Neue Anwendungen in der Medizintechnik, der Automobilelektronik und weiteren Industriezweigen treiben die Nachfrage nach immer kleineren Bauteilen aus Flüssigsilikon (LSR). Starlim, Verarbeiter von Flüssigsilikon, hat sich darauf eingestellt und betreibt am Stammsitz in Marchtrenk eine eigene Abteilung für Mikrospritzguss. Dort entstehen Präzisionsbauteile auf „MicroPower“-Spritzgießmaschinen von Wittmann, teilweise unter Reinraumbedingungen. Diese Bauteile mit einem Gewicht von weniger als zehn Milligramm sind so genannte Mikroteile. Typische Anwendungen reichen von O-Ringen mit Abmessungen im Submillimeterbereich bis hin zu komplexen Zwei-Komponenten-Bauteilen für Hörgeräte.
Mikrospritzguss stellt höchste Anforderungen an die Prozessregelung
Im Mikrospritzguss entscheidet die Präzision der Maschinen unmittelbar über die Qualität des Endprodukts. Bereits kleinste Abweichungen bei Einspritzmenge, Druck oder Schließkraft können die Funktion eines Bauteils beeinträchtigen. „Die ‚MicroPower‘-Maschinen überzeugen durch eine außergewöhnliche Präzision in der Umsetzung sämtlicher Einstellparameter“, sagt Dominik Kreuzmayr, Teamleiter Marketing bei Starlim. „Diese extrem feinfühlige Dynamik kombiniert mit einer hochstabilen, absolut akkuraten Regelung setzt neue Maßstäbe. Hier denkt man wirklich neu über Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit nach.“ Bei den vorgestellten Hörgerätekomponenten liegen die Toleranzen des fertigen Zwei-Komponenten-Bauteils bei plus/minus zwei Mikrometern. Entscheidend dafür sind sowohl die Regelgenauigkeit der Spritzgießmaschine als auch die Präzision des Werkzeugs.
Präzision entscheidet über die Bauteilqualität
Die Werkzeuge entstehen im unternehmenseigenen Werkzeugbau. Neue Fertigungstechnologien wie Mikro-3D-Druck und Laserverfahren ermöglichen dabei die Herstellung hochpräziser Kavitäten für kleinste Bauteile. Gerade bei Hörgerätekomponenten beeinflusst die Präzision nicht nur den späteren Montageprozess. Auch die akustischen Eigenschaften der Membran hängen unmittelbar von der exakten Fertigung ab. Nach Angaben von Günter Polt, Anwendungstechniker für Mikrospritzguss bei Starlim, lassen sich viele Qualitätsmerkmale der Bauteile nur noch unter dem Mikroskop beurteilen.
Mikrospritzguss profitiert von integrierter Qualitätskontrolle
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Inline-Qualitätskontrolle. Bei den Hörgerätebauteilen sollen künftig die schwingungstechnischen Eigenschaften der Membran direkt nach dem Spritzgießen innerhalb der Werkzeugkavität überprüft werden. Dazu entwickelte der Werkzeugbau einen Robotergreifer mit integriertem Schallemitter und Lasermesssystem. Da sich die Bauteile während der Messung noch in einer definierten Position befinden, entfällt eine aufwendige Neuausrichtung für die Qualitätsprüfung. „Bei der Hörgerätekomponente haben wir durch innovative Werkzeugtechnologie und hocheffiziente Verarbeitungstechnik wirklich einen Durchbruch geschafft“, sagt Dominik Kreuzmayr.
Kompakte Produktionszellen vereinen mehrere Prozessschritte
Die „MicroPower“-Produktionszellen bündeln auf lediglich zwei Quadratmetern Stellfläche zahlreiche Prozessschritte. Neben der vollelektrischen Schließeinheit gehören unter anderem das patentierte Zwei-Stufen-Einspritzsystem, Materialhandling, Automatisierung, Temperierung und Qualitätssicherung zur Produktionszelle.
Das Maschinenkonzept ermöglicht es, den Einspritzkolben bis unmittelbar an die Trennebene des Werkzeugs zu führen. Dadurch reduziert sich der Anguss deutlich oder entfällt vollständig. Besonders bei Flüssigsilikon trägt dies zu einem sparsamen Materialeinsatz bei, da ausvulkanisiertes LSR nicht recycelt werden kann. Darüber hinaus lassen sich unterschiedliche Automatisierungslösungen integrieren, darunter auch von Starlim selbst entwickelte Handlingsysteme.
Mikrospritzguss bietet Flexibilität für unterschiedliche Anwendungen
Heute betreibt Starlim mehrere „MicroPower“-Spritzgießmaschinen in Marchtrenk. Neben Einkomponenten-Anlagen kommen Zwei-Komponenten-Maschinen sowie eine Verbundanlage mit zwei verketteten Maschinen zum Einsatz. Dadurch lassen sich sowohl Zwei-Komponenten-Bauteile als auch Einkomponenten-Produkte wirtschaftlich fertigen. Ein wachsender Anteil der Projekte entfällt auf Mehrkomponenten-Anwendungen. Gleichzeitig bleiben hohe Stückzahlen charakteristisch für den Mikrospritzguss. Produktionslose in Millionenhöhe gehören bei Starlim zum Alltag.
„‚MicroPower‘-Maschinen arbeiten bei diesen extremen Anforderungen stabil und ermöglichen uns einen sicheren Prozess“, erklärt Dominik Kreuzmayr und ergänzt abschließen: „Wir kommunizieren auf kurzen, schnellen Wegen und haben bislang schon für jede Herausforderung gemeinsam eine Lösung gefunden. Durch unsere gute Partnerschaft können wir wirklich alles herausholen, was die Maschinen technologisch bieten.“
