Akkreditieres Prüflabor
Anerkannte DVS-Prüfstelle
Ansprechpartner
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Materialhandling in der Kunststoffindustrie |
Chemie der Polyurethane |
Vermeidung von Maschinenstörungen durch Kalibrierung (VDMA 24470) 01.03.2012 - Workshop |
Aufbaukurs zum Bedienen und Einrichten von SG-Maschinen |
Effizienzsteigerung im Spritzgießprozess |
Workshop: Effizienzsteigerung durch frühzeitige SG-Simulation |
Aktuelles
Ultraschall-Prägen
In der Medizintechnik und der Biotechnologie werden vielfach Komponenten mit mikrofluidischen Kanälen für den Transport und die Analyse kleinster Flüssigkeitsmengen verwendet. Diese Mikrostrukturen werden in die Oberflächen verschiedener Werkstoffe eingebracht. Kunststoffe finden aufgrund ihrer Eigenschaften, ihres geringen Preises sowie ihrer attraktiven Ökobilanz in diesen Bereichen zunehmende Einsatzmöglichkeiten.
Die Erzeugung von hochwertigen Mikrostrukturen auf folienartigen Halbzeugen kann für große Stückzahlen nach wie vor nicht wirtschaftlich durchgeführt werden. Das Ziel eine Forschungsprojektes im KuZ bestand daher in der Entwicklung einer Versuchsanlage zum Ultraschall- (US) unterstützten Prägen, mit der Mikrostrukturen in die Oberflächen von Kunststofffolien eingebracht werden können.
Aufschmelzen dünner Folien Entwickelt wurde ein Prägeverfahren, mit dem Mikrostrukturen auf dünnwandigen Kunststoffsubstraten erzeugt werden. Die Aufschmelzung des Kunststoffes für die Strukturierung der Oberfläche erfolgt dabei durch die Einkopplung von Ultraschall. Mit einer 40 kHz-US-Einheit wird in dem Kunststoffsubstrat Wärme erzeugt, die eine Aufschmelzung bewirkt. Unter Druck werden die Konturen eines mikrostrukturierten Formeinsatzes in der Schmelze abgeformt, bis durch die Ableitung der Wärme der Kunststoff wieder erstarrt. |
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In Kunststofffolie geprägte Mikrostruktur |
Schema der Versuchsanlage |
| Anlagentechnik Im Rahmen des Vorhabens erfolgten der Aufbau einer entsprechenden Versuchsvorrichtung sowie die Durchführung von systematischen verfahrenstechnischen Untersuchungen des Prägeprozesses. Von besonderem Interesse waren die genaue Führung und die Positionierung der US-Einheit gegenüber dem strukturierten Werkzeug. Prägefläche und Werkzeug Es wurden verschiedene Werkzeuge mit pyramiden- und stegförmigen Mikrostrukturgeometrien eingesetzt, womit eine Fläche von maximal 4 cm² strukturierbar ist. Das Prägen wurde mit verschiedenen Standard-, technischen sowie Hochleistungskunststoffen in Form von Platten und Folien durchgeführt.
schematische Darstellung verschiedener Werkzeugeinsätze |
Vorteile des Prägeverfahrens
Der Vorteil dieser Technologie ergibt sich aus den geringen Zykluszeiten von wenigen Sekunden, die eine wirtschaftliche Fertigung mittlerer und großer Serien mikrostrukturierter Formteile ermöglichen.