Mehrkomponenten-Spritzgießen im Mikrobereich

Hochkonjunktur für Mikrospritzgießverfahren
Der Trend zur Miniaturisierung ist in vielen Bereichen der Technik unverkennbar. Durch die Fortschritte der Werkzeug-, Maschinen- und peripheren Technik können immer mehr Aufgabenstellungen durch das hochproduktive Mikrospritzgießverfahren realisiert werden.

Vorteile der Mehrkomponenten-Mikrospritzgießtechnik

• Vermeidung eines anschließenden Montageprozesses
• Integration von funktional unterschiedlichen Materialien in einem Formteil als:
  - Hart-Weich-Kombinationen, z.B. für Dichtungselemente oder
  - Hart-Hart-Kombinationen, z.B. für bewegliche Elemente, bei denen sogar durch das Mehrkomponenten-Spritzgießen bessere Fügetoleranzen erreicht werden.

Entwicklung der Maschinentechnik für die 2K-Technologie

Im Kunststoff-Zentrum wurde die modulare Mikrospritzgießmaschine „formicaPlast“ entwickelt, welche in einer Sonderbauform das Zwei- komponenten- (2K-) Spritzgießen ermöglicht.

Aufbau und Funktionsweise
Die parallele Anordnung der 2 Spritzeinheiten auf der Maschinenplattform ermöglicht die Minimierung des Angussvolumens und schafft dadurch ein ausgewogenes Anguss-Formteilverhältnis. Wie schon bei der 1K-Standardlösung werden dabei die beiden Maschinendüsen mit den jeweiligen Kunststoff- komponenten sehr nah an das Werkzeug herangeführt.

Der Transfer des Vorspritzlings aus der ersten in die zweite Spritzstation wird durch die Parallelanordnung der Spritzeinheiten mittels einer Drehbewegung im Werkzeug (Index-Verfahren) realisiert. Die Werkzeugeinsätze werden nach dem Öffnen des Werkzeuges aus den Formplatten ausgehoben und danach mit einer 180°-Drehung in die neue Spritzposition geschwenkt. Der Antrieb der Hub- und Drehbewegung ist in das Werkzeug integriert. Durch die nahe Anordnung der zwei Spritzeinheiten können zwei Stammwerkzeuge mit entsprechenden Werkzeugaufspannplatten gekoppelt werden, die gleichfalls die beiden parallel aufgebauten Schließeinheiten verbinden, um eine gleichmäßige Schließ- bewegung und damit optimale Zentrierung sicherzustellen.

2K-Werkzeug bestehend aus 2 gekoppelten Stammwerkzeugen; 2K-Maschinen- aufbau in Parallelanordnung

Alles unter einer Haube
Das Umrüsten des Werkzeuges auf 2K-Funktionalität erfolgt in 3 Schritten:

• Austausch der Werkzeugaufspannplatten
• Installation der Dreheinheit
• Austausch der auswerferseitig vorhandenen Formplatten

Die Wechseleinsätze entsprechen der normalen Standardanwendung und können auch beim Mikrospritzgießverfahren mit nur einer Komponente eingesetzt werden. Der gesamte Aufbau mit Parallelanordnung der Spritzeinheiten passt unter die unveränderte Einhausung der Maschine. Werden statt dem gekoppelten 2K-Werkzeug zwei Standardwerkzeuge eingebaut, erlaubt die Steuerung auch den unabhängigen Betrieb zweier Maschinen unter einer Haube.

Mikrospritzgießmaschine „formicaPlast“; 2K-Demo-Formteil „Lichtleiter“ aus
PC als optische Komponente (9 mg) und ABS als Ummantelung (10 mg)

Zukunftsträchtige Weiterentwicklung
Mit der neuen Maschinentechnik konnten bisher einmalig kleine Gesamt- schussgewichte von 19 mg für 2K-Mikroformteile realisiert werden. In dem laufenden Forschungsprojekt „FASAMOS“ wird die 2-K-Plattform der Maschine um weitere Module zum Trennen, Montieren und Prüfen zu einer Fertigungszelle erweitert, die eine losgrößenflexible Produktion von mikrooptischen Baugruppen erlaubt.

Unser Leistungsangebot
Das KuZ unterstützt Unternehmen, für die das Mikrospritzgießen ein Thema ist oder werden soll. Dazu gehören:

• Prototypen- und Kleinserienfertigungen,
• Werkzeugabmusterungen,
• Auslegung von Mikroformteilen,
• Gestaltung von Mikrowerkzeugen.

Die Serienproduktion, den Vertrieb und den Service der 2K-formicaPlast realisiert die Firma DESMA Tec in Achim.