Klein, Kleiner, Mikro

Das Mikro-Spritzgießverfahren ist in der Kunststoffbranche schon lange etabliert. So werden bereits Thermoplast-Bauteile mit mikrostrukturierten Oberflächen, Mikropräzisionsformteile mit Toleranzen im Mikrometer-Bereich sowie Mikrobauteile mit einem Gewicht von minimal 10 mg in Großserie spritzgegossen. Silicon-Bauteile gehorchen jedoch anderen Gesetzmäßigkeiten. Das österreichische Unternehmen Starlim Sterner produziert jährlich etwa 10 Milliarden Bauteile aus LSR für die Automobil-, Life Science- und Industriebranche. Es ist das erste Unternehmen, dem es gelungen ist, Mikrobauteile von unter 10 mg aus LSR in Großserie zu produzieren. Dabei sind alle LSR-Härtegrade von 20 bis 80 Shore-A einsetzbar.

Mit bloßem Auge ist es kaum zu erkennen: Ein Bauteil mit Abmessungen von wenigen Millimetern verfügt über präzise Vertiefungen oder Hinterschnitte, genau wie sie von großen Bauteilen bekannt sind. Außerdem können solche Mikrobauteile, die beispielsweise in Uhren, in elektrischen Mikrogehäusen sowie in Insulinpumpen, Hörgeräten oder weiteren medizinischen Apparaten Anwendung finden, sogar in Zweikomponenten-Technologie ausgeführt sein, entweder in Thermoplast-LSR- oder in LSR-LSR-Kombination.

Physikalische Fertigungsgrenzen überschritten

„Es ist nicht leicht, derartig kleine Bauteile auf einer Spritzgießmaschine herzustellen", erklärt der Projektverantwortliche Roland Pirsic, „schließlich mussten die physikalischen Grenzen in der Fertigung überschritten werden, eine Skalierung von groß auf klein war in diesem Falle nicht möglich." Die Spezialisten bei Starlim Sterner haben einen Weg gefunden, Mengendosierung, Spritzgießmaschine, Werkzeug, Entnahmeeinheit und Verpackung in ein harmonisches Zusammenspiel zu bringen. „Mit unserer neuen Technologie sind wir im Markt einzigartig. Micro Molding von LSR ist unser Alleinstellungsmerkmal.

Für die Herstellung von LSR-Mikrobauteilen setzt der Hersteller eine kleine Spritzgießmaschine mit einer Schließkraft von 10 kN ein. Sie ist mit zwei Einspritzeinheiten versehen, eine für die Thermoplastkomponente, die andere für die LSR-Komponente. Das exakte Mischungsverhältnis der Grundkomponenten und Additive wird sichergestellt. Für beide Komponenten beträgt das maximale Schussvolumen 150 mm³, die Anspritzung erfolgt in einem offenen Düsenkonzept. Die verfügbare Formfläche im Werkzeug beträgt 17 mm im Durchmesser, die maximale Kavitätstiefe aufgeteilt auf Anspritzseite und Ausstoßerseite beträgt 12 mm. Um Bauteilbeschädigungen zu vermeiden, wird die Schließeinheit sehr exakt geführt.

Eine Handlingeinheit entnimmt die Mikroteile und legt sie ab, während ein Kamera- und Bildverarbeitungssystem die Teilegeometrie überwacht. Optional ist die Spritzgießmaschine mit einem Reinraummodul zu verwenden, sodass auch medizinische Bauteile mit der geforderten Reinheit produziert werden können.