Von links nach rechts: Philipp Zedelmair und Maximilian Birk von der Reinz-Dichtungs-GmbH, Franz Hirt, MTH, Wolfgang Straubinger und Martin Philipp-Pichler, Wittmann Battenfeld, realisieren gemeinsam die Fertigung von Mikro-Hybridteilen. (Bildquelle: Wittmann Battenfeld)

Von links nach rechts: Philipp Zedelmair und Maximilian Birk von der Reinz-Dichtungs-GmbH, Franz Hirt, MTH, Wolfgang Straubinger und Martin Philipp-Pichler, Wittmann Battenfeld, realisieren gemeinsam die Fertigung von Mikro-Hybridteilen. (Bildquelle: Wittmann Battenfeld)

Die Firma Mikrotechnik Hirt (MTH), Schramberg, ist ein junges, innovatives Unternehmen im mittleren Schwarzwald. Die Spezialität des Unternehmens ist die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Klein- und Mikrobauteilen aus Kunststoff/ Metallhybriden sowie von kompletten Systemen. Hier arbeitet die Firma seit Jahren mit dem Spritzgießmaschinen-Hersteller Wittmann Battenfeld zusammen. Für Franz Hirt, Geschäftsführer und Eigentümer der MTH, ist diese enge Zusammenarbeit mit seinen Partnern entscheidend für den Erfolg: „Nur in einer ehrlichen, vertrauensvollen und technologischen Partnerschaft kann man ein Optimum erreichen“, so Franz Hirt.

Bei der MTH steht eine für den Spritzguss von Kleinst- und Mikroteilen konzipierte Maschine der Micropower-Serie mit einer Schließkraft von 150 kN. Diese Maschine zeichnet sich durch sehr hohe Präzision und Wirtschaftlichkeit aus, was vor allem auf ihr zweistufiges Schnecken-Kolben-Spritzaggregat mit einem Schussvolumen von 0,05 bis 4 cm3 zurückzuführen ist. Über dieses Spritzaggregat wird thermisch homogene Masse eingespritzt. Damit sind qualitativ hochwertige Teile bei stabiler Produktion und kurzen Zykluszeiten möglich.

Schrägverzahnte Mikroräder aus dem Werkzeug

Werkzeug mit angebauter Ausdreheinheit für die Fertigung von Mikro-Hybridteieln (Bildquelle: MTH)

Werkzeug mit angebauter Ausdreheinheit für die Fertigung von Mikro-Hybridteieln (Bildquelle: MTH)

In enger Zusammenarbeit haben das Schwarzwälder Unternehmen und Wittmann Battenfeld gemeinsam die 5-Achs-Micropower zum 6-Achs-Fertigungszentrum ausgebaut. Damit können nun Teile mit Ausschraubfunktion, schrägverzahnte Mikroräder und Wellen mit Steigungsprofil hochpräzise gefertigt werden. Nach dem Öffnen des Spritzwerkzeuges wird der Kavitäteneinsatz im Werkzeug vom seitlich am Werkzeug sitzenden Zahnriemen angetrieben und gibt somit das Bauteil zum Auswerfen frei. Der servoelektrisch angetriebene Auswerfer entformt in weiterer Folge das Bauteil, und nach dem Rückdrehen des Kontureinsatzes in die Ursprungsposition startet der Zyklus erneut.

Die gesamte Ansteuerung der Ausdreheinheit ist vollständig in der Maschinensteuerung Unilog B6 abgebildet und wird auch von dieser aus bedient. Das ermöglicht es dem Anwender, sehr einfach jede Ausdrehposition präzise anzusteuern. Mit dieser Funktion besteht auch die Möglichkeit, Gewindekerne im Werkzeug anzutreiben, um beispielsweise Innengewinde an Bauteilen präzise zu fertigen. Ein Beispiel für ein bereits industriell hergestelltes Bauteil mit solchermaßen gefertigten Innengewinden ist eine Fokussiervorrichtung. Diese wird in erster Linie in Kameras eingesetzt, um Linsen zu halten beziehungsweise zu fokussieren, oder sie dient in medizinischen Messgeräten zur Fokussierung optischer Messsysteme.

Fokussiervorrichtung – Beispiel für ein auf einer Micropower -Spritzgießmaschine industriell gefertigtes Bauteil mit Innengewinde (Bildquelle: Wittmann Battenfeld)

Fokussiervorrichtung – Beispiel für ein auf einer Micropower -Spritzgießmaschine industriell gefertigtes Bauteil mit Innengewinde (Bildquelle: Wittmann Battenfeld)

Verarbeitet werden bei MTH alle Arten von Thermoplasten. Auch MIM-Abspritzungen werden umgesetzt. Als ein nächster Schritt ist die Verarbeitung von Duroplasten im Mikrobereich geplant. Das Unternehmen arbeitet bei seinen Entwicklungen eng mit namhaften Instituten und Technologiezentren zusammen, insbesondere mit dem KISW in Villingen, eine Zusammenarbeit, die Franz Hirt sehr schätzt: „Einfach ausgedrückt, man kennt sich, vertraut einander und teilweise reicht ein Blick, um zu verstehen, was der andere denkt und gerne umsetzen möchte. So bekommt man auch schwierige Startentwicklungen und Projekte in den Griff.“

Hochpräzise Werkzeugteile erforderlich

Über 40 Jahre Erfahrung im Spritzguss als auch im Stanzen von Teilen und Montieren von Baugruppen in internationalen Unternehmen befähigen Franz Hirt, seine Spritzgießwerkzeuge im Haus zu entwickeln und in 3D zu konstruieren. Seine Konstruktionen werden ohne Toleranz und mit mindestens drei Stellen nach dem Komma entwickelt.

3D Scan eines Bauteils (Bildquelle: MTH)

3D Scan eines Bauteils (Bildquelle: MTH)

Um optimal fertigen zu können, arbeitet das Schwarzwälder Unternehmen gemeinsam mit ausgesuchten und über Jahre aufgebauten Zulieferern. Diese stellen die Werkzeugteile nach CAD und CAM übermittelten Daten her und halten eine Genauigkeit von kleiner 5 µm in allen Stufen und Einzelteilen ein. Alleine Auswerfer und Bohrungen mit einem Durchmesser von 200 µm stellen eine Besonderheit hinsichtlich Herstellung und Präzision dar. Nur wenige Hersteller können die Anforderungen erfüllen, die Franz Hirt stellt. Die nach strengen Kriterien ausgewählten Zulieferer fräsen beispielsweise mit 100-µm-Fräsern. Dennoch liegt die Erfolgsquote der Neuwerkzeuge im ersten Schritt nur bei 70 Prozent.

Zahnrad im Größenvergleich (Bildquelle: MTH)

Zahnrad im Größenvergleich (Bildquelle: MTH)

Die Herstellung der bei der MTH entwickelten Produkte ist nur mittels der besten Hightech 5-Achs-Maschinen und erfahrener Mitarbeiter möglich. So wird beispielsweise mit 65-µm-Bohrern in harte Werkzeugteile gebohrt − und dies mit circa 60.000 bis 80.000 Umdrehungen pro Minute. Ferner werden über Mikrodrahtschneiden von 0,03 mm Drahtdurchmesser feinste Geometrien geschnitten, Steigungsteile in der Paarung hergestellt und diese mittels spezieller Technologien zu Funktionsgruppen zusammengesetzt. Ein Kunde des Schwarzwälder Unternehmens ist die Firma Reinz-Dichtungs-GmbH in Neu-Ulm, ein Zulieferer für die Automobilindustrie. Maximilian Birk, der bei Reinz anwendungstechnische Projekte im Bereich von Kunststoffsystemen leitet, und sein Kollege Philipp Zedelmair, befasst mit der Entwicklung von Kunststoffsystemen, sind von den Produkten der  MTH beeindruckt. „Mikroteile, wie wir sie mit der Firma MTH entwickeln und produzieren, sind sonst am Markt kaum realisierbar. Für uns ist sie genau der Partner, den wir für Neuentwicklungen im Kleinstteilesegment brauchen“, so Maximilian Birk.


Marktübersicht Spritzgießmaschinen

Die Marktübersicht enthält die branchenrelevanten Spritzgießmaschinen, sortiert nach Einsatzbereichen, zu verarbeitendem Material und weiteren wesentlichen Kriterien. Zugleich bildet sie Entwicklungstrends der Maschinentechnik ab, wie das Verketten einzelner Produktionsschritte oder die immer mehr Komponenten betreffende Energieeffizienz. Auch Verarbeitungsverfahren wie das Schaumspritzgießen oder die Mehrkomponenten-Technik werden berücksichtigt. Link zur Marktübersicht


Großes Potenzial im Mikro-Hybrid-Bereich

Abb. 6: Kanüle im Größenvergleich (Bildquelle: MTH)

Abb. 6: Kanüle im Größenvergleich (Bildquelle: MTH)

Strategisch gesehen geht die derzeit noch drei Mann starke Firma MTH in die Offensive und wird sich im Laufe des Jahres 2017 weiter zum Spezialisten entwickeln. Das Unternehmen ist an Projekten dran, die aus heutiger Sicht mehrere Maschinen auslasten werden. Der Mikrobereich wird durch die Miniaturisierung zweifellos weiterwachsen, und der nächste Schritt wird die Nanotechnologie sein. Franz Hirt ist sich sicher, dass der Hybrid-Mikrobereich noch in den Kinderschuhen steckt und ein großes Potenzial beinhaltet, speziell im Medizinbereich, in der Elektronik, der Kommunikation und der Satellitentechnologie als auch im Automobilbereich.

 

Fakuma: Wittmann Battenfeld: Halle/Stand  B1/1204

 

 

Über den Autor

Gabriele Hopf

ist Marketing-Managerin bei Wittmann Battenfeld, Kottingbrunn, Österreich.

gabriele.hopf@wittmann-group.com