Eine Abdeckkappe aus LSR für einen Mikroschalter mit einem Schussgewicht von 0,072 g. (Bildquelle: Arburg)

Eine Abdeckkappe aus LSR für einen Mikroschalter mit einem Schussgewicht von 0,072 g. (Bildquelle: Arburg)

LSR ist ein Material mit herausragenden Werkstoffeigenschaften, die erst durch das Vernetzen im Werkzeug entstehen. Es wird meist dort verwendet, wo klassische und thermoplastische Elastomere (TPE) an ihre Grenzen stoßen. Das Material verfügt unter anderem über ein sehr gutes Rückstellverhalten, eine hohe Wärmebeständigkeit, teilweise über 180 °C, eine Kälteflexibilität bis circa -50 °C, hohe elektrische Isoliereigenschaften, eine gute Zug- und Weiterreißfestigkeit, UV-Beständigkeit sowie physiologische Unbedenklichkeit. Diese Materialeigenschaften, das einfache Einfärben sowie die Kombinierbarkeit mit verschiedenen Metallen und Kunststoffen machen den Einsatz von Flüssigsilikonen für eine Vielzahl von Anwendungen interessant. Zu den Standardmaterialien in verschiedenen Shore-Härten kommt eine stetig steigende Anzahl an Spezialtypen. Dazu zählen medizintechnische, ölbeständige, ölausschwitzende, elektrisch leitfähige, flammhemmende, schnellvernetzende oder haftmodifizierte Typen sowie solche aus Fluorsilikonen sowie hochtransparentes LSR für optische Anwendungen.

Mikrospritzgießen von LSR

Die LSR-Abdeckkappen für Mikroschalter werden auf einem elektrischen Allrounder 270 A gefertigt. (Bildquelle: Arburg)

Die LSR-Abdeckkappen für Mikroschalter werden auf einem elektrischen Allrounder 270 A gefertigt. (Bildquelle: Arburg)

Ein anspruchsvolles Beispiel für die Verarbeitung von LSR ist eine kompakte Fertigungszelle rund um einen elektrischen Allrounder 270 A des Maschinenherstellers Arburg, Loßburg. Diese fertigt filigrane LSR-Abdeckkappen für Mikroschalter, wie sie zum Beispiel in der Medizintechnik oder Automobilindustrie eingesetzt werden. Die Teile werden inline geprüft und in Beutel verpackt. Das Handling übernimmt ein horizontal eingreifendes Robot-System Multilift H 3+1. Die Anforderungen beim Mikrospritzgießen sind aufgrund der Kleinheit und oft auch Komplexität der zu fertigenden Bauteile sehr hoch. Die verarbeitende Spritzgießmaschine muss die nur wenige Milligramm leichten Artikel exakt in Serie fertigen und dabei enge Toleranzen einhalten können. Dies lässt sich nur durch präzises Einspritzen kleinster Schussgewichte und einer exakt regelbaren Plastifizierung erreichen.

Kleinste Gewichte

Die Mikroteile aus LSR entstehen in einem 8-fach-Werkzeug, die Anspritzung erfolgt jeweils direkt über ein Kaltkanal-System mit Nadelverschluss. (Bildquelle: Arburg)

Die Mikroteile aus LSR entstehen in einem 8-fach-Werkzeug, die Anspritzung erfolgt jeweils direkt über ein Kaltkanal-System mit Nadelverschluss. (Bildquelle: Arburg)

Für das Spritzgießen der nur 0,009 g wiegenden LSR-Abdeckkappen ist die elektrische Spritzgießmaschine mit einer Mikrospritzeinheit der Größe 5, einer 8-mm-Schnecke und einer 290 mm fassenden LSR-Kartusche ausgestattet. Die Kartusche enthält das 2-komponentige Material Elastosil LR 3005/40 der Härte 40 Shore A der Wacker-Chemie, Burghausen, sowie weiße Farbe exakt und homogen vorgemischt. Das Material verfügt über einen besonders guten Druckverformungsrest, das heißt, es zeigt ein optimales Rückstellverhalten. Um vorzeitiges Vernetzen der reaktiven Mischung zu vermeiden, befindet sich die Zuführeinheit der Kartusche in einem gekühlten Messingzylinder. Eingespritzt wird über eine LSR-Schnecke mit speziell dafür entwickelter Rückstromsperre nach dem First-in-first-out-Prinzip. Das Schussgewicht beträgt nur 0,072 g. Die Bauteile werden im 8-fach-Werkzeug von Rico, Thalheim, Österreich, jeweils direkt über ein Kaltkanalsystem mit Nadelverschluss angespritzt. Dadurch entstehen die Abdeckkappen angusslos und ohne weitere Nacharbeit. Ein Reinluftmodul mit Ionisierung über der Schließeinheit vermeidet elektrostatische Aufladungen. Für Prozesssicherheit sorgt zudem ein im Einzug integrierter Sensor. Die erfassten Werte werden über die Steuerung Selogica ND graphisch dargestellt und überwacht.

Optische Prüfung direkt im Greifer

In einer Zykluszeit von rund 20 s entstehen acht Abdeckkappen für Mikroschalter. Die Spritzteile werden von einem horizontal eingreifenden Multilift H 3+1 entnommen und direkt im Greifer optisch auf vollständige Füllung kontrolliert und vermessen. Nach der integrierten Kameraprüfung überführt das Robot-System die Gutteile in eine Verpackungsstation. Dort werden schließlich je drei Schuss Abdeckkappen in einen Beutel verpackt, dieser verschweißt und dann ausgeschleust.

Über den Autor

Dr. Bettina Keck

arbeitet in der Unternehmenskommunikation bei Arburg, Loßburg.