Der Abstandhalter aus Teflon, der in Hochfrequenzbaugruppen zur Anwendung kommt, wurde ursprünglich als Drehteil gefertigt. Mittels Mikropräzisionsspritzguss lässt er sich deutlich wirtschaftlicher herstellen. (Bild: Rohde & Schwarz)
Einhausung und Absauganlage verhindern Emission giftiger Gase
Um den geforderten Toleranzbereich zu erreichen, stehen die Mikrospritzgießmaschinen in einem klimatisierten Raum, in dem Temperatur und Luftfeuchtigkeit konstant sind. (Bildquelle: Rohde & Schwarz)
Eine neue Entwicklung des Unternehmens im Bereich des Mikrospritzgusses ist ein Abstandhalter aus Teflon, der in Hochfrequenzbaugruppen zur Anwendung kommt. Dieses Teil, das ursprünglich als Drehteil gefertigt wurde, lässt sich mittels Mikropräzisionsspritzguss deutlich wirtschaftlicher herstellen als bisher. Die Umstellung dieses Drehteils aus Teflon auf Mikrospritzguss erforderte allerdings aufwendige Vorarbeiten, die ihre Ursache primär in den spezifischen Eigenschaften des Werkstoffs Teflon haben. Da bei der Heißverarbeitung von Teflon bei hohen Temperaturen gesundheitsschädliche Gase beziehungsweise Fluorverbindungen entstehen können, mussten Analysen durchgeführt werden, um abzuklären, welche Zersetzungsprodukte entstehen können und in welchen Mengen diese auftreten.
Wichtig war hierbei vor allem auch, ob diese gegebenenfalls Auswirkungen auf die Gesundheit der Mitarbeiter haben. Das Ausmaß der entstehenden Zersetzungsprodukte hängt dabei vom verarbeiteten Kunststoff selbst, von den zugefügten Additiven und vom angewandten Heißverarbeitungsverfahren sowie den dabei auftretenden Temperaturen ab. Die eingesetzten Mikrospritzgießmaschinen von Wittmann Battenfeld arbeiten bei einer Temperatur von ca. 350 °C, sind eingehaust und mit einer Absauganlage versehen.
Der Abstandhalter aus Teflon kommt in Hochfrequenzbaugruppen zum Einsatz. (Bildquelle: Rohde & Schwarz)
Um die freigesetzten Gase zu identifizieren, kam eine Thermomikrowaage gekoppelt mit einem Infrarotspektrometer zum Einsatz. Sie erfasste und analysierte die Massenänderungen und die ausgasenden Substanzen. Der Durchflussregler steuerte die Durchflussmengen für zwei Spülgase und ein Schutzgas. Die aus den Proben durch die thermische Analyse freigesetzten Gase wurden in das Fourier-Transform-Infrarotspektrometer geleitet, das einen Spektralbereich von 500 cm-1 bis 6.000 cm-1 abdeckt. Die Daten wurden online während der Messung übertragen. Dadurch konnte das Unternehmen einwandfrei belegen, dass die Mitarbeiter bei der Verarbeitung des Teflons nicht gefährdet werden.
Anschließend stellte das Unternehmen ein Versuchswerkzeug her, um zu prüfen, wie sich Teflon auf der Mikrospritzgießmaschine verarbeiten lässt. Nachdem der Prozess stabil lief und das Schwundverhalten ermittelt war, konstruierte das Unternehmen das Serienwerkzeug. Es entstand im eigenen Werkzeugbau auf einer Präzisionserodiermaschine. Nach der Bemusterung und dem Anpassen des Werkzeugs begann die Serienfertigung.
Rhode & Schwarz
Das 1933 gegründete Familienunternehmen Rohde & Schwarz mit Stammsitz in München hat sich auf die drahtlose Kommunikationstechnik spezialisiert. Der Elektronikkonzern mit kanpp 10.000 Mitarbeitern ist auf den Geschäftsfeldern Messtechnik, Rundfunk- und Medientechnik, Sichere Kommunikation, Cyber-Sicherheit sowie Funküberwachung- und Funkortungstechnik tätig. Im Bereich der Mobilfunk- und EMV-Messtechnik sowie der Sende- und Messtechnik für das digitale terrestrische Fernsehen ist das Unternehmen Weltmarktführer.
1969 wurde der Standort Teisnach eröffnet, der heute über 1.400 Mitarbeiter beschäftigt. Das Werk ist Systemlieferant und Kompetenzzentrum für mechanische und elektronische Fertigung im Werksverbund des Konzerns. Die Angebotspalette erstreckt sich dabei von Präzisionsmechanik über Oberflächentechnik, Gehäusetechnologie, der Fertigung von Leiterplatten und der Montage elektromechanischer Baugruppen bis hin zu Prüf- und Automatisierungslösungen.
Im Bereich der Präzisionsmechanik bietet der Standort spanlose Verarbeitungsprozesse, wie den Mikrospritzguss, aber auch spanabhebende Fertigungstechnologien, wie Drehen, Fräsen, Bohren in Kombination mit den geeigneten Präzisionsoberflächentechnologien. Der Bereich Mikrospritzguss ist bei Rohde & Schwarz seit der Einführung im Jahr 2012 stark gewachsen und soll das auch weiter tun. Aus Gründen der Präzision und der Wirtschaftlichkeit will das Unternehmen nämlich auch andere Dreh- und Frästeile nach und nach auf Mikrospritzguss umstellen.
Da bei der Heißverarbeitung von Teflon bei hohen Temperaturen gesundheitsschädliche Gase beziehungsweise Fluorverbindungen entstehen können, verfügt die eingehauste Mikrospritzgießmaschine zusätzlich über eine Absauganlage. (Bildquelle: Rohde & Schwarz)
Mikrospritzgießmaschinen stehen im Klimaraum
Hergestellt werden diese ursprünglich als Drehteile realisierten Bauelemente auf zwei Mikro-Spritzgießmaschinen von Wittmann Battenfeld, die sich für die konstante Produktion von Teilen mit Toleranzen im 1.000stel Bereich eignen. Um den geforderten Toleranzbereich zu erreichen, stehen die Maschinen in einem klimatisierten Raum, in dem Temperatur und Luftfeuchtigkeit konstant sind. In diesem Raum lagern auch die Werkzeuge und das Material.
In dem klimatisierten Produktionsraum lagert auch das Material, in unmittelbarer Nähe zu den Mikrospritzgießmaschinen. (Bildquelle: Rohde & Schwarz)
Da die mit den Mikromaschinen hergestellten Teile nicht entgratet werden müssen, entfällt die bei Drehteilen erforderliche Nacharbeit, was eine deutlich wirtschaftlichere Produktion der Bauelemente ermöglicht. Das Unternehmen schätzt an den Mikromaschinen insbesondere den geringen Platzbedarf. Dieser basiert einerseits auf dem Design der Maschinen und andererseits auf der Vollintegration der eigens für diese Maschinen konzipierten Roboter und Peripheriegeräte sowie der Bildverarbeitung.
Darüber hinaus passen die mit Drehteller ausgerüsteten Mikro-Spritzgießmaschinen perfekt zum Werkzeugkonzept von Rohde & Schwarz, die sich dadurch schnell aufrüsten lassen. Des Weiteren schätzt das Unternehmen es, die Maschinen und die Peripherie von der Wittmann-Gruppe aus einer Hand zu beziehen. Johann Haimerl, zuständig für die Präzisionstechnik im Unternehmen, sagt: „Bei Wittmann Battenfeld haben wir einen Ansprechpartner für das gesamte Paket. Das erleichtert die Abstimmung enorm.“
