriere-/Sandwich-Spritzgießen)

Hybrid-Spritzgießen (Metall / Kunststoff)

Ressourcenmanagement

Produktion

Mit digitaler Assistenz  zur technischen Exzellenz

Miniaturisierte Spritzgussteile sind in Optik, Elektronik, Automobil-, Medizintechnik etabliert. Die Simulation solcher Teile wird zunehmend für die Beschreibung einer anspruchsvollen Mikrostrukturabformung und Morphologiebildung angewandt.

Mikrospritzgieß-Füllsimulation mit angepassten Materialdaten in die Praxis umgesetzt

Simulation en miniature

Biofilme sind enorm widerstandsfähige Konglomerate von Keimen auf Materialoberflächen, die besonders in medizintechnischen Anwendungen häufig zum Problem werden. Die Reduzierung der primären Anhaftung der Keime sowie die Messung und Bewertung der Biofilmbildung auf Kunststoffoberflächen ist daher ein wesentliches Problem, das es zu lösen gilt.

Wassertropfen auf Silikonmaterialien. Links: ohne Struktur (hydrophob), rechts: mit periodischer Oberflächenstruktur (superabweisend)

Strukturierte Kunststoffoberflächen vermindern Anhaftung von Bakterien

Oberflächenbeschichtung

Holz

Oberflächentechnik

Chemische, biochemische Werkstoffprüfung

Werkstoffprüfung

Biofilmbildung prüfen und vermeiden

Über 400 Teilnehmer aus mehr als 40 Ländern informierten sich beim Arburg Summit: Medical 2020 zu aktuellen Entwicklungen, Anwendungen und Visionen und tauschten sich mit den zahlreichen Medizintechnik-Experten aus.

Arburg-Experte Sven Kitzlinger, Senior Application Manager Medical, beantwortete auf dem Arburg Summit: Medizintechnik 2020 Fragen der Teilnehmer zur Reinraumtechnologie und präsentierte Features einer Spritzgießmaschine, die live Nadelhalter für Insulin-Pens produzierte

Arburg Summit: Medical 2020

ARBURG gehört weltweit zu den führenden Maschinenherstellern für die Kunststoffverarbeitung. Das Produktportfolio umfasst ALLROUNDER Spritzgießmaschinen mit Schließkräften zwischen 125 und 6.500 kN, freeformer für die industrielle additive Fertigung sowie Robot-Systeme, kunden- und branchenspezifische Turnkey-Lösungen und weitere Peripherie.

ARBURG GmbH + Co KG  

https://www.arburg.com

Abkantmaschinen, -pressen, -bänke

Blechbearbeitungsmaschinen

Maschinen für die spanlose Fertigung

Anlagen für die Additive Fertigung

Antriebselemente

Lineartechnik

Maschinenelemente

Ceramic-Injection-Moulding, CIM

Condition Monitoring für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Kennzahlen

Qualitätsmanagement

Kennzahlen, Q-Leitstand, Q-Monitor

Kühlelemente, aktive

Kühlkörper

Elektromechanik

Management-Informationssysteme

Mehrfarben-Spritzgießmaschinen

Mikrobauteile

Montage

Mischer

Kunststoff-Aufbereitung

NE-Metalle

Metall Werkstoffe

PUR-Schäummaschinen

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Partikelschäumen

Produktionssystem

Rapid Manufacturing

Rapid Prototyping

Reinraumsysteme / -technik

Reinraumtechnik

Betriebsausrüstung / Betriebsmittel

Reporting-Tools

Rückverfolgbarkeit, Traceability

Schnecken und Plastifiziersysteme

Schnecken und Zylinder

Spanneinrichtungen

Systemperipherie

Spritzgieß-Zubehör und Einzelteile

Stetigförderer

Fördertechnik

Logistik

Trockner

Vorbeugende Instandhaltung für die spanende Fertigung

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Platzsparende Maschinenkonzepte für anspruchsvolle Produktionsumgebungen haben Konjunktur. Ein Praxisbeispiel aus der Pharmaindustrie zeigt, welchen Beitrag intelligente Maschinenfunktionen zur Unterstützung der Maschinenbediener und Dokumentation des Produktionsprozesses leisten.

Das Spritzgießen und Schlitzen einer LSR-Membran für einen Verschluss von Glasfläschchen für pharmazeutische Produkte stellt hohe Präzisionsanforderungen

KraussMaffei liefert maßgeschneiderte Kundenlösung für die LSR-Verarbeitung

Automatisierungszellen

Silikonkautschuk

Kunststoff Werkstoffe

Kautschuk / Elastomere

Gläserne Produktion

RKT beschäftigt sich bereits seit 45 Jahren mit der Herstellung von Kunststoffprodukten für die Medizin- und Industrietechnik. Ein Leuchtturmprojekt im anspruchsvollen Produktportfolio sind Disks zur Schnellanalyse multiresistenter Krankenhauskeime.

Ein Sechsachsroboter entnimmt die Spritzteile aus dem unter Schutzgasatmosphäre stehenden Werkzeug und transportiert sie in den Reinraum zur Weiterverarbeitung

Hightech-Fertigung lebensrettender Disks für die Schnellanalyse gefährlicher Keime

Eine runde Sache

Ewikon stellt auf der Fakuma 2021 die zweite Generation des Assistenzsystems smart Control vor. Im Vergleich zur Vorgängerversion bietet es neue Leistungsmerkmale und ist jetzt über OPC UA vollständig in die vernetzte Spritzgießproduktion integrierbar.

Die zweite Generation des smart Control-Assistenzsystems lässt sich über OPC UA vollständig in die vernetzte Spritzgießproduktion integrieren

Messe Fakuma

Smarte Prozessüberwachung

Nach einem Jahr erzwungener „Fakuma-Pause“ kündigt Wittmann Battenfeld als Highlight der diesjährigen Messe die neue servohydraulische Maschine SmartPlus an. Sie soll sich durch ein hohes Maß an Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und Wiederholgenauigkeit auszeichnen.

Die neue Maschine SmartPlus ist mit der Software HiQ Flow und dem Condition Monitoring System CMS-Light ausgestattet

Spritzprägen

Servohydraulisch, vollelektrisch, digitalisiert

Der Anybrid GmbH ist es gelungen, die sonst starr stehende Spritzgießmaschine in eine mobile, frei im Raum bewegbare Maschine zu verwandeln, mit der sich etwa Profile umspritzen lassen.

Die Spritzgießanlage Robin lässt sich am Arm eines Sechsachsroboters frei beweglich an die jeweiligen Anwendungspunkte schwenken. 

Automatisiertes Leichtbaumodul zur Funktionalisierung und Hybridisierung von Bauteilen

Hybridtechnik

Rohr- und Profilextrusion

Extrusion

Spritzgießen im Flug

Wittmann Battenfeld stellt mit der Fertigung eines Stützrings mit einer mikrometerdünnen Silikonmembran seine Kompetenz in gleich zwei Disziplinen unter Beweis: der Verarbeitung von Flüssigsilikon einerseits und der Herstellung von qualitativ hochwertigen Kleinstteilen andererseits.

LSR-Verarbeitung im Mikrospritzgießen

Bauteil mit interdisziplinärem Anspruch

Auf der Chinaplas in Schanghai plant Dr. Boy zwei kompakte Spritzgießautomaten aus seinem umfangreichen Produktprogramm zu zeigen (Anm. d. Red.: Die Messe war für April 2022 geplant, wurde aber auf einen noch nicht bekannten Zeitpunkt verschoben).

Kompakte Spritzgießmaschine Boy 25 E mit integriertem Entnahmehandling. 

Medizintechnik im Fokus

Auf der K 2022 zeigen sind die Themen Recycling, Nachhaltigkeit und Effizienz als technologische Treiber der Kunststoffbranche. Engel Austria, Dr. Boy sowie Windmöller & Hölscher erklären ihre Umsetzung der Themen im Video.

Kunststoffe.TV berichtet von der K 2022 | Nachhaltigkeit & Recycling | Messeneuheiten von Engel Austria✓ Dr. Boy✓ Windmöller & Hölscher✓ | ➤ Jetzt Videobeitrag ansehen!

Redaktionelle Kurzvideos von der K 2022

Steuerungen (Hardware und Software)

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Blasfolienextrusion

Polyethylenterephthalat

Thermoplaste

Kunststoff-Verpackungsmaschine

Sondermaschinen

Folien

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Folienblasanlagen

Extrusionsanlagen

Nachhaltige Premieren in der Kunststoffverarbeitung

Spritzgießen oder 3D-Druck? Diese Frage stellen sich Kunststoffverarbeiter immer häufiger. Beide Verfahren haben ihre Vorteile und Einschränkungen – das gilt auch für Bauteile im Mikromaßstab.

Spritzgießen oder 3D-Druck? Diese Frage stellen sich Kunststoffverarbeiter immer häufiger. Beide Verfahren haben ihre Vorteile und Einschränkungen Bei der Entscheidung sollte jedoch nicht nur die angestrebte Stückzahl als Auswahlkriterium dienen – das gilt auch für Bauteile im Mikromaßstab.

In der Vergangenheit wurde der 3D-Druck für das Prototyping und das Spritzgießen für die Produktion verwendet. Doch die additive Fertigung hat sich weiterentwickelt: Heute gibt es 3D-Drucktechnologien, mit denen Bauteile in Produktionsqualität hergestellt werden können – und zwar in den von ihnen gewünschten Mengen.

Zu diesen Technologien gehört die von Boston Micro Fabrication (BMF) entwickelte Projektionsmikro-Stereolithografie. Dabei handelt es sich um eine Form des 3D-Drucks im Mikromaßstab, die mit Kunststoffen, metallbeschichteten Kunststoffen, Keramik, Hydrogelen und Verbundharzen funktioniert.

Bis zu einer gewissen Stückzahl bringt der 3D-Druck viele Vorteile. Doch ab einem gewissen Übergangspunkt wird Spritzgießen rentabler. Dies liegt an den hohen Werkzeugkosten: Die Formen und Werkzeuge für den Kunststoffspritzguss kosten Zehn- oder sogar Hunderttausende von Euro und rentieren sich erst bei hohen Produktionsmengen. Doch neben der Stückzahl gibt es weitere wichtige Kriterien für den Einsatz der richtigen Fertigungstechnologie. Die folgenden zehn Faktoren sollte man berücksichtigen, wenn man sich zwischen Spritzguss und 3D-Druck entscheiden möchte.

Die Herstellung der Stahl- oder Aluminiumformen, die für das Spritzgießen benötigt werden, kann Wochen oder Monate dauern. Der Spritzgießer schickt dem Kunden dann Musterteile für Funktionstests und Maßhaltigkeitsprüfungen. Wenn die Erstmuster nicht den Anforderungen entsprechen, muss der Formenbauer das Werkzeug möglicherweise anpassen, was den Zeitplan des Projekts weiter verlängert.

Der 3D-Druck verkürzt die Vorlaufzeiten. Es wird kein Metallwerkzeug konstruiert, mechanische bearbeitet und getestet. Stattdessen erhalten die Kunden Musterteile. Sind Änderungen erforderlich, wird nur die 3D-Konstruktion geändert oder die Einstellung des 3D-Druckers angepasst. Mithilfe des 3D-Drucks lassen sich sogar Spritzgussformen in kleinen Stückzahlen herstellen. Wer aber hohe Stückzahlen in einem einzigen Durchgang fertigen muss, kommt mit Spritzgießen schneller ans Ziel.

Die Werkzeuge verursachen beim Spritzgießen die höchsten Kosten. Stahl ist teurer als Aluminium, die Metalle kosten auch mehr als 3D-Kunststoffe, die für den Bau von Kleinserienformen verwendet werden. Produktionsformen verursachen höhere Kosten als Prototypenformen. Insgesamt variieren beim Spritzgießen die Werkzeugkosten mit der Größe und Komplexität der Form. Beim 3D-Druck erübrigen sich diese Kosten.

Der Vergleich zwischen Spritzguss und 3D-Druck sollte vier Stückzahlen berücksichtigen:

<ul><li>Erstbestellung</li><li>Jahresproduktion</li><li> Gesamtstückzahl</li><li>Grenzstückzahl</li></ul>

Standardteile haben Grenzmengen im niedrigen Tausenderbereich. Kleine, hochpräzise Teile lohnen sich erst im Zehntausenderbereich.

Spritzguss und 3D-Druck verwenden teilweise die gleichen Materialien. Beispiele sind ABS, Acetal, Acryl, PEEK, PEI, Polycarbonat, Polyethylen und PTFE. Aber die Endeigenschaften der spritzgegossenen und 3D-gedruckten Materialien unterscheiden sich. Daneben unterstützt Spritzguss einige Materialien, die im 3D-Druck nicht verwendet werden können, und umgekehrt.

Kleinste Teile werden heute im Mikrospritzgießen hergestellt, allerdings mit hohen Werkzeugkosten und einigen Einschränkungen. Dazu gehören die Größe der Form, die Möglichkeiten der Maschine und die Mindestwandstärke des Bauteils. Die meisten 3D-Drucker sind bisher für die Herstellung mikroskopisch kleine Teile ungeeignet.

Die Toleranzen betragen bei unkritischen Anwendungen von Spritzgussteilen normalerweise ± 0,1 mm. Bei kritischen Bauteilen, wie in medizinischen Anwendungen, sind ± 0,025 mm üblich.

Bei der Projektionsmikro-Stereolithografie werden die Fertigungstoleranzen in Mikrometern statt in Millimetern (mm) gemessen. Da 1 Mikrometer 0,001 Millimeter entspricht, sind die Drucktoleranzen von ± 10µm ± 25µm besonders eng.

Spritzgussteile sind in der Regel fester als 3D-gedruckte Komponenten. Das liegt vor allem daran, dass diese in einem Materialschuss hergestellt werden, während der 3D-Druck die Teile Schicht für Schicht erzeugt. Es kommt aber auf die Materialauswahl an. Harze beispielsweise können als langlebige technische Materialien zur Herstellung funktionaler Endanwendungsteile verwendet werden.

Für das Spritzgießen kommen nur serienreife Bauteile infrage, die in hohen Stückzahlen hergestellt werden. Designänderungen nach Produktionsanlauf sind schwierig, zeitaufwendig und kostspielig.

Der 3D-Druck erlaubt dagegen viele Entwicklungsänderungen vom Prototyping bis zur Produktion. So werden Probleme schneller erkannt und korrigiert, ohne dass Werkzeuge verschrottet oder Material verschwendet wird. Ein wichtiger Vorteil bei Neuentwicklungen, die noch nicht ganz ausgereift sind.

Im Vergleich zum Spritzgießen ermöglicht der 3D-Druck die Herstellung von Bauteilen mit höherer Komplexität. Von Löchern in der Mitte der Teile über komplizierte Formen bis zu speichenähnlichen Merkmalen.

Beim Spritzgießen begrenzt die Werkzeugtechnik das Design. So können beispielsweise Teile mit rechten Winkeln beim Auswerfen brechen, oft werden Rippen zur Unterstützung benötigt.

Schließlich muss beim Vergleich von Spritzguss und 3D-Druck die Oberflächenbeschaffenheit berücksichtigt werden. Im Allgemeinen weisen 3D-gedruckte Teile eine rauere Oberfläche auf, die nach der Herstellung geglättet werden muss. Spritzgussteile können feinere Oberflächen haben, allerdings zu höheren Werkzeugkosten. Beim Kunststoffspritzguss enthalten die Teile Oberflächenfehler wie Angussabdrücke.

Spritzgießen ist ideal für die Großserienproduktion und für Projekte mit längeren Entwicklungszyklen. Spritzgießen funktioniert zwar bei Teilen in verschiedenen Größenklassen, bietet dabei aber weniger Gestaltungsfreiheit. 3D-Druck eignet sich besser für kleinere Produktionsläufe, Entwicklungen mit häufigen Änderungen und Projekte mit kürzeren Durchlaufzeiten.