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Das Spritzgussverfahren wird häufig eingesetzt, wenn ein Hersteller technische Komponenten in großen Mengen herstellen muss. Das bedeutet jedoch nicht, dass es nicht auch für kleinere Produktionsserien verwendet werden kann. Das Spritzgussverfahren kann auch für Kleinserien bis zu 1.000 Teilen wirtschaftlich sein, da es Material einspart und eine neue Möglichkeit der schnellen Werkzeugherstellung bietet. In diesem Artikel werden die Vorteile des Spritzgussverfahrens, der allgemeine Prozess und die wichtigsten Arten des Spritzgusses sowie einige der Grenzen des Verfahrens beschrieben. Was ist der Vorteil des Spritzgussverfahren ? Es gibt mehrere Gründe, warum ein Hersteller das Spritzgussverfahren anderen Verfahren zur Herstellung von Teilen vorziehen kann. Herstellung großer Stückzahlen Mit seinen extrem schnellen Zykluszeiten, die bis zu 10 Sekunden betragen können, ist das Spritzgussverfahren ideal für Großserien von 100.000 oder mehr Produkten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Hersteller Mehrkavitätenwerkzeuge verwendet, die die Herstellung mehrerer Produkte pro Zyklus ermöglichen. Kosten-Wirksamkeit Die Herstellung einer Form erfordert zwar eine hohe Anfangsinvestition, die sich aber durch die niedrigen Kosten pro Teil, die das Spritzgussverfahren bietet, auszahlt. Selbst bei kleineren Serien haben Hersteller die Möglichkeit, Aluminium oder 3D-Druck zu verwenden, um ihre Formkosten niedrig zu halten. Präzisio Beim Spritzgießen wird geschmolzener Kunststoff unter hohem Druck eingespritzt. Dieser Druck presst das geschmolzene Material gegen die Gussform und ermöglicht so die Herstellung komplizierter Formen und detaillierter Teile. Reproduzierbarkeit Das Spritzgussverfahren ermöglicht es den Herstellern, ein und dasselbe Teil immer wieder zu produzieren. Bei korrekter Anwendung des Verfahrens gibt es keine Abweichungen zwischen den einzelnen Teilen. Geringer Abfall Die Hersteller haben die volle Kontrolle über die Menge des in eine Gussform gegossenen Materials. Dies bedeutet in der Regel sehr wenig Abfall, da der Hersteller nur die Menge an Material verwendet, die er zum Füllen seiner Form benötigt. Große Materialauswahl Es gibt eine große Auswahl an Kunststoffen, die ein Hersteller für das Spritzgussverfahren verwenden kann, was ihm die Kontrolle über seinen Produktionsprozess ermöglicht. Das Spritzgießen ermöglicht auch die Verwendung von recycelten, biologisch abbaubaren und biokompatiblen Materialien, wobei letztere in der Lebensmittel- und Medizinbranche besonders wichtig sind. Zum Beispiel können Hersteller mit Hilfe des Spritzgießens Implantate für Operationen herstellen. Beim 2K-Spritzgießen schließlich kann ein Hersteller zwei Materialien in einer einzigen Form verwenden, was die Herstellung von mehrfarbigen und mehrkomponentigen Teilen ermöglicht. Ablauf des Spritzgussverfahrens Es gibt verschiedene Arten von Spritzgussverfahren, auf die später in diesem Artikel näher eingegangen wird. Als allgemeines Verfahren umfasst das Spritzgießen jedoch in der Regel die folgenden Schritte. Schritt Nr. 1 - Die Idee Bevor ein Hersteller eine Gussform herstellen kann, muss er zunächst eine Produktidee entwickeln. Die Vielseitigkeit des Spritzgusses bedeutet, dass diese Idee sehr komplex sein kann. Schritt Nr. 2 - Erstellen eines 3D-Modells Bevor man in eine Form investiert, ist es wichtig, ein Produkt zu konzipieren. Viele Hersteller verwenden computergestützte Design-Software, um ein 3D-Modell ihrer Idee zu erstellen. Anhand dieser 3D-Modelle können sie nicht nur ihre Idee überprüfen, sondern auch eventuelle Probleme, die bei der Verwendung einer Gussform auftreten können. Schritt Nr. 3 - Design der Gussform Unter der Voraussetzung, dass das 3D-Modell realisierbar ist, folgt der Entwurf der Gussform. Die Gussform wird um das 3D-Modell herum entworfen, um sicherzustellen, dass sie perfekte Nachbildungen des betreffenden Produkts herstellen kann. Ein wichtiger Punkt ist hier das Konzept des Design für die Herstellung (DFM). Dabei handelt es sich um einen Prozess, bei dem ein Produkt so entworfen wird, dass die Effizienz der Fertigung auf der Grundlage der zu verwendenden Ausrüstung maximiert wird. Dazu gehören die Auswahl der richtigen Werkzeuge, Materialien und Technologien sowie die Anwendung moderner Konstruktionsprinzipien. DFM stellt sicher, dass das entworfene Teil mit den gewählten Werkzeugen hergestellt werden kann. Es ist auch ein zeitaufwändiger Prozess, da die Konstrukteure oft ein Gleichgewicht zwischen dem entworfenen Teil und dem, was mit den Werkzeugen machbar ist, finden müssen. Schritt Nr. 4 - Bearbeitung der Gussform Nachdem der Entwurf der Gussform verfestigt ist, wird sie aus dem entsprechenden Material hergestellt. Zu diesen Materialien gehören unter anderem Stahl, Aluminium und Thermoplaste. Die Wahl des Materials hängt von der Produktionsserie ab. Bei hohen Stückzahlen werden eher robustere Materialien wie Stahl verwendet. Schritt Nr. 5 – Spritzgussmaschine Nach der Herstellung der Gussform wird diese in eine Gussmaschine eingesetzt. Die drei Haupttypen sind hydraulische, elektrische und Hybridmaschinen. Hydraulische Maschinen bieten eine außergewöhnliche Schließkraft und Haltbarkeit, allerdings auf Kosten eines hohen Energieverbrauchs und einer ungenauen Gussform. Elektrische Maschinen sind genauer und energieeffizienter, aber sie kosten mehr und müssen regelmäßig gewartet werden. Hybridmaschinen vereinen viele der besten Aspekte von hydraulischen und elektrischen Maschinen, erfordern aber auch einen höheren Wartungsaufwand und sind schwieriger zu beschaffen. Schritt Nr. 6 - Einspritz- und Kühlmethoden Nach der Wahl der Maschine wählt der Hersteller dann die Einspritz- und Kühlmethoden aus. Beispiele für Einspritzmethoden sind Schnecke und Kolben. Bei der Schneckeneinspritzung wird das Rohmaterial in eine Kammer gegossen, in der es plastifiziert wird, bevor es in eine andere Kammer gelangt, in der das Material in die Gussform eingespritzt wird. Bei der Kolbeninjektion wird das plastifizierte Material mit Hilfe eines Kolbens in die Form gedrückt. Zur Kühlung kann der Hersteller Wasser verwenden, das die Maschine kühlt und das Wachstum von Bakterien verhindert. Er kann auch Öl verwenden, wobei ein Ölkühler zum Einsatz kommt, der kaltes Öl durch die Maschine pumpt. Bei der variothermen Kühlung werden zyklisch wechselnde Temperaturen verwendet, die sich ideal für lange, dünne und Mikrobauteile eignen. Schritt Nr. 7 - Plastifizierung durch Wärme Das Rohmaterialgranulat wird so weit erhitzt, dass es sich verflüssigt. Die Gussform wird geschlossen und für die Einspritzung vorbereitet. Schritt Nr. 8 – Einspritzung Der verflüssigte Kunststoff wird entsprechend den vorgegebenen Einstellungen der Maschine in die Form gespritzt. Schritt Nr. 9 – Unterdrücken Wenn sich das geschmolzene Material in der Gussform absetzt und abkühlt, beginnt es auch zu schrumpfen. Das Nachpressen gleicht dies aus, indem mehr geschmolzenes Material hinzugefügt wird, um die durch die Schrumpfung entstandenen Lücken zu füllen. Schritt Nr. 10 – Kühlung Die Gussform wird mit Wasser oder Öl als Kühlmittel gekühlt. Einige Hersteller experimentieren auch mit der variothermen Technologie. Das Kühlmittel durchläuft in der Regel die Maschine und die installierte Gussform und kühlt den eingespritzten Kunststoff, um ihn stabil zu machen. Schritt Nr. 11 - Entformen/Auswerfen Die Form wird geöffnet und das Kunststoffteil wird entnommen. Je nach Art des Angusses und des Anschnitts muss der Hersteller möglicherweise auch den in der Gussform verwendeten Anguss manuell entfernen. Welche Spritzgussverfahren gibt es ? Es gibt viele Arten von Spritzgussverfahren, die alle ihre Vor- und Nachteile haben. Die drei gängigsten sind : 1. Thermoplastisches Spritzgussverfahren Thermoplast wird als Granulat in die Maschine eingelegt und zum Einspritzen aufgeschmolzen. Das geschmolzene Material sammelt sich vor dem Spritzgusswerkzeug und ist bereit zum Einspritzen. Die Überwachung ist bei diesem Spritzgussverfahren von entscheidender Bedeutung, da während der Anwendung verschiedene Veränderungen auftreten können. 2. Duroplast-Spritzguss Duroplaste werden häufig für Teile mit dicken Wänden bis zu 50 mm verwendet, zum Beispiel für Fahrzeugscheinwerfer. Jüngste Fortschritte ermöglichen es jedoch, mit diesem Spritzgießverfahren Teile mit einer Dicke bis zu 1 mm herzustellen. Duroplast-Spritzguss härtet durch Einwirkung von Wärme aus. 3. Elastomer-Spritzgießen Dies ist ein weiteres wärmebasiertes Verfahren, was bedeutet, dass das Spritzgießwerkzeug eine höhere Temperatur als das eingefüllte Rohmaterial haben muss. Die Vulkanisierungszeiten sind bei dieser Spritzgussform höher. Diese Spritzgussform bietet eine gute Alternative zur Gummi- und Silikonverarbeitung. Einschränkungen des Spritzgussverfahrens Das Spritzgussverfahren hat mehrere Nachteile, die zu berücksichtigen sind, bevor ein Hersteller es einsetzt. Obwohl das Spritzgießen in Bezug auf Materialkosten und Produktionseffizienz Geld spart, sind die anfänglichen Einrichtungskosten hoch. Das Spritzgussverfahren eignet sich auch nicht für sehr große Teile, da die Schließmechanismen oft nicht in der Lage sind, große Gussformen wirksam genug zusammenzuhalten. Bei einigen Spritzgussverfahren besteht außerdem die Möglichkeit, dass visuelle Defekte wie Bindenähte, Auswerfermarken und durch Anschnitte verursachte Fehler auftreten. Was wird mit dem Spritzgießverfahren hergestellt? Das Spritzgießverfahren wird zur Herstellung einer Vielzahl von Produkten verwendet. Dazu gehören allgemeine Haushaltsprodukte wie Zahnbürsten, Einwegbesteck, Trinkhalme und Wäschekörbe. Die Präzision des Spritzgießens ermöglicht auch die Herstellung von medizinischen Komponenten wie Einwegspritzen, Herzklappen, Schläuchen und sogar künstlichen Gelenken. Das Verfahren kann auch zur Herstellung von elektrischen Schaltern, Spielzeug, Auto- und Computerteilen sowie Lebensmittelverpackungen verwendet werden. Spritzgießverfahren - Vielseitige Produktgestaltung In diesem Artikel wurde das allgemeine Spritzgießverfahren untersucht. Der genaue Ablauf hängt jedoch von mehreren Faktoren ab, unter anderem von der gewählten Art des Spritzgießens und den Anforderungen des Herstellers. Diese Vielseitigkeit in Verbindung mit niedrigeren Produktherstellungskosten und der Wiederholbarkeit des Verfahrens hat das Spritzgießen zu einer der weltweit führenden Produktherstellungstechniken gemacht.

Das Spritzgießen von Kleinserien ist eine Art des Spritzgießens, die in erster Linie für Kleinserien von Produkten verwendet wird. Sie unterscheidet sich vom typischen Spritzgießen, das auf die Massenproduktion zu höheren Kosten ausgerichtet ist. Hersteller verwenden das Spritzgießen von Kleinserien häufig für Produktionen bis 100.000 Produkte. Auch wenn dies eine hohe Zahl zu sein scheint, so ist sie doch gering im Vergleich zu den Millionen von Produkten, die ein Hersteller für großvolumige Teile produzieren kann. Schritt-für-Schritt-Arbeitsablauf für den Spritzguss von Kleinserien Der Hauptunterschied zwischen dem Spritzgießen von Kleinserien und dem traditionellen Spritzgießen liegt in den schnellen Werkzeugbauverfahren, die für die Kleinserienfertigung eingesetzt werden. Hier sind die drei wichtigsten Schritte des Verfahrens. Schritt Nr. 1 – Formenbau Der Hersteller verwendet computergestützte Konstruktionssoftware (CAD), um den Entwurf für die Gussform zu erstellen. Die spezifischen Konstruktionsmethoden unterscheiden sich je nach dem für das Teil benötigten Werkzeug. Zum Beispiel erfordern Gussformen, die für den 3D-Druck bestimmt sind, andere Entwurfstechniken als Aluminiumformen. Schritt Nr. 2 - Auswahl eine schnelle Werkzeugmethode Nachdem der Entwurf steht, wählt der Hersteller eine Methode für die schnelle Werkzeugherstellung. Es stehen mehrere zur Verfügung, die jeweils Vor- und Nachteile haben. 3D-gedruckte Gussformen Der 3D-Druck wird für Kleinserien immer beliebter, da er die kostengünstigste Alternative zu Aluminiumformen darstellt. Die gedruckten Teile sind sowohl fest als auch isotrop, so dass die Hersteller die Konsistenz während der Produktionsläufe beibehalten können. Der größte Nachteil des 3D-Drucks ist, dass die Formen nur eine kurze Lebensdauer haben. Bestimmte Techniken, wie zum Beispiel das Einspritzen von Polymilchsäure in die Gussform, können dazu beitragen, die Lebensdauer und Qualität einer 3D-gedruckten Gussform zu verbessern. 3D-gedruckte und lösliche Einsätze Einsätze verbessern die Struktur und Festigkeit von Gussformen, die aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt werden, z. B. aus dem 3D-Druck. Ein Hersteller kann zum Beispiel einen hitzebeständigen Einsatz verwenden, um das Material, das zur Herstellung der Gussform verwendet wird, während des Einbaus zu erweichen. Nach dem Einbau entfernt der Hersteller die Wärmequelle, was dazu führt, dass sich der Thermoplast um den Stützeinsatz verfestigt. Aluminiumgussformen Obwohl Aluminium wegen seiner vermeintlich mangelnden Festigkeit von den Herstellern oft für das Spritzgießen von Großserien bevorzugt wird, hat das Material mehrere Eigenschaften, die es für das Spritzgießen von Kleinserien geeignet machen. Das Material kann in der Regel bis zu 100.000 Replikate herstellen und eignet sich daher für die Herstellung von Prototypen und die Produktion mittlerer Stückzahlen. Da Aluminium biegsamer ist, können die Hersteller auch leichte Anpassungen an ihren Formen vornehmen, wenn sie während des Produktionsprozesses Fehler entdecken. Mikrospritzguss Das Mikrospritzgießen wird dann relevant, wenn ein Hersteller Teile herstellen muss, die nur den Bruchteil eines Gramms wiegen. Solche Präzisionsteile werden häufig in der Medizin- und Dentalindustrie verwendet, aber auch andere Branchen können vom Mikrospritzguss profitieren. Die für das Mikrogießen verwendeten Werkzeuge sind unvergleichlich einfacher und damit billiger als das traditionelle Spritzgießen, ebenso wie die für das Spritzgießen verwendeten Maschinen. All dies senkt die Kosten für NRE-Werkzeuge und ermöglicht eine schnelle Werkzeugherstellung. Allerdings ist dies mit der Einschränkung verbunden, dass nur kleine Teile hergestellt werden können, die nicht mehr als 20 Gramm wiegen. Spritzguss für Kleinserien im Vergleich zu traditionellem Spritzguss Spritzguss-Kleinserien unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht von traditionellen Spritzgussverfahren. Kostengünstig Im Vergleich zur Herstellung einer Gussform aus CNC-bearbeitetem Metall ist der Spritzguss von Kleinserien kostengünstig. Hersteller können zwischen 10.000 und 100.000 Dollar für eine CNC-gefräste Form aus Stahl ausgeben, wobei der Preis von der Größe der Gussform abhängt. Obwohl diese teureren Gussformen viel länger halten, sind sie aufgrund ihrer Kosten für kleine Produktionsserien unerschwinglich. Im Gegensatz dazu kann eine 3D-gedruckte Form weniger als 500 $ kosten, aber sie hält wahrscheinlich weniger als 100 Produkte, bevor sie kaputt geht. Die goldene Mitte scheint hier eine Aluminium-Mikroform zu sein, deren Herstellung durchschnittlich 2 500 € kostet und die je nach Komplexität des Teils bis zu 200 000 Zyklen aushält. In der Kleinserienfertigung können auch einfachere und damit billigere Gussformen (ohne automatische Schieber oder hydraulische Antriebe) verwendet werden, wenn Hinterschneidungen vorhanden sind. Durch manuelle Arbeit können die Einsätze, die Hinterschneidungen formen, ein- und ausgefahren werden. Dies verlängert zwar die Zykluszeit, kann sich aber bei geringen Stückzahlen erheblich auf die Gesamtkosten des Projekts auswirken. Schnellere Produktionszeiten für Gussformen Die Herstellung einer CNC-gefertigten Stahlform kann je nach Material zwischen vier und acht Wochen dauern. Dies ist in zeitkritischen Situationen nicht ideal. Mit 3D-Druckverfahren hergestellte Gussformen bieten eine viel kürzere Vorlaufzeit von ein bis drei Tagen. Aluminiumformen bieten ebenfalls kürzere Vorlaufzeiten als Stahlformen, die zwischen zwei und drei Wochen liegen. Die Grenzen des Kleinserien-Spritzgießens Die niedrigeren Kosten und Vorlaufzeiten für die meisten Spritzguss-Kleinserienverfahren führen zu Gussformen, die nicht so haltbar sind wie ihre CNC-gefertigten Pendants aus traditionellem Stahl. Für große Produktionsserien müssen die Hersteller traditionellere Verfahren zur Herstellung von Gussformen in Betracht ziehen. Einige neue Techniken könnten jedoch die Haltbarkeit von Kleinserienformen in Zukunft verbessern. Das Freiform-Spritzgießen kombiniert die kurzen Vorlaufzeiten von Kleinserienwerkzeugen mit der größeren Skalierbarkeit des Spritzgießens, ist jedoch zeitaufwändiger und hat Kompatibilitätsprobleme mit einigen Polymeren. Additive Fertigungsverfahren (AM) können ebenfalls zur Herstellung von stabilen Gussformen führen. Leider sind die AM-Verfahren mit Problemen bei der Oberflächenbeschaffenheit und höheren Herstellungskosten verbunden. Der AM-Ansatz hat auch Nachteile. Die Anwendung der additiven Fertigung für den Gussformenbau, wo die subtraktive Fertigung sinnvoller ist, ist nicht immer der effizienteste Weg. Das enorme Potenzial der Herstellung komplizierter Formen durch AM kann nicht voll ausgeschöpft werden, da Hinterschneidungen in der Formgebungstechnologie unvermeidbar sind. Spritzguss für Kleinserien: Der richtige Werkzeugbau zählt! Warum sollte ein Hersteller das Spritzgießen für Kleinserien verwenden? Einfaches Prototyping Die Herstellung einer Stahlform ist mit hohen Kosten verbunden und daher für die Entwicklung von Prototypen nicht geeignet. Ein Start-up-Unternehmen kann mit Hilfe von Spritzguss-Kleinserien einen funktionierenden Prototyp seines Produkts zu geringen Kosten entwickeln. Kostengünstig Die Kosten für Kleinserien-Spritzgießen sind geringer als beim herkömmlichen Spritzgießen. Die Kostenvorteile nehmen ab, wenn der Hersteller mehr Teile desselben Typs herstellt. Material- und Formvielfalt Die verschiedenen Verfahren des schnellen Werkzeugbaus, die bei der Herstellung von Kleinserienformen eingesetzt werden, ermöglichen eine große Vielfalt an Materialien und Formen. So ist es beispielsweise möglich, mit dieser Technologie Elastomerteile herzustellen. Die mechanische Festigkeit des Formteils Die Verwendung einer Kleinserienform ist dem einfachen 3D-Druck des gewünschten Teils vorzuziehen. Das mit der Gussform hergestellte Teil hat nicht die schichtweise gedruckte Oberfläche eines 3D-gedruckten Teils, auch wenn die Gussform selbst diese Oberfläche hat. Dadurch wird das Formteil homogen und durchgängig und weist eine höhere mechanische Stabilität und ein besseres Erscheinungsbild auf. Anwendungen für den Spritzguss von Kleinserien Spritzguss-Kleinserien sind besonders wichtig, wenn Hersteller kurze Zeitzyklen für die Produktion von Kleinserien überwinden wollen. Beispiele hierfür sind die Herstellung von Prototypen und die Erfüllung von Anforderungen an das Spritzgießen auf Abruf. Viele kleine Hersteller nutzen dieses Verfahren jedoch auch, um die Produktion von Kleinserienprodukten zu beschleunigen. Der Hauptvorteil des Spritzgießens von Kleinserien liegt in seinem kürzeren Produktionszyklus. Der Produktlebenszyklus von Mikrowerkzeugen veranschaulicht dies in der Praxis. Mit dem schnellen Werkzeugbau Verfahren kann ein Hersteller ein Produkt in acht Wochen oder weniger von der Analyse bis zur Fertigung bringen. Beim traditionellen Spritzguss kann die Herstellung einer Gussform bis zu acht Wochen dauern, wobei die Zeit, die für den Entwurf der Gussform oder die Herstellung der Produkte damit verbracht wird, noch nicht berücksichtigt ist. Kleinserien für kleine Stückzahlen Spritzguss-Kleinserien eignen sich nicht für große Produktionsserien. Die hergestellten Gussformen sind nicht für hohe Stückzahlen (Millionen von Zyklen) geeignet. Das Verfahren hat jedoch viele Anwendungsmöglichkeiten, darunter die Herstellung von Prototypen und Kleinserien. Darüber hinaus könnten die in der Entwicklung befindlichen Technologien die Festigkeit von Kleinserienformen in Zukunft verbessern, auch wenn viele dieser Technologien Nachteile haben, die zunächst überwunden werden müssen.

Der Spritzgießen bezieht sich auf den Herstellungsprozess, bei dem das geschmolzene Material in die Form gespritzt wird, um Teile verschiedener Formen und Größen herzustellen. Zu den Spritzgussmaterialien gehören unter anderem Metalle, Elastomere, Keramiken und in der Regel thermoplastische und duroplastische Polymere. In diesem Artikel wird sich das Thema jedoch um das Kunststoffspritzgießen drehen, insbesondere im Zusammenhang mit Hinterschneidungen beim Kunststoffspritzgießen, zusammen mit einigen Standardvokabeln, die typischerweise mit dem Gießen von Kunststoffteilen mit Hinterschneidungen verbunden sind. Vokabeln Kern: Ein Vorsprung, der die Innenfläche oder das Gegenstück eines Kunststoffteils bildet - die männliche Seite des Teils. Hohlraum: Ein Hohlraum, der die Außenfläche eines Kunststoffteils bildet - die weibliche Seite des Teils. Trennungslinie: Die Trennebene, in der sich zwei Hälften der Spritzgussform treffen. Schieberegler (Seitenschieber): Es handelt sich um eine seitliche Bewegung, die die vertikale Bewegung des Öffnens/Schließens der Form in die horizontale Richtung umwandelt. Absperrung: Die Absperrungen verwenden verformte Wände, die gegen verformte Wände abdichten, so dass keine Nachbearbeitung oder Beseitigung der Funktionsgeometrie erforderlich ist. Stoßstange: Die leichte Hinterschneidung in der Teilekonstruktion, die bei einer gerade gezogenen Form ohne Seiteneingriffe sicher beseitigt werden kann. Entwurf: Der Entwurf ist eine Verjüngung, die während der Entwicklung der Teile auf die Flächen des Teils Schmelzkerne: Schmelzkerne sind hilfreich, wenn entformbare Kerne schwer zu verwenden sind, um innere Hohlräume und Hinterschneidungen beim Spritzgießen des Teils zu formen Auswerfer: Das Auswerfersystem beim Kunststoffspritzgießen wird verwendet, um die endgültigen festen Teile oder Proben mit Kraft aus der Form zu drücken und auszuwerfen. Was ist eine Hinterschneidung beim Spritzgießen? Hinterschneidungen können als Vorsprünge oder vertiefte Bereiche eines Teils parallel zur Trennebene einer Kunststoff-Spritzgussform bezeichnet werden, die das Auswerfen des Teils aus der Form verhindern. Es gibt mehrere Hauptarten von Hinterschneidungen, und zwar: Äußerer Hinterschnitt Bohrung Interne Hinterschneidung Radiale Hinterschneidung Gewindehinterschnitt Äußere Hinterschneidungen befinden sich an der Außenseite des Teils, während innere Hinterschneidungen an der Innenseite des Teils verbleiben. Hinterschneidungen mit Gewinde treten auf, wenn ein Teil mit Gewinde geformt wird, und müssen in der Regel herausgeschraubt werden, um es zu entfernen. Bohrungen und radiale Hinterschneidungen entstehen, wenn Durchgangsbohrungen benötigt werden, die parallel zur Trennebene der Form angeordnet sein müssen. Hinterschneidungen können in jedem Fall geformt werden, aber sie benötigen einen seitlichen Zug oder eine seitliche Wirkung, da sie ein zusätzlicher Teil der Form sind, der sich unabhängig von den beiden Hälften bewegt. Darüber hinaus können diese Hinterschneidungen die Kosten des Formteils in die Höhe treiben, da die Kosten für die Form selbst um 15-30 % steigen, die Zykluszeit verlängert und die Komplexität der Spritzgießmaschine erhöht wird. Zweck von Hinterschneidungen beim Kunststoffspritzgießen Im Folgenden werden einige der allgemeinen Verwendungszwecke von Hinterschneidungen beim Kunststoffspritzgießen genannt: Erstellen von Verriegelungs- oder Schnapp- und Verriegelungsmerkmalen und Erwerben von seitlichen Löchern oder Öffnungen und Anschlüssen für Tasten und Verdrahtungsmerkmale. Erlangung der Kontrolle über vertikale Gewinde und Widerhaken, die in medizinischen Geräten verwendet werden, und Bereitstellung von Gewinden und kundenspezifischen Einsätzen, die nicht in der gezeichneten Linie liegen. Ausbohren von dicken und undurchdringlichen Abschnitten, die nicht durch den Kern und den Hohlraum allein gesichert sind. Dadurch wird die Gefahr des Einsinkens und Verziehens verringert. Wie optimiert man ein Teil für das Spritzgießen (Vermeidung von Hinterschneidungen)? Konstruieren Sie das Teil neu und verbessern Sie es, um Hinterschneidungen zu vermeiden, wann immer dies möglich ist, da sie die Komplexität der Form, die Wartung und die Gesamtkosten erhöhen. Geringfügige Änderungen an der Konstruktion des Teils können dazu helfen, Hinterschneidungen im Werkzeug zu vermeiden; es geht einfach darum, die richtige Lösung für das jeweilige Teil zu finden. Hier sind einige Methoden zur Optimierung des Teils, um Hinterschneidungen beim Spritzgießen zu vermeiden: Bohrung zu Schlitz eines seitlichen Mechanismus hinzugefügt werden. Die Schaffung eines Lochs oder Schlitzes in der Form ist möglich, um das Auswerfen des Teils ohne Verhaken zu erleichtern; andernfalls könnte das Teil in der Form stecken bleiben. Dabei wird berücksichtigt, dass sich das Metall in der Form durch das Loch des Teils bewegt und die Unterseite des Hinterschnitts entsprechend entwickelt. Abstreifen Ebenso können Abstreifhinterschneidungen von Vorteil sein, wenn das Merkmal ausreichend flexibel ist, um sich während des Auswerfens über der Form zu verformen. Bei der Verwendung von Abstreifhinterschneidungen ist darauf zu achten, dass sie sich nicht in der Nähe von Versteifungselementen (Rippen und Ecken) befinden und einen Steigungswinkel von 30-45 Grad haben. Bei Teilen, die aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellt werden, ist von Abstreifhinterschneidungen abzuraten. Dagegen sind flexiblere Kunststoffe akzeptabel. Verschieben einer Trennungslinie Die einfachste Methode, einen Hinterschnitt zu bewältigen, besteht darin, die Trennebene der Form so zu verschieben, dass sie sich mit dem Teilemerkmal überschneidet, und die Winkel entsprechend zu ändern. Außerdem ist diese Anordnung für verschiedene Konstruktionen mit Hinterschneidungen auf einer Außenfläche geeignet. Die Begrenzung der Trennebene hängt vom Materialfluss, der Geometrie und anderen Merkmalen des Teils ab. Absperrungen – Teleskopabsperrungen Teleskopabsperrungen, auch Schiebe-Absperrungen genannt, sind eine weitere gängige Spritzgusstechnik und werden häufig zur Entwicklung von Clip- und Hakenmechanismen verwendet. Diese werden in der Regel zum Verriegeln der beiden Hälften des geformten Produkts verwendet und können in vielen Fällen dazu beitragen, dass keine Hinterschneidungen erforderlich sind. Im Wesentlichen wird das Teleskop in die eine Hälfte der Form eingearbeitet und streckt sich während des Betriebs der Form in die entgegengesetzte Seite, während es bestimmte Merkmale verschließt. Wie geht man mit Hinterschneidungen um, nachdem das Teil vollständig optimiert ist? Selbst wenn das Teil vollständig optimiert ist, kann es Situationen geben, in denen Hinterschneidungen unvermeidlich sind. In diesem Fall gibt es drei Möglichkeiten, wie man mit Hinterschneidungen beim Spritzgießen umgehen kann: Handbeladene Einlagen Ein handbeladener maschinell bearbeiteter Einlageteil wird in die Form eingebettet, um zu verhindern, dass geschmolzener Kunststoff in diese Bereiche fließt. Nach Abschluss des Zyklus wird das Teil mit den Einlagen ausgeworfen, wobei ein Bediener erforderlich ist, um sie zusammen mit dem Teil zur weiteren Verwendung herauszunehmen. Dieser manuelle Eingriff verlängert jedoch die Zykluszeit etwas, im Gegensatz zu automatisch arbeitenden Nebenprozessen. Stoßstangen Wenn ein leichter Hinterschnitt vorhanden ist, kann man einen unabhängigen Einlageteil herstellen, der in die Form geschraubt wird. Beim Auswerfen erstreckt sich der Kunststoff kurzzeitig über den Einlegeteil, nimmt dann aber wieder seine gewünschte Form an. Der Stoß sollte glatt sein und eine angemessene radiale Abmessung haben - die Form sollte nicht zu radikal sein - und das Material sollte so flexibel sein, dass es ohne zu reißen über den Stoß gleiten kann. Schieberegler, seitliche Schieberegler und Kerne (abgewinkelter Stiftschieber) Eine senkrechte Schieberegulierung ist für runde und hohle Teile geeignet, und die Form wird horizontal entlang der Längsachse des Teils geteilt. Nach Beginn des Formgebungszyklus schließen sich die Formhälften. Die seitliche Schieberegulierung gleitet auf einem abgewinkelten Stift durch hydraulische Aktuatoren mit der gleichen Geschwindigkeit, um gleichzeitig korrekt positioniert zu werden. Wenn der Formgebungszyklus endet und sich die Form öffnet, gleitet die seitliche Schieberegulierung mit der gleichen Geschwindigkeit auf dem abgewinkelten Stift, bis die seitliche Schieberegulierung ausreichend zurückgezogen ist, damit sich der Hinterschnitt beim Auswerfen vom Teil lösen kann. Einfallende Kerne Einfallende Kerne sind eine alternative Methode zur Herstellung von Kunststoffteilen mit inneren Hinterschneidungen. Diese Kerne werden mit flexiblen Elementen segmentiert, die während des ersten Auswurfs nach innen kollabieren und dabei den inneren Hinterschnitt freigeben. Nach dem Kollabieren wird das Teil in der zweiten Phase des Auswerfens leicht aus dem Kern herausgeschoben. Ähnlich wie bei nicht schraubbaren Werkzeugen können mit Hilfe von Einfallkernen Verschlüsse und Fittings mit Gewinde hergestellt werden. Im Gegensatz zu Ausdrehwerkzeugen können die Einfallkerne jedoch auch Teile mit inneren Merkmalen wie O-Ring-Nuten, Vertiefungen und Löcher in der Seitenwand eines Teils herstellen. Letztlich entfällt damit die Notwendigkeit einer externen seitliche Schieberegulierung. Einfallende Kerne sind als vorgefertigte ,, Rohlinge ’’ in verschiedenen Größen erhältlich. Größere Standardkerne haben Durchmesser von 25 mm bis 90 mm und bieten einen Einfalltiefe von 1,20-3,75 mm pro Seite, was sich auf die zulässige Tiefe des Hinterschnitts bezieht. Kleinere Kerne mit Durchmessern von 13-24 mm sind ebenfalls erhältlich, wobei die Einfalltiefe 1,32-1,50 mm pro Seite beträgt. Diese kleineren ,, Mini-Kerne ’’ können nur verwendet werden, wenn das Gewinde oder der Hinterschnitt unterbrochen ist - nicht durchgehend über 360°. Verlorene oder Schmelzkernformen Mehrere Verfahren können die Herstellung hochkomplexer Teile ermöglichen. So können z. B. Teile mit großen inneren Hinterschneidungen, die sich mit Hilfe herkömmlicher Spritzgusstechnologien nicht lösen lassen, mit dem Schmelzkernverfahren hergestellt werden. Mit dem Schmelzkernverfahren werden in der Regel verschiedene Teile hergestellt, darunter Ventile, Tennisschläger, Pumpen und Ansaugrohre für Kraftfahrzeuge. Obwohl das Verfahren kapitalintensiv ist, lassen sich damit komplexe Teile in einem Arbeitsgang herstellen. Schließlich entfallen die Kosten- und Qualitätsprobleme von Sekundärprozessen. Das Schmelzkernformen beginnt mit dem Einlegen eines Druck- oder Schwerkraftguss-Metallkerns in die Spritzgießform. Der Rest des Prozesses läuft wie üblich ab, das bedeutet, dass sich das Werkzeug schließt und das Kunststoffteil auf den Gießkern gegossen wird. Wenn sich die Form öffnet, werden der Kern und das Teil gemeinsam ausgeworfen. Ein nachgebildeter Kern wird für den nächsten Zyklus in das Werkzeug geladen. Nach dem Gießen wird der Kern, bei dem es sich in der Regel um eine Metalllegierung mit niedrigem Schmelzpunkt handelt, vom Kunststoffteil abgeschmolzen. Das Schmelzen kann mit verschiedenen Methoden erfolgen. Es wird jedoch die Methode der induktiven Erwärmung mit heißer Flüssigkeit gewählt, da der Kern schnell aufgelöst werden kann und das Oxidationspotenzial des Metalls minimiert wird. Das Metallkernschmelzen kann durch verschiedene Methoden erreicht werden, insbesondere durch: Zirkulation von heißer Flüssigkeit durch den Kern (bei Hohlkernen). Eintauchen des Teils und des Kerns in ein Bad mit heißer Flüssigkeit (Schwimmbadmethode). Induktive Erwärmung (führt wahrscheinlich zur Oxidation des Metalls). Induktive Erwärmung in einer heißen Flüssigkeit. Nach dem Schmelzen des Kerns werden die Teile mit Hilfe von Metalldetektoren geprüft, um eine vollständige Verschmelzung sicherzustellen. Anschließend wird die Metalllegierung umgegossen, um temporäre Kerne für nachfolgende Gusszyklen herzustellen.

Die Spritzgieß-Zykluszeit eines Teils in der Produktion zu kennen, ist aus mehreren Gründen entscheidend. Sie ermöglicht es den Herstellern, ihre Produktionsrate zu bestimmen, die die Menge der produzierten Teile und damit die Effizienz der Maschine beeinflusst. Die Kenntnis der Zykluszeit eines Teils und seiner Phasen kann Herstellern auch dabei helfen, Änderungen vorzunehmen, die die Produktionszeit eines Teils verkürzen können. In diesem Artikel werden die Phasen der Zykluszeit des Spritzgießens aufgeschlüsselt, die Berechnung der Gesamtzykluszeit erläutert und einige Tipps gegeben, die zur Reduzierung der Zykluszeit des Spritzgießens beitragen können. Was ist eine Zykluszeit beim Spritzgießen? Die Zykluszeit beim Spritzgießen ist die Gesamtzeit, die benötigt wird, um die wichtigsten Phasen des Spritzgießprozesses abzuschließen. Die durchschnittliche Dauer dieses Prozesses hängt davon ab, wie lange die einzelnen Phasen des Zyklus dauern. So kann die Gesamtzeit des Spritzgießzyklus eines Herstellers mehr als zwei Minuten betragen, wenn es sich um ein großes Teil handelt oder einige manuelle Arbeiten erforderlich sind (z. B. das Setzen der Einlegeteile beim Umspritzen). Suchana A. Jahan et al. untersuchten die durchschnittlichen Zykluszeiten in ihrer Arbeit „Thermomechanische Designoptimierung von konformen Kühlkanälen unter Verwendung eines Versuchsplanungsansatzes“. Sie fanden heraus, dass die Einspritzzeiten in der Regel etwa zwei Sekunden betragen, während die durchschnittlichen Abkühlzeiten zwischen 12,76 und 17,2 Sekunden variieren. Die Phasen der Spritzgießzykluszeit Die Spritzgießzykluszeit ist in vier Phasen unterteilt, die jeweils relativ kurz sind. Phase Nr. 1 – Klemmen Die Formen haben normalerweise zwei Hälften, in die das Material eingespritzt wird. Dies geschieht mit Hilfe einer Schließeinheit. Die geschlossene Form wird dann an einer Spritzgießmaschine befestigt, wobei die Schließeinheit die beiden Formhälften während des gesamten Gießvorgangs zusammenhält. Phase Nr. 2 – Einspritzen Das Einspritzen, auch als Füllzeit bezeichnet, ist der Prozess des Befüllens der Form mit Kunststoffmaterial. Dazu wird in der Regel ein Trichter verwendet, um Kunststoffgranulat in die Form zu füllen. Während des Einspritzens wird der Zylinder der Einspritzeinheit erhitzt und steht unter Druck, wodurch das Granulat zu einem geschmeidigeren, flüssigen Kunststoff schmilzt. Die in eine Form eingespritzte Materialmenge wird als Schuß bezeichnet. In den meisten Fällen ist die Einspritzzeit beendet, wenn die Form zu 95 % bis 99 % gefüllt ist. Die genaue Menge hängt von der Beschaffenheit der Form ab. Phase Nr. 3 – Kühlen Sobald das Material mit dem Inneren der Form in Kontakt kommt, beginnt es zu kühlen. Während dieses Prozesses härtet der Kunststoff aus. Die Abkühlung kann zu einer Schrumpfung führen. Daher ist es wichtig, die Form mit der richtigen Menge an Material zu füllen. Die Form kann erst geöffnet werden, wenn der Kühlprozess abgeschlossen ist. Wie lange diese Abkühlphase dauert, hängt von mehreren Faktoren ab. Die Packzeit bestimmt, wie lange es dauert, die Form mit Material zu füllen. Während die Form gefüllt wird, steigt der Druck im Inneren so weit an, dass der Materialfluss verlangsamt wird. Wenn das Material abkühlt, sinkt der Druck, und es wird Platz frei, um bei Bedarf mehr Material einzupacken. Diese Druckänderungen können auch zu einer Entladung führen, die berücksichtigt werden muss. Mit fortschreitender Abkühlung kommt es zu einer Abdichtung an der Öffnung des Hohlraums. Dadurch wird verhindert, dass zu viel Material eindringt. Nach Erreichen des Dichtungspunkts nimmt der verbleibende Druck im Inneren der Form weiter ab, da eine abgedichtete Kühlung stattfindet. Phase Nr. 4 – Auswerfen Die Form wird mit Hilfe eines Auswerfersystems entformt und geöffnet, das auch das fertige Produkt mit Hilfe von Auswerfern sicher aus der Form drückt. Da der Kunststoff geschrumpft und mit der Form verklebt ist, bringt das System genügend Kraft zwischen Produkt und Form auf, um es zu entfernen (zu entformen). Danach kann das produzierte Teil weiterverarbeitet werden - zum Entfernen von Angüssen oder Farbe. Nach dem Auswerfen wird die Form wieder geschlossen und der Prozess für das nächste Produkt wiederholt. Wie berechnet man die Spritzgießzykluszeit? Hersteller können die Spritzgießzykluszeit anhand der folgenden Formel berechnen: Spritzgießzeit (Sek.) = t1 + t2 + t3 + t4 Die ,, t “ Zahlen sind wie folgt: T1 = Einspritzzeit + Verweilzeit T2 = Abkühlungszeit T3 = Zeitaufwand für die Entnahme des geformten Produkts T4 = Zeitaufwand für das Öffnen und Schließen der Form Die Kühlzeit ist der Hauptfaktor, der die Zykluszeit des Spritzgießens beeinflusst. Diese kann je nach der Kühlkapazität des Formhohlraums variieren. Die Kühlzeit wird auch von der Art des verwendeten Materials und der Wandstärke des Produkts beeinflusst. Die Bestimmung der Kühlzeit ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Produkte sicher und in der entsprechenden Qualität hergestellt werden. Der Anbieter konfigurierbarer mechanischer Komponenten MiSUMi verweist auf ,, Formen für das Spritzgießen ’’ von Keizo Mitani, wenn er diese experimentelle Formel zur Abschätzung der Kühlzeit vorlegt: T = s2 ∙ ln[8 ∙ (θr - θm) / (θe - θm) /π2] / (π2∙α) Im Folgenden wird erläutert, worauf sich die einzelnen Teile dieser Formel beziehen: T – Abkühlzeit bezogen auf die Durchschnittstemperatur der Wanddicke gemessen in Sekunden s – Wanddicke des geformten Produkts, gemessen in Millimetern α – Die Wärmediffusionsrate des Kunststoffs bei der Oberflächentemperatur des Hohlraums (mm2/s) Benutzen Sie λ/(c∙ρ) um den Wert für α zu berechnen λ – Koeffizient der Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffs c – Spezifische Temperatur des Kunststoffs ρ – Dichte des Kunststoffs θr - Die Temperatur des geschmolzenen Kunststoffs in Grad Celsius θe - Die Temperatur für die Entnahme des geformten Produkts in Grad Celsius θm - Die Oberflächentemperatur des Hohlraums in Grad Celsius Vergessen Sie nicht, dass die Messung der Abkühlzeit in der Regel mit Hilfe von Software und verschiedenen Formeln erfolgt, bis eine brauchbare Lösung gefunden ist. Wie reduziert man die Zykluszeit in der Produktion? Durch die Verkürzung der Spritzgießzykluszeit können die Hersteller mehr Teile in kürzerer Zeit herstellen. Dies schafft einen effizienteren Produktionsprozess. Die folgenden Tipps helfen dabei, die Zykluszeit zu verkürzen. Tipp Nr. 1 - Verkürzung der Öffnungs-, Schließ- und Auswurfzeiten Diese Faktoren werden von den Maschinen bestimmt, die zur Steuerung der Form verwendet werden. Investitionen in effizientere Schließ- und Auswerfmechanismen führen zu höheren Geschwindigkeiten. Tipp Nr. 2 - Optimieren Sie den Kühlungsprozess Die Entwicklung eines robusteren Kühlkanaldesigns kann es den Herstellern ermöglichen, den Zeitaufwand für den Kühlprozess zu reduzieren. Muhammed Khan et al. haben dies in ihrer Forschungsarbeit ,, Reduktion der Zykluszeit im Spritzgießprozess durch Auswahl eines robusten Kühlkanaldesigns ’’ untersucht. Es wurde festgestellt, dass die Kombination von additiven und konformen Kühlkanälen im Vergleich zu herkömmlichen Kühlkanälen einen schnelleren und gleichmäßigeren Prozess ermöglicht. Insbesondere sind additive Kühlanlagen 11,29 % schneller als konventionelle Anlagen. Sie führen außerdem zu einer Schrumpfung von 8,477 % im Vergleich zu 11,39 % bei der herkömmlichen Kühlung. Tipp Nr. 3 - Verkürzung der Haltezeiten Abgesehen davon, dass der Kühlprozess effizienter gestaltet wird, können die Hersteller möglicherweise auch einfach die Zeit, die das Teil in der Warteschleife verbringt, reduzieren. Der wichtigste Punkt dabei ist die Abwägung zwischen Zeitersparnis und Qualität. Wenn eine Verkürzung der Haltezeit um einige Sekunden zu einer Verringerung der Teilequalität führt, sollte dies vermieden werden. Tipp Nr. 4 - Änderung des Teiledesigns Die Wanddicke eines Teils wirkt sich direkt darauf aus, wie lange es zum Abkühlen braucht. Wenn ein Hersteller die Wanddicke reduzieren kann, kann die Abkühlzeit verkürzt werden. Auch hier muss ein Auge auf die Qualität des Teils geworfen werden, wenn die Wanddicke reduziert wird. Der verwendete Temperaturregler muss außerdem in der Lage sein, der Kühlflüssigkeit schnell genug Wärmeenergie zu entziehen, um diese Idee realisierbar zu machen. Tipp Nr. 5 - Änderung des Kanalsystems Kaltkanäle, die typischerweise in Zwei- und Drei-Platten-Formen verwendet werden, sind langsamer als Heiß- und Isolierkanäle. Die beiden letztgenannten Angüsse werden auch nicht durch die Kühlzeiten beeinträchtigt, während große Kaltkanäle manchmal mehr Kühlzeit benötigen als das Teil selbst. Durch die Umstellung auf Heiß- oder Isolierkanäle können die Hersteller ihre Spritzgießzeit verkürzen. Verstehen Sie den Prozess Verschiedene Faktoren beeinflussen die Gesamtzykluszeit beim Spritzgießen, wobei die Kühlung der wichtigste ist. Mit den oben genannten Tipps können die Hersteller die Zeit für die Herstellung von Teilen verkürzen. Die dadurch eingesparten Sekunden pro Teil können es ihnen ermöglichen, viel mehr Teile pro Tag zu produzieren, vorausgesetzt, sie können die oben genannten Maßnahmen ohne Qualitätseinbußen umsetzen.

Das Kunststoffspritzgießen ist eine Fertigungstechnik, bei der ein fester Rahmen, die so genannte Spritzgussform oder Matrize (auch als Werkzeug bezeichnet), zur Formung von durch Wärme verflüssigten Polymeren oder Elastomeren verwendet wird. Die heutigen Spritzgießverfahren sind Kunststoffspritzguss, Einspritzguss, 2K-Spritzguss, Metallspritzguss und Umspritzen. Beim Spritzgießen werden durch Wärme geschmolzene Kunststoffe in die Formhohlräume eingespritzt, abgekühlt und verfestigt, um geformte Produkte zu erhalten. Es ist ein effektives und sehr geeignetes Verfahren für die Herstellung von Produkten in großem Maßstab mit komplizierten Formen und einer Vielzahl von Materialien. Was ist eine Spritzgussform (ein Werkzeug)? Eine Spritzgussform sieht aus wie ein von innen hohler Metallkasten (mit einem Hohlraum), in den der geschmolzene Kunststoff mit hohem Druck eingespritzt wird, um die gewünschte Form des hergestellten Kunststoffteils anzunehmen. Der Hohlraum ist eine Nachbildung des zu formenden Teils. Die Spritzgussform befindet sich in der Spritzgießmaschine, die die einzelnen Schritte des Einspritzens steuert: Klemmen, Einspritzen, Kühlen, Auswerfen. Bei den Spritzgießwerkzeugen kann es sich ebenfalls um Standardwerkzeuge (klassifiziert nach den Normen der Plastics Industry Association (SPI)) und Nicht-Standardwerkzeuge (z. B. Mikroformen, die mit Babyplast-Maschinen verwendet werden) handeln. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht in der Größe der Spritzgussformen und ihrer Komplexität. Standardformen haben viel mehr Komponenten und sind daher teurer und schwieriger herzustellen, aber im Allgemeinen besteht die Spritzgussform (das Werkzeug) hauptsächlich aus: Formhohlraum und Kernseiten Auch bekannt als Einspritzseite - Platte A und Auswerferseite - Platte B. Hohlraum- und Kernseiten sind die Negativnachbildungen der geformten Komponenten. Kavität und Kern bilden die Kammer, in die der Kunststoff eingespritzt wird. Es ist wichtig, sie dadurch zu unterscheiden, dass die Kavität die feste Seite und der Kern die bewegliche Seite ist, mit anderen Worten - die Kavität formt den äußeren Teil und der Kern den inneren des Teils. Wärmekontrollsystem In den Block werden Löcher gebohrt, damit die Temperatur mit Hilfe von zirkulierendem Öl oder Wasser im Inneren kontrolliert werden kann. Dieses Kühlsystem trägt dazu bei, die Spritzgussform während des Einspritzens vorzuwärmen, um ein Verstopfen des Polymers zu verhindern, und die Form abzukühlen, um den Zyklus des Gusses zu verkürzen. System der Polymerströmung (Kanal) Der Anguss - ist die Stelle, an der der Kunststoff durch die Düse eingespritzt wird. Die Kanäle - sind die Wege, durch die der geschmolzene Kunststoff fließt. Die Eingüsse - der Eingang des geschmolzenen Kunststoffs in die leere Kammer, die durch den Hohlraum und den Kern im Inneren der Form gebildet wird. Entlüftungskanäle von Spritzgussformen - sind notwendig, damit sich bei qualitativen Teilen keine Lufteinschlüsse bilden oder das Material aufgrund der hohen Temperatur und des Drucks verbrennt. Angusszieher - sind die Ecken im Inneren der Angüsse, um den abgekühlten Kunststoff aufzufangen. Entformungssystem Die Auswerferplatte oder einzelne Auswerfer schieben das erstarrte Teil aus der Spritzgussform (die Teile werden entformt) und fallen direkt in die Verpackungsbox oder zur weiteren Verarbeitung - Angussschneiden, Qualitätskontrolle, Sterilisation usw. Typen von Spritzgussformen Obwohl alle Spritzgussformen die gleiche Grundstruktur haben und sich sehr ähnlich sind, können sie aufgrund einiger Unterschiede und Verwendungsarten in mehrere Gruppen unterteilt werden: 3-Platten-Werkzeuge - sind Werkzeuge, die eine zusätzliche Platte zwischen Kavität und Kernplatten haben. Dies ermöglicht mehrere Einspritzkanäle für einen besseren Fluss und mehr Flexibilität bei der Anordnung der Kanäle. Kaltkanalwerkzeuge - wie der Name schon sagt, verwenden diese Werkzeuge keine Heißkanaldüsen und der Kunststoff wird durch Kanäle und Anschnitte eingespritzt. Heißkanalwerkzeuge - sind die direkten Einspritzwerkzeuge, bei denen jede Kavität ihre eigene Düse hat und der Kunststoff direkt in die Kavität eingespritzt wird. Familienformen sind solche, bei denen sich mehrere gleichartige Kavitäten in einer einzigen Spritzgussform befinden. Werkzeuge mit hoher Kavität - sind Werkzeuge, die eine hohe Anzahl von Kavitäten aufweisen und für die Großserienproduktion verwendet werden. Wie wird ein Spritzgusswerkzeug hergestellt? Das wichtigste Bearbeitungsverfahren für Werkzeuge ist die subtraktive Bearbeitung, d. h. CNC-Bearbeitung, Funkenerosion oder sogar Laserablation oder selektives Laserätzen für die Präzisionsbearbeitung im Mikrometerbereich. Für Wendeschneidplatten und in einigen Fällen auch für die additive Fertigung wie 3D-Druck oder Galvanoformung können jedoch auch andere Verfahren eingesetzt werden. Auch diese Technologien können miteinander kombiniert werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Es ist wichtig, die wichtigsten Parameter wie Größe, Form, Rohstoffe, Produktmenge, Schrumpfung des Kunststoffprodukts, Oberflächenbeschaffenheit und Kostenbeschränkungen vor dem Formenbau zu berücksichtigen. Der Prozess des Spritzgussformenbaus lässt sich in mehrere Phasen unterteilen. 1. Entwurf – CAD-Modellierung Bei der Konstruktion der Spritzgussform sind Angaben zur Teilezeichnung und zu den Materialspezifikationen, zu den Spezifikationen der Spritzgussmaschine und zu anderen Werkzeugspezifikationen wie Art der Spritzgussform, Angusssystem, Anschnitt, Einsatz von Robotertechnik und geschätzte Zykluszeit erforderlich. Die Werkzeugkonstrukteure müssen erfahren genug sein, um all diese Überlegungen und die Fähigkeit des Werkzeugbaus zur Herstellung der entworfenen Gussform zu berücksichtigen. Routineverfahren können automatisiert werden, so dass herkömmliche Berechnungen von Werkzeugabmessungen schneller und mit weniger Fehlern durchgeführt werden können und gleichzeitig die Modellierungszeit reduziert wird. Die Software für den Formenbau zielt darauf ab, die Zeit des Anwenders für die anspruchsvolleren Bereiche der Formenplanung freizugeben und gleichzeitig typische oder einfache Tätigkeiten zu automatisieren oder zu erleichtern, was letztendlich die Modellierungszeit verkürzt, die Werkzeugqualität und -effizienz verbessert und die Produktionskosten senkt. Alles in allem umfasst ein typisches CAD-Paket für den Formenbau heute Programme oder Module zur Generierung von Kern und Kavität aus einem Teilemodell, die bei der Optimierung von Trennflächen, der Auswahl einer Formbasis und dem Hinzufügen von Absperrungen, Kühlleitungen, Angusssystemen, Anschnitte, Hebern, Auswerfern, Säulen, Abstandshaltern, Führungen, Düsen, Schrauben und Stiften helfen. 2. Spritzguss-Simulation Um die Effizienz zu steigern und die Umrüstzeit bei der Werkzeugprüfung zu verringern, muss die Simulation unter Verwendung von Daten aus dem aktuellen Zustand der Spritzgießmaschine durchgeführt werden. Darüber hinaus bestimmt die Zeit, die für die Konstruktion und Herstellung einer Spritzgussform benötigt wird, auch die Zeit, die ein Produkt bis zur Markteinführung benötigt. Grundsätzlich hilft die kontinuierliche Dateneingabe von Maschinen für den Formenbau den Werkzeugkonstrukteuren dabei, aktuelle Informationen über den Maschinenzustand zu sammeln und die Konstruktion entsprechend der Funktionalität und Verfügbarkeit der Bearbeitungsmaschinen anzupassen, um Produktionsverzögerungen durch einen Werkzeug- oder Maschinenausfall während des Formenbaus zu vermeiden. Die endgültige Spritzgussform dient als endgültiges Modell der Spritzgussform, das virtuell in eine Spritzgussmaschine eingebaut wird, um die zukünftige Produktion zu planen und den Prozess in Echtzeit zu simulieren. Die detaillierte Zeichnung der Spritzgussform wird in der Datenbank gespeichert, sobald die Konstruktion der Form abgeschlossen ist, und die Produktionsanlage für den Spritzguss wird die Zeichnungen für den Prozess der Formherstellung nutzen. Der Formenbau umfasst in erster Linie die Bearbeitung der Teile, die Montage und die Prüfung. 3. Spritzguss-Prototypen Dann folgt die Phase der Herstellung von Prototypformen, die in der Regel für die Herstellung kleiner Chargen von Kunststoffspritzgussteilen verwendet werden, die von 200 bis zu mehreren Tausend reichen. Diese Art von Spritzgussform besteht aus einer austauschbaren Standard-Metallbasis, einem maßgeschneiderten Kern aus Aluminium- oder Weichstahllegierung und Kammereinsätzen. Für die Herstellung von Prototypformen können 3D-Druck oder CNC-Bearbeitung verwendet werden. 3D-Druck-Werkzeug Früher wurde der 3D-Druck hauptsächlich im Design- und Produktionsprozess eingesetzt, um Prototypen zu bauen und zu testen, die später im Spritzgussverfahren hergestellt wurden. Dank der Genauigkeit des Druckers, der Oberflächenpolitur und der Weiterentwicklung von Materialien, die hohen Temperaturen und Kräften standhalten, können 3D-Drucker jetzt jedoch direkt Gussformen herstellen. Aluminium-Spritzgussformen Obwohl diese Gussformen, wie der Name schon sagt, nur für kleine Teile geeignet sind (in der Regel bis zu einem Volumen von 20 cm³), eignen sie sich hervorragend für das Prototyping und sogar für den Einstieg in die mittelgroße Produktion. Die Einfachheit der Struktur von Mikroformen und die Größe der Gussform und der Gussmaschine ermöglichen einen viel schnelleren und billigeren Werkzeugbau, der für die Kleinserienproduktion und das Prototyping akzeptabel ist. Kunststoff-Spritzgusswerkzeug Kosten Das Spritzgießen mag zwar den Eindruck erwecken, teurer zu sein als Verfahren wie 3D-Druck und CNC-Bearbeitung, doch seine Fähigkeit zur Skalierung und Herstellung Tausender von Teilen macht es zu einer kostengünstigen Alternative für die Massenproduktion. Es gibt mehrere Faktoren, die zu den Kosten des Werkzeugbaus beitragen: Festgelegte Zeit bis zum Beginn (Einrichten der CNC-Maschine) Rohmaterialkosten (Stahl oder Aluminium) Stundensatz für Maschine und Bediener Maschinenkosten pro Stunde (Abschreibung oder/und Leasing) CAD und CAM Feste Zeit pro bearbeitete Kavität (empirische Schätzung) Schwierigkeitsgrad (Hinterschneidungen, Gewinde, Präzision) Oberflächengüte Das CAD-Design ist ein entscheidender Faktor für die Gusskosten, und es zeigt, dass die Produktionskosten umso höher sind, je komplizierter die Geometrie des Teils ist. Die kostengünstigsten Teile sind solche ohne Hinterschneidungen oder mit weniger anspruchsvollen Oberfächenbehandlungen. Hinterschneidungen können das Ausstoßen des Teils erschweren, und eine glänzende Oberfläche erfordert Polieren. Obwohl viele Kunststoffe in Bezug auf Festigkeit und Leistung ähnlich sind, sind einige von Natur aus einfacher zu gießen, was letztendlich die Preise für die Teile senkt. Wie kann man die Kosten für das Spritzgießen senken? Abgesehen von den notwendigen Schritten, die in den gesamten Prozess eingebunden sind, können einige Merkmale die Kosten für Kunststoffformen erheblich erhöhen. Hier sind ein paar Dinge, die vermieden werden müssen: Vermeiden Sie nach Möglichkeit die Verwendung von Hinterschneidungen. Entfernen Sie alle nicht notwendigen Merkmale. Verwenden Sie eine Kern-Hohlraum-Strategie. Minimieren Sie die Anzahl der kosmetischen Oberflächen und des Aussehens. Erstellen Sie selbst montierbare Komponenten. Wiederverwendung und Änderung von Formen. Achten Sie genau auf die DFM-Bewertung (Design für die Herstellung). Verwenden Sie ein Familien- oder Mehrkavitätenwerkzeug. Wählen Sie die Option der On-Demand-Produktion. Experimentieren Sie mit Überspritzungen

Da der Mikrospritzguss weiterhin einen großen Anteil am Fertigungsmarkt einnimmt, wird deutlich, dass die Herstellung von Mikroformen ein entscheidender Schritt ist, um hochpräzise und hochwertige Ergebnisse zu gewährleisten. Je höher die Präzision und die Qualität der mikroFormenbau desto höher die Präzision und die Qualität des mikrospritzgießen. In diesem Leitfaden werden alle Einzelheiten des Herstellungsprozesses von Mikroformen behandelt, wie sie mit der engstmöglichen Toleranz für eine höhere Präzision bearbeitet werden, welche Arten der Mikrobearbeitung angewendet werden können und welche Technologien hinter dem Mikrobearbeitungsprozess stehen. Inhaltsverzeichnis 1. Was ist Mikrobearbeitung? 2. Wie werden Mikroformen bearbeitet? 3. Arten von Mikrobearbeitungsmethoden - Nicht-mechanische Methoden - Mechanische Methoden 4. Wie man die beste Alternative für die Herstellung von Mikroformen auswählt Was ist Mikrobearbeitung? Mikrobearbeitung kann als Fertigungsverfahren definiert werden, mit dem präzisionsspritzgussteile im Mikrobereich hergestellt werden. Mit anderen Worten, es handelt sich um die Bearbeitung mit Werkzeugen, deren Durchmesser kleiner als 400 µm ist und bis zu einem Drittel des Durchmessers eines menschlichen Haares betragen kann. Obwohl es dieses Verfahren bereits seit Ende der 1990er Jahre gibt, haben die jüngsten Entwicklungen in der Mikrobearbeitungstechnologie und bei den Werkzeugmaterialien dazu geführt, dass heute Maschinen mit ausreichender Spindeldrehzahl und starken, langlebigen Schneidwerkzeugen zur Verfügung stehen, die die für die Herstellung von spritzgusswerkzeug erforderliche Wiederholbarkeit und Festigkeit bei hohen Geschwindigkeiten bieten. Wie warden Mikroformen bearbeitet? Bei der Bearbeitung von Formen für das Mikrospritzgießen sind drei wesentliche Aspekte zu beachten: Größe des Teils Größe des Merkmals Abmessungstoleranzen Ein weiterer wichtiger Aspekt, den es zu beachten gilt, um die besten Ergebnisse bei der Bearbeitung von Mikroformen zu erzielen, ist die Tatsache, dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem Material der Form, den Schneidwerkzeugen und dem Bearbeitungsprozess selbst besteht, so dass es von entscheidender Bedeutung ist, dass diese aufeinander abgestimmt sind. Natürlich gibt es verschiedene Mikrobearbeitungsverfahren, so dass es notwendig ist, die am besten geeignete Option zu wählen. Arten von Mikrobearbeitungsmethoden Die Arten der Mikrobearbeitungsmethoden für die Herstellung von Mikroformen lassen sich in zwei Kategorien einteilen: nicht-mechanische Methoden und mechanische Methoden. Nicht-mechanische Methoden zur Herstellung von Mikroformen Zu den nichtmechanischen Methoden zur Herstellung von Mikroformen gehören chemische Verfahren wie das Nass- und Trockenätzen, die häufiger zur Herstellung von Formen für sehr spezielle Anwendungen, insbesondere im optischen und biologischen Bereich, eingesetzt werden. Allerdings sind die Geometrien, die mit diesen Verfahren erreicht werden können, begrenzt. Andererseits gibt es unter den nicht-mechanischen Methoden zur Herstellung von Mikroformen eine, die hervorzuheben ist: Mikro-EDM. Mikro-EDM für die Herstellung von Mikroformen EDM steht für Electrical Discharge Machining. Mikro-EDM ist also ein Verfahren, bei dem die traditionelle Funkenerosion auf Mikroebene angewendet wird. Mikro-EDM ist eine großartige Alternative für die Herstellung von Mikroformen, da es die Möglichkeit bietet, sowohl konkave als auch konvexe Mikrostrukturen zu erzeugen, einschließlich der komplexesten 3D-Mikrostrukturen mit hohem Aspektverhältnis, die für verschiedene Mikrospritzgussanwendungen erforderlich sein können. Beim Mikro-EDM wird die erosive Wirkung einer elektrischen Entladung zwischen einem leitenden Werkzeug (Elektrode) und dem Werkstück genutzt, um einen Materialabtrag zu erzielen. Dies geschieht normalerweise in einer von zwei Formen: Die Elektrode wird in die gewünschte kavität des benötigten Hohlraums gebracht. Diese Elektrode wird dann senkrecht über das Werkstück geführt, wodurch die umgekehrte Form in das Werkstück erodiert wird. Mit einer sehr dünnen Drahtelektrode, deren Durchmesser im Mikrobereich liegt, wird die gewünschte Form erodiert, indem die Elektrode der in der speziellen cnc fräsen programmierten Bahn folgt. Bei der Verwendung von Mikro-Erodiermaschinen für die Herstellung von Mikroformen müssen drei Faktoren berücksichtigt werden, um die beste Leistung zu erzielen. Diese Faktoren sind: Schmelzpunkt der Materialien Wärmeleitfähigkeit der Materialien Elektrische Leitfähigkeit der Materialien In einer experimentellen Studie über die Bearbeitbarkeit durch Impulsentladung, die 2018 von Quanpeng He, Jin Xie, Ruibin Guo, Peixin Ma und Yanjun Lu durchgeführt wurde, heißt es: "Ein niedriger Schmelzpunkt und eine niedrige elektrische Leitfähigkeit führen zu einer guten mikrobearbeiteten Form mit einer niedrigen relativen Verschleißrate. Eine hohe elektrische Leitfähigkeit und ein niedriger Schmelzpunkt führen zu einer geringen Oberflächenrauhigkeit, einer hohen Mikroabtragsrate und einer hohen Entladungsenergieeffizienz. Eine niedrige thermische Leitfähigkeit führt zu einem hohen Aspektverhältnis und einer niedrigen Mikroabtragsrate". Mikro-EDM-Technologie für die Herstellung von Mikroformen Die Mikro-Erodiertechnik ist weit entwickelt, und zu den Optionen für die Herstellung von Mikroformen gehören hochleistungsfähige Mikro-Erodier-Bearbeitungszentren mit folgenden Merkmalen: Zweiachsige Bearbeitung. Kombinierte Prozesse wie Mikro-EDM-Bohren, Micro-EDM-Senken, Drahterodieren, Elektrodenschleifen und 3D Mikro-EDM-Fräsen. Integration von Werkzeugen. 8-achsige Steuerung. Möglichkeit, zwischen Elektroden mit unterschiedlichen Durchmessern zu wechseln Mechanische Methoden zur Herstellung von Mikroformen Während die Mikro-EDM definitiv ein sehr kosteneffizientes Verfahren ist, mit dem Mikroformen mit hoher Qualität und Präzision hergestellt werden können, gibt es einige Mikro-Spritzgießanwendungen, die Formen mit noch mehr geometrischer Freiheit und geringerer Oberflächenrauheit erfordern. Und hier zeichnen sich die mechanischen Verfahren für die Mikroformenherstellung aus. Der Grundgedanke bei der Verwendung mechanischer Verfahren für die Mikroformenherstellung besteht darin, die modernsten Werkzeugentwicklungen für die Mikrobearbeitung zu nutzen, bei denen Diamant verwendet wird, um Oberflächen mit einer Präzision bis in den Mikrobereich zu erzielen, ohne dass eine Nachbearbeitung erforderlich ist. Natürlich ist diese Art der Hochpräzisionsbearbeitung nur dank der aktuellen CNC-Technologien möglich, die es den Herstellern erlauben, Mikrostrukturen mit einer Präzision herzustellen, die auf Werte unter 5 µm genau gemessen werden kann. Eine wichtige Errungenschaft dieser Technologien ist die hohe Geschwindigkeit, die die Spindel erreichen kann, wodurch Spänebildung und Wärmekonzentration bei Mikrobearbeitungsanwendungen vermieden werden können. Zu den gängigsten CNC-Hochpräzisionsverfahren, die bei der Herstellung von Mikroformen eingesetzt werden, gehören das Mikrodrehen, das Mikrofräsen und das Mikroschleifen. Diese drei Verfahren werden in der Regel in Kombination eingesetzt, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Mikrobearbeitungstechnologie für die Herstellung von Mikroformen Die gängigste Mikrobearbeitungstechnologie, die derzeit für die Herstellung von Mikroformen verwendet wird, ist das Hochgeschwindigkeits-Mikrofräsen. Beim Mikrofräsen rotiert normalerweise ein Diamantwerkzeug auf einer Spindel und bewegt sich entlang der Oberfläche des festen Werkstücks. Während der Fräsbearbeitung dreht sich das Werkzeug entlang der Achse, die senkrecht zum Werkstück steht. Bei diesem Verfahren werden mindestens drei numerisch gesteuerte Achsen verwendet. Zu den allgemeinen Faktoren, die die Effizienz und Qualität des Hochgeschwindigkeits-Mikrofräsens für die Herstellung von Mikroformen beeinflussen, gehören: Der Eckenradius des Fräswerkzeugs. Die Optimierung der Werkzeugbahn. Werkzeugverschleiß. Winkel der Fräserachse. Diese sollte immer eine Neigung haben, um einen Schneidpunkt mit einem Geschwindigkeitswert von 0 Natürlich gibt es auch andere Technologien, die eingesetzt werden können, wie z. B. das Einpunkt-Diamantdrehen, das fliegende Schneiden und vibrationsunterstützte Schneidtechnologien. Sie werden jedoch meist für hochspezialisierte Anwendungen wie die Optik eingesetzt. Wie man die beste Alternative für die Herstellung von Mikroformen auswählt Damit ein Hersteller von mini spritzguss die beste Alternative unter den verfügbaren Verfahren für die Herstellung von Mikroformen auswählen kann, muss er die spezifischen Anforderungen an das zu formende Teil und mögliche Einschränkungen, die Kosten, die Anzahl der Verwendungen der Form (Haltbarkeit oder Lebensdauer) und die geometrische Komplexität berücksichtigen. Was die Kosten betrifft, so erhöht beispielsweise eine höhere Entnahmeleistung die Produktionsrate, und ein höherer Automatisierungsgrad senkt die Arbeitskosten. Die Produktionsrate des Herstellungsprozesses und der erforderliche Automatisierungsgrad sind also entscheidende Faktoren, die es zu analysieren gilt. Die Haltbarkeit der Form hängt in der Regel vom Material ab und davon, wie gut es den hohen Temperaturen und dem hohen Druck standhält. Aluminiumformen können beispielsweise bis zu 200 Zyklen überstehen und sind dabei doppelt so schnell und kostengünstig herzustellen wie Stahlformen. Je komplexer die Geometrie ist, desto geringer ist die Bearbeitbarkeit durch Mikrofräsen, so dass andere Verfahren wie das Mikro-EDM erforderlich sein können. Es gibt einige Studien, die gute Informationen geliefert haben, wie z. B. Tabellen für den Komplexitätsindex und eine Reihe von Regeln für die Wahl zwischen Mikrofräsen und Mikro-EDM. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass sie nicht völlig unfehlbar sind. Auf der Grundlage all dieser Faktoren erfordert die Auswahl der besten Lösung in der Regel ein gewisses Maß an Fachwissen. In vielen Fällen besteht die beste Lösung darin, cnc fräsen und Mikro-EDM zu kombinieren, um das für die Mikrospritzgussanwendung benötigte Ergebnis bei der Herstellung von Mikroformen zu erzielen, aber dies sollte nur dann angewandt werden, wenn die höheren Kosten und die zusätzliche Bearbeitungszeit gerechtfertigt sind. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es am besten ist, die Entscheidung zwischen Hochgeschwindigkeits-Mikrobearbeitung und Mikro-EDM in die Hände eines Experten zu legen, um die am besten geeignete Form für die gewünschte Mikrospritzgießanwendung zu erhalten.

Inhaltsverzeichnis · Was ist Umspritzen (mehrkomponenten spritzguss)? · Technologien für das Umspritzte · Vorteile des Umspritzens · Anwendungen des Umspritzens in verschiedenen Industrien · Überblick über die Komplexität des Umspritzprozesses, benötigte Ausrüstung und Innovationen · Neueste Innovationen beim Umspritzen · Abschluss Was ist umspritzung (mehrkomponenten spritzguss)? Das Umspritzen ist ein Verfahren, bei dem ein einzelnes Teil aus einer Kombination von zwei oder mehr Materialien hergestellt wird, um empfindliche Komponenten zu schützen oder dem Endprodukt ein besseres Aussehen und Gefühl zu vermitteln. Das erste Material wird als Substrat bezeichnet, das mit dem zweiten Material - dem Spritzguss - überzogen wird. Bei den Deckmaterialien handelt es sich in der Regel um Thermoplaste und Elastomere. Wichtigste Definitionen: · Kunststoff-Spritzgießen ist ein Verfahren zur Herstellung verschiedener Arten von Teilen durch Einspritzen von geschmolzenem Kunststoff in eine Metallform. Die Rohmaterialpaletten werden in den beheizten Zylinder eingeführt, wo sie geschmolzen und in den Formhohlraum und den Kern eingespritzt werden. · Mikro Spritzguss Das Mikrospritzgießen ist ebenfalls ein Teilbereich des Spritzgießens, der zur Herstellung winziger, hochpräziser thermoplastischer Teile und Komponenten mit Mikrogeometrien im Mikrometerbereich verwendet wird. · Technologien für das Umspritzen Für das Umspritzen werden hauptsächlich die folgenden Technologien verwendet: Insert Spritzguss (einlegeteile umspritzen), 2 komponenten spritzguss (2K-Spritzguss) oder Mehrkomponenten Spritzguss und Niederdruckspritzgießen. Insert Spritzguss Das Insert Spritzguss ist das meistgenutzte Verfahren, bei dem ein vorgeformter Einsatz in eine Form gelegt und das TPE (thermoplastisches Elastomer) oder ein anderer Kunststoff darüber gespritzt wird. Der Vorteil des Insert Spritzgusses liegt darin, dass er viel schneller ist als der herkömmliche Spritzguss in Kombination mit der Montage der Teile. Der Grund dafür ist, dass beim Insert Spritzguss zwei Materialien gleichzeitig geformt werden können - ein Metalleinsatz kann umspritzt werden, anstatt die gesamte Montagelinie für das Einpressen von zwei Komponenten einzurichten. >>>Lesen Sie unsere über das umspritzen von metall einlegeteilen projekt<<< (Sushi-Bikes GmbH) Zwei Komponenten Spritzguss (2K-Spritzguss) Beim zwei Komponenten Spritzguss (oder Mehrkomponenten Spritzguss) werden komplizierte Formteile aus zwei verschiedenen Materialien hergestellt, und das fertige Die Spritzgießmaschinen bestehen aus zwei oder mehr Zylindern, und zwei Materialien werden im selben Zyklus gespritzt. Das erste Material wird dem Zylinder zugeführt, um die erste Form des Produkts zu erzeugen, die dann in den zweiten Zylinder für die endgültige Formgebung gelangt. Der Vorteil des zwei Komponenten Spritzgusses ist, dass die Qualität der Teile höher und die Arbeitskosten niedriger sind. >>> Lesen Sie unsere Erfolgsgeschichte über ein kabelumspritzung projekt<<< (BROLIS) Metall umspritzen Da die Elektronikindustrie ständig wächst, ist es für die Elektronikhersteller unerlässlich geworden, schwache und zerbrechliche Komponenten zu schützen. Dementsprechend spielt das 1970 von der Hankel Corporation entwickelte Niederdruckgießen eine wichtige Rolle bei der Verkapselung empfindlicher elektronischer Bauteile und ersetzt die traditionellen Vergussverfahren. Dieses fortschrittliche Verkapselungsverfahren für schwache elektronische Bauteile umfasst einen Umspritzungsprozess, der mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur durchgeführt wird und weniger Zeit in Anspruch nimmt. Mit dem zunehmenden Bedarf an Leiterplatten (PCBs) und deren Schutz hat sich das Niederdruckgießen bei der Herstellung von Komponenten in der Automobil-, Medizin-, Industrie- und Beleuchtungsindustrie durchgesetzt. Ein Schutzmechanismus für LED-Leuchten kann als eine herausragende Anwendung des Niederdruckgießens betrachtet werden. >>>Lesen Sie unsere Erfolgsgeschichte über ein umspritzen von kunststoffteilen projekt<<< (BROLIS) Vorteile des kunststoff umspritzen Das Umspritzverfahren wird immer häufiger eingesetzt und bietet folgende Vorteile: 1. Geringere Kosten für Montage und Sekundärprozesse Bei der Herstellung von Teilen im Spritzgussverfahren sind keine sekundären oder zusätzlichen Arbeitsgänge erforderlich. Erstens macht das Umspritzverfahren zusätzliche Klebstoffe und Befestigungsmittel überflüssig. Zweitens ist kein weiterer Arbeitsgang erforderlich, um das Produkt in seine endgültige Form zu bringen (kunststoff umspritzen von metallteilen). All diese Faktoren reduzieren die Kosten, den Zeitaufwand und den Bedarf an Arbeitskräften enorm. 2. Verbesserte Produktqualität und -zuverlässigkeit Das Umspritzen ist ein äußerst zuverlässiges Verfahren, da das Endprodukt den Benutzern den ultimativen Komfort gummierter und griffiger Werkzeuge wie Handgeräte und Zahnbürsten bietet. Folglich wird die Ergonomie des Produkts verbessert. Das umspritzte Teil hat eine Schutzschicht aus thermoplastischem Kunststoff, die es flexibel, haltbar und sehr widerstandsfähig gegen äußere Kräfte macht. 3. Höhere Flexibilität des Designs Die Herstellung von Multimaterialien in einem einzigen oder mehrfarbigen Bauteil und ein komplexes Montagedesign sind mit dem Umspritzverfahren leicht zu erreichen. Das Umspritzverfahren gewährleistet eine starre Montage und eine korrekte Ausrichtung der zusammengehörigen Teile. Daher sind die Qualität des Produkts und die Anforderungen an nahtlose und konforme Designs leicht zu erreichen. Anwendungen des Umspritzens in verschiedenen Industrien Das Umspritzen hat vielfältige Anwendungen in unzähligen Industrien. Bevor wir uns den speziellen Anwendungen des Spritzgießens zuwenden, stellen wir hier einige der allgemeinen Anwendungen vor: Verallgemeinerte Anwendungen des Umspritzens Stecker umspritzen sind eine hervorragende Anwendung des Umspritzens. Kabel, die im Umspritzverfahren (kabel umspritzen) hergestellt werden, müssen Hochdruckwaschanlagen, extremen Witterungsbedingungen, ständiger Hygiene, Schmutz- und Staubeinwirkung sowie häufigen Biegebeanspruchungen standhalten. Weitere gängige Beispiele für das Umspritzen sind militärische Ausrüstungen, Solarenergiepaneele, medizinische Geräte, Unterhaltungselektronik und verschiedene industrielle Anwendungen. Spezialisierte Anwendungen des Umspritzens a) Medizinische Industrie Das medizinische Spritzgießen findet im Bereich der Medizin erhebliche Anwendung. Umspritzte medizinische Geräte zeichnen sich durch die Steifigkeit und Zähigkeit des einen Materials und die ergonomische und weiches Gefühl des anderen Materials aus. Das flexible und robuste Äußere der Formteile verringert die Gefahr von Abrieb, schützt das starre Substrat vor äußeren Einwirkungen, bewahrt die Hände des Benutzers vor Vibrationen und bietet hervorragende wasserabweisende Eigenschaften zum Schutz vor Korrosion. Der Markt für geformte Geräte im medizinischen Bereich beläuft sich auf 1,38 Milliarden Dollar. Es wird erwartet, dass er bis Ende 2027 mit einer CAGR von 8,2% wachsen wird. b) Automobilindustrie Das Umspritzen wird mittlerweile für die Herstellung von Prototypen, Griffen, Zubehörteilen für das Armaturenbrett und Formteilen unter der Motorhaube verwendet. Das Projekt Thermoplastic Overmolding for Structural Composite Automotive (TOSCAA) hat die Verwendung von umspritzten Teilen in der Automobilindustrie revolutioniert. Dieses Konsortium wird von SGL Carbon Fibers und Land Rover, Jaguar, Nifco, LMAT, AMRC und der Universität von Nottingham geleitet. Gemeinsam haben all diese Partner 2 Millionen Pfund gesammelt, um Autos leichter, haltbarer und schneller zu machen. Im Jahr 2016 belief sich das weltweite Marktvolumen für Formteile in der Automobilindustrie auf 1,67 Milliarden US-Dollar und wird bis Ende 2025 auf 3,29 Milliarden US-Dollar anwachsen. c) Elektronik Das Umspritzen von Drähten ist eine der wichtigsten Anwendungen des Umspritzens im Bereich der Elektronik. Viele Teile im Elektronikbereich werden umspritzt, um sie haltbar, flexibel und scherfest zu machen. Das Umspritzen wird jedoch auch häufig für die Herstellung eines einzigen Teils aus einer Kombination von zwei Materialien verwendet. Leiterplatten, Schaltkreise, Thermostate und Drähte werden häufig umspritzt, um sie widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse zu machen. Das Umspritzen von elektronischem Silizium eröffnet nun neue Bereiche für die weitere Expansion des Umspritzens im Bereich der Elektronik. Das Umspritzen ist etwas komplexer als das herkömmliche Gießen. Der erste Punkt, der es komplizierter macht, ist die richtige Wahl des umspritzten Materials auf dem Substrat. Gleichzeitig muss auch darauf geachtet werden, ob das umspritzte Teil richtig auf dem Substrat positioniert ist oder nicht. Wie aus einigen Statistiken hervorgeht, wird der Markt für Spritzgussteile in der Elektronikindustrie bis Ende 2029 ein Volumen von 1,11 Milliarden Dollar erreichen. Überblick über die Komplexität des Umspritzprozesses, benötigte Ausrüstung und Innovation Das Umspritzen ist ein etwas komplexer, aber leicht zu verstehender Prozess. In diesem Sinne werden im Folgenden einige Punkte zur Beschreibung der Komplexität, der benötigten Ausrüstung und der Innovation im Zusammenhang mit dem Spritzgussverfahren genannt: Komplexität im Überblick Das Insert ist ein Herstellungsverfahren, bei dem zwei Materialien zu einem einzigen Material verbunden werden, während das Formen ein einfacheres Verfahren ist, das in einfachen Schritten abläuft. Das Verfahren des Insertierens und Formens wurde bereits in einem der obigen Abschnitte erläutert. Roboter oder Maschinen sind jedoch in der Lage, all diese Probleme zu beseitigen. Wenn diese Arbeit manuell ausgeführt wird, bleiben all diese Befürchtungen gleich. Merkmale des Formens und Inserts Es gibt jedoch einige Faktoren, die das Insertieren und Gießen zu einem schwer zugänglichen Prozess machen, wie z. B. Fließlinien, Einfallstellen, Verformungen, kurze Schüsse, Brandflecken und Strahlen. Entformen Unter Entformung versteht man die Entfernung von Formteilen aus der Form oder dem Werkzeug. Dies kann entweder manuell oder mit Hilfe von Druckluft geschehen. Die Entnahme eines Gussteils aus einer Form und einer Form aus einem Modell wird als Entformen bezeichnet. Die Entformung des hergestellten Teils kann ein wenig kompliziert sein, wenn es nicht angemessen geformt ist. Das Schließen der Form und die Wiederholung des Prozesses sind keine Lösung, und das Bauteil wird zu Abfall. Andererseits ist der Ausschuss beim Umspritzverfahren wirklich gering, da kalkulierte und vordefinierte Parameter wie niedriger Druck und niedrige Temperatur verwendet werden, um von Natur aus schwache Komponenten zu ummanteln. Infolgedessen entsteht beim Umspritzen weniger Abfall. Auch die automatische Entformung reduziert den manuellen Aufwand. Abschluss Das Umspritzen hat sich zu einer weltweit anerkannten und akzeptierten Methode für die Herstellung von Teilen entwickelt, die in der Regel durch äußere Einflüsse gefährdet sind. Der Umspritzguss hat sich in allen wichtigen Bereichen wie der Medizintechnik, der Automobilindustrie, der Elektronikindustrie und der Herstellung von Haushaltsprodukten durchgesetzt. Obwohl das Verfahren gewisse Komplikationen mit sich bringt, ist es immer noch die beste Methode, um schwache und zerbrechliche Teile zu schützen.

Uniweb - ein führender Partner im Gesundheitswesen und in den Biowissenschaften für innovative digitale Lösungen von Weltklasse, die die Lebensqualität der Patienten verbessern. Uniweb sammelt und verarbeitet klinische Daten auf gesetzeskonforme Weise mit Hilfe von EDC-Lösungen, klinischem Datenmanagement, ePRO und Registrierungssystemen. Das Unternehmen entwickelt auch eigene Anwendungen und Geräte für das Gesundheitswesen. Obwohl der Schwerpunkt von Uniweb im IT-Sektor liegt, ist das Unternehmen nun auch in die Welt der Hardware eingestiegen. Zusammen mit einem Konsortium von Universitäten in ganz Europa entwickelt das Team aus Ingenieuren und Medizinstudenten ein medizinisches Gerät zur Messung der Griffstärke älterer Menschen. Bevor Uniweb zum ersten Mal mit unserem Unternehmen Kontakt aufnahm, wurden viele Untersuchungen durchgeführt und zahlreiche Prototypen entwickelt. Es war sofort klar, dass das Team bereits viel Arbeit in dieses Projekt gesteckt hatte, da die erhaltene Anfrage sehr informativ und direkt auf den Punkt gebracht war. Trotzdem unterscheidet sich die 3D-Drucktechnologie stark vom Spritzgussverfahren, und das bedeutete, dass einige der gedruckten Prototypen für das Spritzgussverfahren optimiert werden mussten. Wir mussten die kritischen Abmessungen kennen, die gleich bleiben mussten, um die gesamte Baugruppe nicht zu stören, und das ist uns gelungen. Das Gerät selbst hatte viele Kunststoffkomponenten, die sich im Hinblick auf die Vorlaufzeit und die Werkzeugkosten perfekt für unsere Mikrospritzgusstechnologie eigneten. Dies ist der Hauptgrund, warum wir den Auftrag vom Kunden erhalten haben. Aus Gründen der Vertraulichkeit können wir jedoch nicht alle Informationen preisgeben. Das erste Bauteil, das wir formen mussten, war ein Rohr mit 2 Ausgängen und 1 Eingang. Es überrascht nicht, dass es auch das schwierigste war. Um all diese Rohre zu formen, mussten wir drei Schieber mit beweglichen Stiften verwenden, die präzise bearbeitet werden mussten, um das gesamte interne Kanalsystem zu umschließen. Wir verwendeten Aluminium für den Formkern und den Hohlraum und Stahl für die Präzisionseinsätze. Wir lieferten das Projekt innerhalb von 3 Wochen mit erfolgreichen Rohrmustern ab und erhielten die Zusage, mit den nächsten Gerätekomponenten fortzufahren. Wir sind stolz darauf, dass wir unser Wissen weitergeben und zur Entwicklung von geriatrischen Geräten für ältere Menschen beitragen können. Andere Komponenten:

Die Allergomedica-Klinik ist ein innovativer Ort, an dem den Patienten nicht nur umfassende und professionelle Hilfe geboten wird, sondern auch neuartige Lösungen für die Gesundheitsüberwachung entwickelt werden. Die Klinik ist ausschließlich auf die Diagnose und Behandlung von allergischen Erkrankungen spezialisiert. Allergologen und klinische Immunologen, Laborspezialisten und Forscher arbeiten zusammen, um das individuelle Problem eines jeden Patienten zu lösen. Das Wissen über allergische Erkrankungen und deren Diagnose ändert sich ständig. Es entstehen immer neue Behandlungs- und Diagnosemethoden, so dass nur Spezialisten, die sich auf diesem Gebiet ständig weiterbilden, dem Patienten die bestmögliche Behandlung bieten können. Eine der jüngsten innovativen Initiativen der Klinik bestand darin, den Patienten die Möglichkeit zu geben, Gesundheitstests zu Hause durchzuführen, und zwar mit einfachen Bluttestkits, die von zu Hause aus zur Untersuchung in die Klinik geschickt werden können. Für die Entwicklung solcher Kits hat Allergomedica Micromolds als Entwicklungs- und Fertigungspartner gewählt. Die Hardware des Kits bestand aus einem Kunststoffstab zur Entnahme der Testproben und einem Kunststoffkoffer, in dem der Stab für den Transport sicher aufbewahrt werden sollte. Es bedurfte einer engen Zusammenarbeit zwischen den medizinischen Fachleuten der Klinik und den Ingenieuren von Micromolds, um die ersten Prototypen der Kunststoffhardware zu entwerfen und herzustellen. Für die ersten Prototypen haben wir die 3D-SLS-Drucktechnologie verwendet, um das Gefühl und das Aussehen des Kunststoffgehäuses und des darin befindlichen Sticks zu erhalten. Außerdem mussten wir den Zusammenbau und die Passform der montierten Teile überprüfen. Außerdem mussten wir sicherstellen, dass die Verschlussteile des Gehäuses gut einrasten. Als die Prototypversionen für die weitere Fertigung bestätigt waren, mussten wir zur Herstellung der Werkzeuge und zum Gießen der ersten Serie übergehen. Für die Werkzeuge verwendeten wir, wie fast immer, Aluminium und EDM-Bearbeitung, um die gewünschte Oberflächengüte der endgültigen Kunststoffgehäuse zu erreichen. Die Kunststoffkoffer wurden pünktlich und in guter Qualität geliefert. Wir haben noch viele weitere Projekte mit dieser innovativen Klinik vor uns und sehen dies als Beweis für unsere gute Arbeit.

In diesem Fall handelte es sich bei unserem Kunden um ein weltweit tätiges Hightech-Unternehmen, das an hochmodernen elektro-optischen Systemen für Anwendungen in der Verteidigungs- und Sicherheitsindustrie arbeitet. Die Produktpalette reicht von unmontierten Kriegssystemen über Grenzüberwachung bis hin zu OEM-Lösungen für die Integration in Luft- und Seestreitkräfte. Umspritzen von Kabeln Innovation führt häufig dazu, dass etwas Individuelles und Nicht-Standardisiertes geschaffen wird. In diesem Fall - maßgeschneiderte Kabel. Das Umspritzen von Kabeln wird verwendet, um Kabel vor Dehnungs- und Biegekräften und mechanischem Verschleiß in der Nähe der Anschlussstellen oder Kontakte zu schützen. Manchmal wird das Umspritzen von Kabeln nicht nur zum Schutz vor Stößen und Biegungen verwendet, sondern auch für das Branding, bei dem das Firmenlogo mit Hilfe des Kunststoffspritzverfahrens einfach eingegossen werden kann. Die Aluminiumformen wurden CNC-gefräst. Für die Umspritzung wurde das thermoplastische Polyamid TECHNOMELT® PA678 BLACK verwendet, das über gute Klebeeigenschaften verfügt und sich somit sehr gut für die Verkapselung eignet. Dank seiner niedrigen Viskosität kann dieser Kunststoff für Niederdruckeinspritzungen verwendet werden, was gut für umspritzte Komponenten im Inneren der Kavität ist. Wir haben auch einen zusätzlichen Einsatz verwendet, der auf dem oberen und unteren Bild zu sehen ist und durch den Drähte verlaufen. Der Einsatz diente dazu, das Kabel zu positionieren und die Kavität vollständig zu umschließen, um eine reibungslose Injektion und Verfestigung um das Kabel herum zu ermöglichen. Das Kabel wurde mit dem Einsatz verschraubt, um eine konstante Positionierung und eine vollständig geschlossene Kavität zu erreichen. Beim Spritzgießen können kleine Flecken und Unreinheiten - sogenannte Grate - auf einem Werkstück zurückbleiben. Diese entstehen durch Abweichungen und Fehler bei der Formgröße und durch Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung sowie durch falsche Druckvorgaben, die während des Prozesses angepasst werden sollten. Außerdem sind kleine Markierungen zu sehen, die von Auswerferstiften beim Herausdrücken des Gussteils aus dem Hohlraum verursacht werden. Diese Nachteile sind in der Regel unvermeidlich, können aber durch den Einsatz von Präzisionswerkzeugen und fachmännischen technischen Fähigkeiten minimiert werden, und unsere Ergebnisse beweisen, dass wir genau das tun. Knopf-Prototyp-Spritzgießen Es ist kein Geheimnis, dass in der Elektronikindustrie eine große Nachfrage nach Knöpfen und Schaltern besteht. Neu entwickelte Geräte erfordern manchmal speziell angefertigte Knöpfe, um eine Vielzahl von Funktionen ein- und auszuschalten. Knöpfe stehen zwischen Mensch und Maschine und ermöglichen deren Interaktion, daher ist ihr Design entscheidend für ein gutes Benutzererlebnis. Wir wurden beauftragt, 2K-Prototypen von Knöpfen aus thermoplastischem Elastomer (TPE) mit einer Härte von 60 Shore A zu formen. Diese Art von Materialien sind eine Klasse von Copolymeren, die sowohl thermoplastische als auch elastomere Eigenschaften haben. TPE macht Knöpfe weich, griffig und flexibel. Bei der Herstellung von nicht standardisierten Knöpfen können die Abmessungen und die Form jedoch einen großen Einfluss auf die Funktionalität des Knopfes haben. Der Knopf muss zurückfedern, wenn er gedrückt wird, und dem Benutzer das Gefühl vermitteln, dass er tatsächlich geklickt hat. Wir haben CNC-Fräsen für die Aluminiumform und EDM (elektrische Entladungsbearbeitung) für die Oberflächenbearbeitung verwendet. Die Leiterplatte mit dem Knopf wurde erfolgreich umspritzt und gegen die Umgebung isoliert. Beide Parteien waren sich einig, dass die Produktion ohne weitere Prototypenerstellung in großem Maßstab möglich ist.

Hergestellten Roboterhände werden durch eine Vielzahl von Sensoren gesteuert, die mit dem menschlichen Körper interagieren. Wir sind stolz darauf, dass Micromolds für die Herstellung von Kunststoffgehäusen für einen dieser Roboter ausgewählt wurde, auch wenn wir lange gebraucht haben, um unsere Glaubwürdigkeit für ein solches Projekt zu beweisen. Wir sind es gewohnt, unsere Partner auf lange Sicht auszuwählen: "Die Zeit für die Umwandlung eines Leads in einen Kunden variiert normalerweise zwischen 1-3 Monaten", sagt CCO Dominykas. Aber in diesem Fall haben wir wirklich lange gewartet. Ganze fünf Monate waren bereits vergangen, seit unternehmen uns das erste Mal kontaktierte. Zu unserem Erstaunen wurde der Auftrag innerhalb weniger Tage nach der Bestätigung der Entscheidung erteilt. Das Unternehmen arbeitete an neuen Designs und brauchte fast 5 Monate, um sie zu entwickeln. DFM-Analyse der Formbarkeit Nachdem wir die Qualitätssicherungsvereinbarung unterzeichnet hatten, fuhren wir mit der DFM fort. Obwohl wir viel Zeit in das Design des Teils investiert haben, mussten wir noch einige kleinere Änderungen vornehmen, damit das Teil formbar wurde. Alle Entwürfe können schön aussehen und gut funktionieren, aber nicht alle sind technisch herstellbar. Wir mussten einige Innenradien hinzufügen, da diese aufgrund der verwendeten CNC-Fräsen unvermeidbar sind. Außerdem mussten wir Auswerfermarken und Anspritzpunkte für das Teil setzen. Werkzeugbau Die Oberfläche des Teils musste durch Erodieren bearbeitet werden und ein mattes Aussehen haben. Daher mussten wir auch Elektroden für die EDM-Bearbeitung entwerfen und die EDM durchführen. Da das Kunststoffgehäuse aus zwei Teilen zusammengesetzt war, hatte eine Seite Haken, die in die andere einrasteten. Um diese Hinterschneidungen zu formen, mussten wir 3D-gedruckte Metalleinsätze verwenden. Da die Teile klein genug waren, um in unsere 1+1-Mikroform aus Aluminium zu passen, haben wir 2 Kavitäten CNC-gefräst und die EMD Bearbeitung durchgeführt, um die Oberfläche fertigzustellen. Musterabformung Wir wissen, dass es eine enorme Herausforderung, aber auch eine große Befriedigung ist, etwas Neues zu entwerfen, etwas, das noch nie zuvor geschaffen wurde. Diese Befriedigung ist jedoch mit einem gewissen Preis verbunden - nämlich mit Versuch und Irrtum. Fehler können nicht nur aufgrund eines fehlerhaften Entwurfs auftreten, sondern auch aufgrund von Fehlern, die der Gießer macht. Es ist wichtig zu verstehen, dass es manchmal praktisch unmöglich ist, zu sagen, welche Partei falsch oder richtig lag. In solchen Fällen ist es am besten, wenn sowohl der Auftragnehmer als auch der Unterauftragnehmer lösungsorientiert bleiben können, was bei unserem Unternehmen und unternehmen der Fall war. Da das Gehäuse sehr klein und dünnwandig war, führte eine zu enge Passung bei der Montage zu einer leichten Verformung des gesamten Kunststoffgehäuses, was zu einer uneinheitlichen Übereinstimmung der Teile an den Ecken führte. Beide Unternehmen waren sich einig, dass der Abstand verringert werden könnte, um die Passung zu lockern und die Verformung zu beseitigen. Nach der Änderung der Form waren die neuen Muster viel besser und erreichten die vom Kunden geforderte Qualität. Die Ergebnisse Nachdem die erste Charge geformt war, haben wir eine sorgfältige Sichtprüfung jedes Teils vorgenommen. Wir haben auch eine Montage durchgeführt, um zu prüfen, ob die Teile richtig zusammenpassen und keine Abweichungen vorhanden sind. Die erste Charge wurde pünktlich versandt und erreichte den Kunden erfolgreich. Wir freuen uns sehr, dass wir zu einem so innovativen Projekt beitragen konnten, das von einem so renommierten Unternehmen entwickelt wurde.

Droplet Genomics ist ein Biotech-Unternehmen, das neue Wege in der Hochleistungsanalysetechnik beschreitet. Dieses Unternehmen ermöglicht es Wissenschaftlern, in das weite Feld der Biologie einzusteigen und es zu erforschen. Droplet Genomics stellt Werkzeuge für Wissenschaftler her, die leicht und einfach für ihre Erkundungen und präzisen Ergebnisse zu verwenden sind. Das Kernstück des Unternehmens ist eine Tröpfchen-Mikrofluidik-Technologie, die unübertroffene Möglichkeiten für die Erforschung des biologischen Kosmos bietet. Diese Technologie ermöglicht es Wissenschaftlern, biologische Proben mit der Auflösung einer einzelnen Zelle zu untersuchen. Durch die Kombination von Biowissenschaften, maschinellem Lernen und Technik bietet dieses Unternehmen eine vollständige Plattform für die Hochdurchsatzforschung. Was sind die mikrofluidischen Chips? Mikrofluidische Chips sind die Komponenten, die in der biologischen Hochdurchsatzforschung verwendet werden. Sie sind das Herzstück bei der Handhabung von Flüssigkeitströpfchen: Erzeugen, Aufteilen, Zusammenführen, Mischen, Speichern, Einspritzen. Eine solche Plattform enthält Mikrokanäle, Hindernisse und Reservoirs, um diese Operationen durchzuführen. Das Design solcher Strukturen und Kanäle erfordert ein hohes Maß an Wissen, um das gewünschte Ziel des Chips zu erreichen. Aber auch die Herstellung solcher Systeme erfordert nicht weniger Wissen. Großserienproduktion von Chips Wenn die mikrofluidischen Kanäle getestet und für das gewünschte Forschungsziel bestätigt sind, kann ein größeres Volumen der Chips erforderlich sein, und hier könnte das Unternehmen Micromolds℠ mit Mikrospritzguss einspringen und mit Droplet Genomics zusammenarbeiten. Das Spritzgießen ist nicht nur wegen seiner hohen Produktivität praktisch, sondern auch, weil es die Möglichkeit bietet, Nicht-Mikro-Strukturen - wie Reservoirs, Wells, Ein- und Auslassöffnungen - zusammen mit Mikrogeometrien in einem einzigen formbaren Stück herzustellen. Dies ist jedoch mit gewissen Kosten verbunden, die für jeden Spritzgießer eine Herausforderung darstellen. Werkzeugtechnische Herausforderungen Wenn die Dinge wirklich klein werden, kommt eine normale Bearbeitung nicht in Frage, auch wenn die theoretische Maschinen- und Werkzeugpräzision dies zulassen würde. Für solche Mikrowerkzeuge mussten wir Werkzeugeinsätze verwenden, die sich im Inneren des Formbodens befinden. Da die hohen Kunststoffspritzdruckkräfte im Inneren des Formhohlraums und des Kerns ausgeübt werden, mussten wir viel mit verschiedenen Bearbeitungsmöglichkeiten dieser Einsätze experimentieren - von der Laserablation bis zur Multiphotonenpolymerisation. Die Herstellung des Einsatzes ist nur die eine Seite der Medaille. Die größte Herausforderung bestand darin, den Einsatz im Inneren des Formbodens so zu positionieren, dass die Ausrichtung von Kern und Kavität perfekt ist und die Schließkräfte den Einsatz nicht brechen. Herausforderungen bei der Injektion Um Mikrogeometrien zu ermöglichen, war eine extrem ebene Oberfläche des Chips erforderlich. Dies bedeutete, dass alle Einfallstellen, die durch die ungleichmäßige Wandstärke verursacht wurden, beseitigt werden mussten. Allerdings konnten wir die Wände nicht dünner machen als die kleinsten Auswerfer, die wir hatten, da dies zu Entformungsproblemen geführt hätte. Und das war tatsächlich der Fall. Bei den ersten Versuchen waren die Auswerfer zu schwach und begannen sich zu verbiegen. Als Ausweg mussten wir mit den Einspritzparametern spielen, um die Einfallstellen auf ein Minimum zu reduzieren, so dass die Wandstärke unverändert blieb und somit dickere Auswerfer verwendet werden konnten. Die Ergebnisse Wir freuen uns, dass wir die Gelegenheit hatten, gemeinsam mit unserem Kunden an der Lösung wirklich anspruchsvoller Aufgaben zu wachsen. Diese Projekte zwingen uns dazu, in den völlig neuen Markt des Mikrofluidik-Chip-Gießens einzutreten. Es besteht kein Zweifel daran, dass unsere Unternehmen auch in Zukunft zusammenarbeiten werden, um eine hocheffiziente biologische Erforschung durch mikrofluidische Tröpfchentechnologie zu ermöglichen.