Kleine Teile mit hohem Innovationsgrad

Mikrospritzguss mit sechs Achsen auf Fünfachs-Maschine

Eine spezielle Lösung zur Nutzung von sechs Achsen auf einer Fünfachs-Spritzgießmaschine hat Mikrotechnik Hirt realisiert: Damit lässt sich das Fertigungsspektrum wirtschaftlich erheblich erweitern. Produziert werden komplexe Mikroteile für Branchen wie Medizintechnik.

Beispiel für die auf der – erweiterten – Fünfachs-Maschine: Fokussiervorrichtung für Kameras und Messsysteme. (Bilder: Hirt)

Basis der Lösung zur prozesssicheren Herstellung von Mikro- und Kleinstteilen für Branchen wie Medizintechnik und Gerätebau ist eine Maschine des Typs Micropower 15/10 von Wittmann Battenfeld. Die Maschine mit 150 Kilonewton Schließkraft und zweistufigem Schnecken-Kolben-Spritzaggregat mit 0,05 bis 4 Kubikzentimeter Schussvolumen biete hohe Präzision und Wirtschaftlichkeit. Dieses Aggregat spritze thermisch homogene Masse ein, so seien qualitativ hochwertige Teile bei stabiler Produktion und kurzen Zykluszeiten möglich.

In enger Zusammenarbeit haben Spritzgießer und Maschinenhersteller gemeinsam die Fünfachs-Maschine zum Sechsachs-Fertigungszentrum ausgebaut. Damit können nun Teile mit Ausschraubfunktion, schrägverzahnte Mikroräder und Wellen mit Steigungsprofil präzise gefertigt werden. Das Funktionsprinzip: Nach Öffnen des Spritzgießwerkzeuges 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 anschließend das Bauteil. Nach Rückdrehen des Kontureinsatzes in die Ursprungsposition startet der nächste Zyklus.

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3D Scan eines Bauteils (Bild: Hirt)

Die Ansteuerung der Ausdreheinheit ist vollständig in der Maschinensteuerung Unilog B6 abgebildet und wird darüber bedient. Das ermöglicht es dem Anwender, einfach jegliche Ausdrehposition präzise anzusteuern. Mit dieser Funktion besteht auch die Möglichkeit, Gewindekerne im Werkzeug anzutreiben, um beispielsweise Innengewinde zu fertigen. Ein Beispiel für ein bereits industriell hergestelltes Bauteil dafür ist eine Fokussiervorrichtung, die in erster Linie in Kameras eingesetzt wird, um Linsen zu halten und zu fokussieren, oder die in medizinischen Messgeräten zur Fokussierung optischer Messsysteme Anwendung findet.

Hirt verarbeitet fast alle Arten von Thermoplasten und ist in der MIM-Technologie aktiv. Als ein nächster Schritt ist die Verarbeitung von Duroplasten im Mikrobereich geplant. Konstruiert werden die Spritzgießwerkzeuge im Haus mit mindestens drei Stellen nach dem Komma. Spezialisierte Zulieferern stellend die Komponenten mit Toleranzen kleiner 5 Mikrometer in allen Stufen und Einzelteilen her. So stellen schon Auswerfer und Bohrungen mit Durchmesser von 200 Mikrometer besondere Anforderungen.

Werkzeug mit angebauter Ausdreheinheit. (Bild: Hirt)

Hirth selbst bohrt nach eigenen Angaben beispielsweise mit 65 Mikrometer-Bohrern in harte Werkzeugteile. Mit Hilfe des Mikrodrahtschneidens mit 0,03 Millimeter Drahtdurchmesser werden filigrane Geometrien geschnitten, Steigungsteile in der Paarung hergestellt und diese zu Funktionsgruppen zusammengesetzt.

Strategisch gesehen will das derzeit nur drei Mitarbeiter große Unternehmen in die Offensive gehen und sich weiter zum Spezialisten entwickeln. Der Mikrobereich werde dank Miniaturisierung weiter wachsen und der nächste Schritt die Nanotechnologie sein. Eigentümer Franz Hirt ist sich sicher, dass der Hybrid-Mikrobereich noch in den Kinderschuhen steckt und ein großes Potenzial bereithält, speziell im Medizinbereich, in der Elektronik, der Kommunikation und der Satellitentechnologie als auch im Automobilbereich.

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