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1300 Mitarbeiter 18 Länder 27 Büros So groß ist die Teltonika IoT Gruppe. Die IoT-Gruppe umfasst 5 Tochterunternehmen, die in folgenden Bereichen tätig sind: Telematik (Tracking-Hardware), Netzwerke (professionelle Netzwerkausrüstung), Mobilität ( Personenverfolgung, Vermögensverfolgung und Elektromobilität), Telemedizin (Lungenbeatmungsgeräte und andere Gesundheitsgeräte) und EMS (Herstellung). Das Produkt Teltonika Telemedic hat vor fast zwei Jahren ein innovatives Projekt zur Entwicklung einer intelligenten Uhr in der Telemedizinbranche gestartet. Teltonika Telemedic entwickelte ein Gerät, das kontinuierliche EKG-Werte und Vorhofflimmern erkennen kann. Eine Smartwatch durchläuft nun die letzten technischen Prüfungen und Zertifizierungsverfahren. Es wurden klinische Studien durchgeführt, die außergewöhnliche Ergebnisse lieferten und eine hohe Genauigkeit der EKG-Aufzeichnung - 99,2 % im Vergleich zu krankenhausinternen zeigten. Es zeigt eine hohe Präzision bei der Unterscheidung von Vorhofflimmern und anderen Arrhythmien, die 99,1 % erreicht und bei mehr als 30 % der Patienten mit häufigen Arrhythmiesymptomen getestet wurde. Die Verwendung von PPG bei der kontinuierlichen Überwachung der Herzaktivität ermöglicht die rechtzeitige Erkennung von Herzrhythmusstörungen, auch wenn der Benutzer keine Symptome verspürt. So könnte die Smartwatch asymptotisches Vorhofflimmern erkennen und Herzkrankheiten verhindern, wenn die Patienten so früh wie möglich diagnostiziert werden. Das Design All diese technischen Funktionen in eine alltägliche Smartwatch einzubauen, ist eine ziemliche Herausforderung für Designer und Hersteller. "Die Konzeption eines Designs ist keine Aufgabe, die an einem Tag oder in einem Monat erledigt ist. Es ist viel mehr, als man sich vorstellen kann. Wir haben fast ein halbes Jahr gebraucht, um das Design zu entwickeln, das es jetzt ist. Wir haben uns viele Gedanken gemacht, um ein einzigartiges Design zu entwickeln, das intuitiv zu bedienen ist". - sagt Eimantas Ramunis, Produktverantwortlicher bei Teltonika Telemedic. Viele Smartwatches auf dem Medizin- und Verbrauchermarkt wurden verglichen und analysiert, um die Schwächen der Konkurrenz auszugleichen und sich von der Masse abzuheben. Das Designteam von Teltonika hat fast fünf verschiedene Designs entwickelt. Daher war es nicht überraschend, dass es für das gesamte Team noch schwieriger war, das beste Design auszuwählen, nicht nur aus Sicht des Designs, sondern auch aus Sicht der Herstellung. Der Fall Ein guter Designer weiß, dass das, was gut aussieht und sich gut anfühlt, nicht immer mit den technischen Aspekten übereinstimmt und zu Problemen bei der Herstellbarkeit führen kann. In Zahlen ausgedrückt: Die Uhr wird sechs Sensoren haben, die mit dem Menschen in Kontakt treten. Was die Herstellbarkeit betrifft, so bedeutet dies, dass Schlitze, Löcher, Vorrichtungen und komplexe Formen hergestellt werden müssen, um die gesamte Technologie zu integrieren. Da die einzige Möglichkeit, dieses Produkt greifbar zu machen, das Spritzgießen ist, bedeutet dies auch, dass eine Vielzahl von Einsätzen verwendet wird, um diese komplexen Merkmale zu formen, und dass die Optimierung der Formbarkeit ebenfalls umgesetzt werden sollte. Micromolds ℠ wird täglich mit solchen Herausforderungen konfrontiert, und das ist es, was wir am On-Demand-Molding-Geschäft lieben. Wir sind stolz darauf, dass wir ausgewählt wurden, um die Anforderungen der TeltoHeart-Smartwatch-Prototyping-Phase zu erfüllen, von der Designoptimierung und Beratung bis hin zu den tatsächlichen physischen Prototypen. “Das Unternehmen wurde aufgrund seiner Flexibilität und kurzen Vorlaufzeiten kontaktiert, auch weil sich seine anderen hergestellten Produkte als qualitativ hochwertig erwiesen haben. Wir brauchen einen flexiblen und zuverlässigen Partner, der auf Abruf produzieren kann. Sie sind der perfekte Partner, da sie die Einspritzdüsen besitzen, die unsere Anfangsmengen gewährleisten.” Mit 3D-Metalldruckern hergestellte Einsätze Das Uhrenarmband musste in einem bestimmten Winkel am Kunststoffgehäuse befestigt werden, was die Bearbeitung der Form nahezu unmöglich machte. Glücklicherweise konnte dafür die 3D-Drucktechnologie für Metall verwendet werden. Die Metall-3D-Drucktechnologie basiert auf Laserkraft, die kleine Metallpartikel in der gewünschten Geometrie bindet. Der 3D-Drucker stellte die Einsätze Schicht für Schicht her, die erfolgreich in die Formen eingebaut wurden. Es wurden nicht nur 3D-gedruckte Einsätze verwendet, sondern auch die Sensoren und Metallstecker, die vom Teltonika Telemedic-Team entworfen und hergestellt wurden. Es war eine ziemliche Herausforderung, sie alle in ein so winziges Kunststoffgehäuse einzupassen, was bedeutete, dass jeder Einsatz in der Form an bestimmten Positionen mit einer besonders hohen Präzision platziert werden musste, um Defekte wie Grate oder unerwünschte Schweißlinien zu vermeiden. Das Uhrenarmband Kautschuk, Silikon und Elastomer - alles drei verschiedene chemische Materialien, die sich für den normalen Benutzer jedoch sehr ähnlich sind. Bei der Suche nach einem Material für ein Uhrenarmband stellen sich sofort zwei große Herausforderungen. Die erste ist die Verschleißfestigkeit und die zweite die Klebrigkeit. Das Material muss nicht nur seine Form beibehalten, wenn es gedreht, gebogen und gestreckt wird, es darf auch keinen Staub ansammeln und muss sich angenehm anfühlen. "Ursprünglich wollten wir Ideen mit Siliziumbändern untersuchen, aber Silizium bietet nicht die Haltbarkeit und die Eigenschaften, die TPUs bieten", sagt Jostautas Petrusevičius, Hardware-Ingenieur bei Teltonika Telemedic. Es wurde eine Vielzahl von TPE-Kombinationen ausprobiert, um das gewünschte Gefühl auf der Haut zu erreichen. Das Armband musste außerdem hypoallergen sein und der Sterilisation selbst mit ätzenden Flüssigkeiten wie Isopropylalkohol standhalten. Als das richtige Material gefunden schien, gab es noch eine Sache zu bedenken: Das Smartwatch-Armband "TeltoHeart" wird einen integrierten Sensor haben. Eine solche Integration ist einzigartig in der gesamten Smartwatch-Industrie, und dies ist einer der Gründe, warum das Team von Teltonika Telemedic sich auch mit unserem Unternehmen beraten hat. Eine solche Funktion erforderte eine außergewöhnliche Technologie. Wie kann man einen solchen Sensor in ein flexibles Elastomerarmband einfügen, das im Laufe der Zeit Ermüdung und anderen rauen Umweltbedingungen widerstehen würde? Das Umspritzen von Elastomeren war die perfekte Lösung. Das Umspritzen an sich ist zwar nichts Neues für uns, aber in diesem Fall mussten wir den flexiblen (schwimmenden) Draht im Inneren des Bandes umspritzen. Auch wenn der Einspritzdruck nicht hoch ist, kann sich der Draht im Inneren des Bandes dennoch verbiegen, was dazu führen würde, dass der Draht nicht vollständig umspritzt wird. Trotz dieser schwierigen Herausforderung ist es unserem Team gelungen, den Draht gleichmäßig umzuspritzen. Die Ergebnisse “Wir sind mit den Dienstleistungen von MicromoldsSM sehr zufrieden. Das Unternehmen bot schnelle und reaktionsschnelle technische Unterstützung. Es half uns, Zeit und Kosten für teure Werkzeuge für die Massenproduktion zu sparen. Wir konnten mögliche Probleme vor der Massenproduktion sehen und testen und sie beseitigen." Das obige Zitat bringt es auf den Punkt. Wir freuen uns sehr über diese Geschichte, die einmal mehr beweist, dass sich unsere harte Arbeit auszahlt. Wir können Ergebnisse liefern und wir helfen Unternehmen wirklich bei der Innovation, und das ist die größte Belohnung, die wir bekommen können.

SUSHI Bikes GmbH Es ist nicht das Sushi, an das Sie vielleicht sofort denken. Es ist ein E-Bike, das entwickelt und entworfen wurde, um die durchschnittlichen Kosten eines E-Bikes um die Hälfte zu senken - auf nur 999 EUR. SUSHI Bikes ist ein junges, aufstrebendes Start-up-Unternehmen, das die E-Bike-Industrie revolutioniert, indem es nicht nur einen grünen Ansatz für die Mobilität und die Zukunft verfolgt, sondern auch bei der Herstellung und Beschaffung der Fahrradkomponenten. Wie könnten sie sonst die Kosten so stark senken, ohne die Qualität der Fahrräder zu beeinträchtigen? Wir bei Micromolds senken nicht nur die Kosten für die Formgebung, sondern helfen den Unternehmen auch, die durch Nachfrageschwankungen verursachten Marktlücken zu schließen und die Produktion von kleinen bis mittleren Stückzahlen zu überbrücken. Wir glauben, dass unsere Zusammenarbeit mit SUSHI Bikes sehr gut zu den allgemeinen Zielen des Unternehmens passt. Diesmal haben wir dem Unternehmen bei der Entwicklung und Herstellung eines AirTag-Halters geholfen, der einfach unter dem Sattel angebracht werden kann. Design für die Fertigung (DFM) Wie jedes Formprojekt beginnt mit DFM auch dieses und wir begannen sofort mit der Analyse der Formbarkeit und der Optimierung der Teile für das Spritzgießen. Hauptsächlich haben wir diese Änderungen vorgenommen: Die Teile wurden mit Entformungswinkeln versehen. Einige Bereiche wurden ausgehöhlt, um die Wände gleichmäßig dick zu machen. Dies geschah, um in bestimmten Bereichen Einfallstellen, Hohlräume und Verformungen zu vermeiden. Dennoch gab es noch einige Stellen, an denen wir keine einheitliche Wandstärke herstellen konnten, ohne die Geometrie des Teils zu verändern. Also führten wir eine Analyse der Formbarkeit durch, und es wurden Bilder zur Verfügung gestellt, um zu sehen, an welchen Stellen ein Risiko für solche Defekte besteht. Das Logo wurde extrudiert und nicht ausgeschnitten, um die Oberflächenbearbeitung auf ebenen Flächen zu ermöglichen. Einige Wände wurden wegen der unmöglichen Formkonstruktion um 0,5 mm nach innen verschoben. Einige Verrundungen wurden um die runde Oberfläche herum entfernt, weil die Form nicht bearbeitet werden konnte. Es wurden Bilder zur Verfügung gestellt, um die Trennebene, die Einspritzpunkte und die Position der Auswerfer darzustellen. Überwindung der Einfallstellen Dank der reibungslosen Kommunikation mit dem Maschinenbauingenieur Max von SUSHI Bikes hatten wir die Möglichkeit, unser Know-how auszutauschen, und so kamen wir zu einer leichten Konstruktionsänderung, um die rot markierten Einfallstellen zu verringern. Die Aushöhlung des dickwandigen Bereichs war ein guter Kompromiss, um keine Kontaktfläche bei der Montage zu verlieren und gleichzeitig die Einfallstellen erheblich zu verringern. Formenbau Nach der Bestätigung des DFM brauchten wir genau 8 Tage, um die Formen zu bearbeiten. Für diese Kleinserienproduktion haben wir Aluminiumformen verwendet. Die Außenflächen des Kunststoffgehäuses mussten poliert werden, die Innenflächen wiesen jedoch Bearbeitungsspuren auf. Beide Seiten des AirTag-Halters aus Kunststoff passten in zwei separate Mikroformen mit je einer Kavität. Unspritzen vs. Presspassung Als wir gebeten wurden, auch die Montage des Kunststoffgehäuses zu übernehmen, dachten wir daran, eine Presse zu verwenden, um die Buchsen fest einzupressen. Doch erst nach einigen Tagen Überspritzen, noch in der Anfangsphase des Projekts, kamen wir überein, dass das Umspritzen die effektivere Lösung sein würde. Wir mussten zwar während der DFM geringfügige Änderungen an der Form vornehmen, aber dafür konnten wir die Montagekosten und den Zeitaufwand erheblich reduzieren. Spritzgießen, Montage und Verpackung Wir waren froh, dass wir unserem Kunden einen umfassenden Service bieten konnten. Nachdem die Muster bestätigt waren, stellten wir die erste Charge von 1000 Stück in wenigen Tagen fertig. Wir haben die gesamte Charge manuell zusammengesetzt. Wir klebten auch EAN-Code-Etiketten auf die vom Kunden bereitgestellten Verpackungskartons und lieferten das Projekt erfolgreich und pünktlich ab. Zum Schluss, Was hat das mit der japanischen Spezialität - Sushi - zu tun? "Die einen rollen, die anderen sind Rollen. Wer denkt da nicht sofort an SUSHI, wenn er an E-Bikes denkt?" - SUSHI Bikes.

Haftungsausschluss: Der untere Teil des Rohrs und seine Bestandteile werden aus Gründen der Vertraulichkeit nicht veröffentlicht. Zusammenfassung: Ziel: Schnell spritzgegossene Prototypen für innovative medizinische Reagenzgläser zur Bekämpfung der Covid-19-Pandemie. Verfahren: Optimierung des Designs der Membrankappe des Reagenzglases für das Spritzgießen Innere Komponenten des Reagenzglases: Ventil- und Hammerdesignberatung und DFM CNC-Bearbeitung von 3 Aluminiumwerkzeugen für das Spritzgießen von Kleinmengen in weniger als 3 Wochen. Erstes geformtes Exemplar Ergebnis: Die ersten Prototypen wurden in weniger als 2 Monaten mit Designänderungen und Beratung für weniger als 10.000 EUR geliefert, was bis zu 2 Mal billiger und schneller sein kann als beim traditionellen Gießen. Swissinnov GmbH ist ein Unternehmen, das medizinische Produkte entwickelt und sich zum Ziel gesetzt hat, kreative Gedanken in reale Produkte umzusetzen. Swissinnov ist davon überzeugt, dass Talente und Ideen das wichtigste Kapital von Unternehmen sind, die neue Geschäftsfelder erschließen wollen, um neue Kunden zu gewinnen und sich von der Konkurrenz abzuheben. Um solchen Organisationen zu helfen, bietet Swissinnov eine globale Perspektive der Produktentwicklung und die Fähigkeit, ihre Geschäfte auf verschiedenen Ebenen vollständig zu fördern. Als Swissinnov zum ersten Mal mit Micromolds Kontakt aufnahm, war sofort klar, dass die erhaltene Anfrage von hoher Qualität war und dass das Unternehmen weiß, wie man mit Spritzgießern arbeitet. "Wenn man eine E-Mail mit dem Betreff `schnelle Form' erhält, spürt man sofort den Druck des Kunden, weiß aber auch, dass wir genau das anbieten können", sagt Dominykas Turčinskas, CCO bei Micromolds Gestaltung Ziel dieses Projekts war es, ein medizinisches Reagenzglas zu entwickeln, das über innere bewegliche Komponenten und eine Membrankappe verfügt. Aus diesem Grund ist das Reagenzglas nicht einfach nur ein Reagenzglas - es wird zu einem echten medizinischen Gerät mit bestimmten Anforderungen: - Material: PP hochtransparent (PP-Copolymer) - Design-Zwänge: Dünne Wand 0,1 mm-0,6mm - Oberflächengüte: hochglanzpoliert - Das Gerät muss 12 Monate lang gelagert werden können. - Die Dichtung muss während der Lagerung (5 bis 40°C) zu 100% dicht sein - Geringe Reibung zur Betätigung des Ventils während des Betriebs - Die Teile enthalten eine Einwegeinheit Wir brauchten insgesamt 6 Iterationen mit größeren Designänderungen, um ein endgültiges V6-Design für ein ganzes Gerät zu entwickeln. Bei solch hochwertigen und zeitkritischen Projekten ist es wichtig, dass beide Parteien eine enge und schnelle Kommunikation pflegen. Wir sind stolz darauf, dass die Bearbeitung der Formen innerhalb von 4 Wochen begann, was eine hervorragende Geschwindigkeit bei der Bestätigung und Einigung auf insgesamt 6 Versionen von Designvarianten zeigt. Die größte Herausforderung in der Entwurfsphase besteht darin, ein Gleichgewicht zwischen der Funktionalität und der Herstellbarkeit des Produkts herzustellen. Um dieses Gleichgewicht zu erreichen, ist es wichtig, dass die Produktentwickler so viele Informationen wie möglich austauschen, damit das Know-how des Spritzgießens in die Projektziele einbezogen werden kann. Auf diese Weise können beide Parteien eine neue Designvariante entwickeln, die man sich vorher nicht einmal vorstellen konnte. Auch die Materialauswahl und -beschaffung spielt bei Entwicklungsprojekten für medizinische Geräte eine entscheidende Rolle. Es mussten nicht nur die Konstruktionsanforderungen erfüllt werden, sondern auch die Dokumentation der Materialbeschaffung und -lieferung erstellt und eingereicht werden. Dies beinhaltet: HRAF-Formular Antragsformular für medizinische Polymere Schreiben zur Kundenvereinbarung Erklärung zur medizinischen Konformität Da Micromolds über eigene Materiallieferanten verfügt und Erfahrung mit der Einreichung der Dokumentation hat, war dies eine große Hilfe und Zeitersparnis für den Kunden. Abschluss Das Rohr und die übrigen 2 Komponenten wurden in separaten 3 Aluminiumformen hergestellt. Wir haben unsere CNC-Fräsen und das Aluminiummaterial für die Bearbeitung der Werkzeuge verwendet, da wir so kurze Vorlaufzeiten und eine kostengünstige Bearbeitung erreichen können. Der wichtigste Vorteil ist, dass alle Komponenten und das Rohr selbst in unsere Mikrogießmaschine und Mikroformen passen. Dadurch können wir die Kosten noch weiter reduzieren. Für die Herstellung der Werkzeuge für alle 3 Formen benötigten wir insgesamt 3 Wochen, ganz zu schweigen von den hochglanzpolierten Oberflächen der Formen. Die Kosten für diese Formen beliefen sich auf insgesamt etwa 10.000 EUR, einschließlich der Modifikationen, was nicht weniger als doppelt so viel ist wie die herkömmliche Formgebung. Wir sind sehr stolz darauf, dass wir solche Ergebnisse für unsere hochgeschätzten Kunden liefern können.

Die Nachfrage nach Kunststoff-Mikro-Formguss steigt kontinuierlich. Der Grund: moderne Elektronikgeräte werden kontinuierlich kleiner und kompakter. Tauchen Sie mit Hilfe dieses Artikels ein in die neue Welt des Mikro-Spritzgusses! Erfahren Sie, wie Sie fertigungsgerecht entwerfen, Formmerkmale analysieren, das geeignete Material aussuchen …und was die Zukunft für den Mikro-Formguss parat hat! Inhaltsverzeichnis: „Was genau ist Mikro-Formguss, und worin zeichnet er sich aus?“ „Lässt sich Mikro-Spritzguss anstelle von herkömmlichem Spritzguss verwenden?“ „Wie breit ist das Einsatzspektrum von Mikro-Spritzguss branchenübergreifend?“ Mikro-Formguss in der Medizin Mikro-Formguss in Elektronikprodukten Mikro-Formguss im Automobilbau „Wo liegen die Limits des Dünnwand-Formgusses?“ „Welche Materialien eignen sich am besten für den Mikro-Formguss?“ „Was hält die Zukunft für den Mikro-Spritzguss parat?“ Herausforderungen des Mikro-Formgusses: Mikro-Montage und Micro-Packaging Was genau ist Mikro-Formguss, und worin zeichnet er sich aus? Mikrostrukturierte Aluminium- oder Stahlgussformen, die mit maximalen Toleranzen im Mikrometer- oder Submikrometerbereich CNC- und EDM-gearbeitet worden sind, stellen das Hauptmerkmal des Mikro-Formgusses dar. Das fertige Gussteil weist dann i.d.R. ein Gewicht von einem Bruchteil eines Gramms und/oder Mikrodetails von 50 µm bis hinab zu 5 µm Größe auf (oder sogar noch weniger). ​ Von herkömmlichen Formgussverfahren unterscheidet sich der Mikro-Formguss hauptsächlich in der Schussgröße und im Präzisionsgrad der Spritzanlagen. Da Mikro-Formgussanlagen über hochauflösendere Zufuhroptionen verfügen, die eine gleichmäßigere Druckverteilung innerhalb des Hohlraums zur Folge haben, ist es möglich, mit hoher Präzision Bruchteile eines Gramms einzuspritzen. Auch kommen hier insgesamt kleinere Gussformen zum Einsatz: Mikro-Gussformen sind mit kleineren Hohlräumen wie Kernstücken ausgestattet. Mikrostrukturen im Innern werden mittels hochpräziser CNC- und EDM-Maschinen gearbeitet. Aufgrund der Winzigkeit der fertigen Gussteile lassen sich hier – anders als beim herkömmlichen Formguss – die Bereiche Packaging und Qualitätsmanagement nicht als sekundäre Verfahren betrachten. Stattdessen verlangt beides ein hohes Maß an Aufmerksamkeit in den Einzelheiten. Lässt sich Mikro-Spritzguss anstelle von herkömmlichem Spritzguss einsetzen? Auf den Punkt gebracht: Ja! Nicht immer ist Mikro-Formguss notwendigerweise ‚mikro‘. Es gibt eine Vielzahl an Anwendungsfällen, in denen auch herkömmliche Kunststoffkleinteile innerhalb der typischen Mikro-Formgussdimensionen und des Mikro-Einspritzvolumens liegen – also etwa innerhalb ⌀~100 mm Kugeldurchmesser bzw. ~15-30 cm³ Volumen. Ein relativ neuer, innovativer Trend ist der Produkt-Schnupper-Launch in risikoarmer Kleinauflage von weniger als 100.000 Stück – ideal für den Einsatz von Mikro-Formguss. In der Abbildung hier veranschaulicht ist der optimale Einsatzbereich des Mikro-Formgussverfahrens. Innerhalb dieses Bereichs sind gegenüber dem herkömmlichen Spritzguss erhebliche Zeit- und Kostenersparnisse möglich. Die Tooling-Kosten lassen sich gar um den Faktor 3-4× senken, und vom ersten Entwurf bis zur Markteinführung dauert es mitunter gerade einmal 3 Wochen. Geringe Anlagenbetriebskosten, dank kleinerer Anlagengrößen bei geringerer Klemmkraftanforderung Schnellere, günstigere Maschinenbearbeitung aufgrund weniger Gussformhohlräume und geringeren Aluminiumverbrauchs Kürzere Gusskanäle bedeuten weniger Ausschuss. Ein weiterer positiver Effekt der weitaus schnelleren und günstigeren Gussformfertigung ist ein Gewinn an Flexibilität beim Vornehmen kurzfristiger Änderungen. Wie breit ist das Einsatzspektrum von Mikro-Spritzguss branchenübergreifend? In Medizin und Gesundheitswesen ​ Gerade der medizinische Einsatz erfordert häufig ein hohes Maß an Präzision. Oft geht dies mit filigranen Einzelteilen von geringer Größe einher. Entsprechend sind medizinische Anwendungen eines der Haupteinsatzgebiete des Mikro-Formgusses – von Dosierungshilfen, Diagnosehilfsmitteln, über Seh- und Hörhilfen, bis hin zu minimal-invasiven OP-Instrumenten, Kathetern etc. Mikrofluidsysteme stellen einen neuen Trend dar, der in einem breiten Spektrum medizinischer Anwendungen (einschließlich Point-Of-Care-Diagnostik) zunehmend an Bedeutung gewinnt. Dass die Medizinbranche gut ein Viertel des weltweiten Marktanteils des Mikro-Spritzgusses stellt, dürfte an dieser Stelle kaum überraschen (Quelle: 'Mordor Intelligence'). In der Elektronikbranche Da moderne Unterhaltungs- und Kommunikations-elektronik weiterhin immer kleiner und kompakter wird, wächst auch hier der Bedarf an immer kleineren und filigraneren Kunststoffteilen ungebrochen – und somit auch der Einsatzbereich des Mikro-Formgusses mit seinen spezifischen Vorteilen. Ein prägnantes Beispiel ist hier das Feld der Mikro-Optik, beispielsweise in Form von Laser-Linsen, Smartphone-Kameras, Virtual-Reality-Hardware usw. Daneben eher traditionelle Mikroelektronik wie Stecker, Schalter, Tasten, Platinenbauteile – für Laptops, Telekommunikationsanlagen, Multimedia und vieles mehr. Ein weiteres Einsatzgebiet für den Mikro-Formguss stellen Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) dar. Diese Sparte befindet sich in einer steilen Wachstumsphase, was sich entsprechend positiv auf die Nachfrage nach den innovativen Verfahren des Mikro-Formgusses auswirkt. Eine Schnittstelle zum medizinischen Bereich stellen BioMEMS (Biomedizinische MEMS) dar, die zunehmend für den Einsatz im Next Generation Sequencing (NGS) und zur Point-of-Care-Diagnostik herangezogen werden. ​ Der technische Fortschritt in der Elektronikbranche galoppiert weiterhin, und so überrascht es kaum, dass mehr als ein Fünftel des weltweiten Mikro-Spritzguss-Marktanteils genau hier zu verorten sind (ebenda). In der Automobilbranche Moderne PKWs und LKWs enthalten ebenso mehr und mehr kleine, filigrane und ultrakompakte Kunststoffbauteile. Da wären einerseits die unzähligen Klammern, Unterlegscheiben, Türschlossmechanismus-Bauteile, Tasten, Knöpfe, Zahnrädchen und mehr, aber auch Motor- und Bremssystemkomponenten etc. „unter der Haube“. In Anbetracht der schieren Größe der Automobilindustrie und der schieren Anzahl an Einzelteilen, die in jedem einzelnen Kraftfahrzeug stecken, ist es kaum ein Wunder, dass der Sektor knapp ein Drittel des weltweiten Mikro-Formgussbedarfs ausmacht (ebenda). Wo liegen die Limits des Dünnwand-Formgusses? ​ Um das Thema Dünnwand-Formguss zu beleuchten, sollten wir uns zunächst Klarheit über das Grundkonzept des Verfahrens verschaffen. Das Verhältnis zwischen Fließweg und Wanddicke – L/t – ist ausschlaggebend. Darin unterscheiden sich die diversen Kunststoffe teils erheblich. Hier das maximale L/t-Verhältnis der zehn am häufigsten eingesetzten Thermoplasten: ​ ABS: 170/1 SAN: 120/1 PA: 150/1 PC: 100/1 HDPE: 225/1 LDPE: 275/1 PP: 250/1 PMMA: 130/1 POM: 150/1 PS: 200/1 ​ Das korrekte Festlegen der Wanddicke ist wesentlich verantwortlich für das Qualitätsniveau des resultierenden Gussteils. Für den entwerfenden Ingenieur bedeutet dies, sorgsam Materialwahl und Wanddicken aneinander anzupassen und die Seitenverhältnisse durch den gesamten Entwurfsprozess hindurch zu harmonisieren. Zu den möglichen Folgen in der Fertigungsphase aus einer unzureichenden Berücksichtigung dieser Punkte zählen unter Anderem: ​ Verlängerte Durchlaufzeiten, da das Abkühlen dickerer Wände mehr Zeit beansprucht Zu dünne Wände sind evtl. zu instabil und können überdies Probleme mit der Flussrate (das Flusstempo des Kunststoffs in die Hohlräume hinein) hervorrufen. Gusslücken können entstehen, falls das Material die betreffenden Stellen nicht erreicht, bevor es bereits zu erstarren begonnen hat. Ungleichmäßige Wanddicken haben unterschiedliche Abkühl- bzw. Aushärtungsdauern zur Folge, was häufig ein wesentlicher Faktor in der Entstehung von Einfallstellen und Verwölbungen am fertigen Gussteil ist. ​ Da der Dünnwand-Formguss vor allem von der richtigen Materialwahl abhängt, ist es ratsam, empirische Daten heranzuziehen. Die am häufigsten eingesetzten Kunststoffe samt ihrer jeweiligen für den Spritzguss empfohlenen Mindest- und Höchstwanddicken sind in der folgenden Tabelle verzeichnet: Bei der Wahl des geeigneten Rohmaterials sind einige weitere Anforderungen an den Dünnwand-Formguss zu berücksichtigen. Da dünne Wände schneller abkühlen als dicke, erfordert der Dünnwand-Formguss ein höheres Hohlraumfülltempo. Beispielsweise erfordern um 25% dünnere Wände eine um 50% reduzierte Hohlraumfülldauer bzw. ein entsprechend höheres Tempo. Um das höhere Tempo und den höheren Druck zu erzielen, macht der Dünnwand-Formguss spezielle Anlagen erforderlich – auch wenn dies im Zuge des technologischen Fortschritts immer dünnere Wände betrifft, die ansonsten zunehmend auch mit Standard-Formgussanlagen realisierbar sind. Welche Materialien eignen sich am besten für den Mikro-Formguss? Zwar kommt für den Mikro-Formguss eine ganze Bandbreite an Rohmaterialien in Frage, doch gibt es definitiv ein paar entscheidende Einschränkungen, die bei der Materialwahl zu berücksichtigen sind – wie etwa die mechanischen Eigenschaften betreffs der Anwendungsumgebung inkl. Umgebungstemperatur und/oder Feuchtigkeit, die biologische Verträglichkeit, das Erscheinungsbild sowie natürlich der Preis. In der untenstehenden Tabelle wieder eine Auswahl der gängigsten Rohmaterialien für den Mikro-Formguss: Eine der wichtigsten Wachstumssparten des Mikro-Spritzgusses stellt der Einsatz bioresorbierbarer Polymere dar – naheliegenderweise insbesondere im medizinischen Bereich. Dank dieser Polymere lässt sich die Anzahl operativer Eingriffe reduzieren, da temporäre Implantate mit der Zeit vom menschlichen Körper resorbiert, also auf natürliche Weise abgebaut werden. Ein nachträgliches operatives Entfernen ist somit nicht mehr nötig. Nicht zuletzt aufgrund von Innovationen wie dieser steht der Mikro-Formguss hoch im Kurs! Was hält die Zukunft für den Mikro-Spritzguss parat? In fast jeder fertigenden Branche weltweit kommt heute der Kunststoff-Spritzguss zum Einsatz. Im Zuge der industriellen Revolution 4.0 ersetzen in rasantem Tempo immer mehr neue, optimiertere und nachhaltigere Fertigungsverfahren das Althergebrachte. So auch der Mikro-Formguss, der die wachsende Nachfrage nach immer kleineren, kompakteren und filigraneren Kunststoffbauteilen bedient. Doch auch der Mikro-Formguss ruht sich nicht auf seinen Lorbeeren aus! Hier einige aktuelle Trends & Innovationen aus dem Bereich: Signifikante Verbesserungen im Schadstoff-Management. Das zunehmende Umweltbewusstsein der Gesellschaft motiviert Unternehmen zur Erforschung neuer, verbesserter Kunststofffertigungs- und -Recycling-Verfahren. Die treibende Kraft für Innovationen schlechthin ist natürlich weiterhin die Nachfrage: Immer wieder wenden sich fertigende Unternehmen mit neuen Wünschen an die Spritzguss-Branche, was neue Herausforderungen stellt. Beispielsweise Extrem-Dünnwand-Formguss oder der automatisierte Insert-Formguss – beides Neuerungen in direkter Folge von Kundennachfrage. Neue, verkleinerte Sensoren lassen sich direkt in die Mikro-Gussformen einpassen, wofür die Sensoren der älteren Generation noch nicht klein genug waren. Zusätzlich sind die neuen, ultrakompakten Sensoren leichter zu installieren. Sie dienen u.a. der Kontrolle von Temperatur und Druck sowie dem Erkennen von Verziehungen, Verschrumpfungen etc. Neueste Innovationen finden sich im Bereich CNC-Tools und Mikro-Sinker-EDM. Sie gestatten Spritzgießern hochpräzise Schüsse von weniger als 1 Gramm Gewicht. Fortschritte in Sachen Sensor-Hardware ermöglichen eine noch genauere Überwachung und Steuerung der Prozesse in Echtzeit. Dank neuer, angussloser Gussformen bzw. Gussformen mit reduzierten Kanallängen lässt sich viel Material sparen, was wiederum Anlagenkonstrukteuren den Entwurf noch präziserer Anlagen bei noch kleineren Schussgrößen ermöglicht. Weitere Fortschritte beinhalten Entwürfe auf Basis von Non-Standard-Materialien, verbesserte Dünnwand-Füllverfahren, Gussformtempern zwecks Entfernen von Materialspannung sowie verbesserte Gussform- und Material-Monitoringsysteme. Herausforderungen des Mikro-Formgusses: Mikro-Montage und Micro-Packaging Ein wesentlicher Kostenfaktor speziell bei Produkten im Mikro-Maßstab sind die Mikro-Montage- und Packaging-Kosten – somit ein zentraler Punkt, der bei der Entwicklung von Mikro-Produkten zu berücksichtigen ist, und ein wesentlicher Schlüssel zum Markterfolg neuer Produkte. ​ Dass die Kosten von Montage und Packaging gerade bei Produkten im Mikro-Maßstab so stark ins Gewicht fallen, liegt allem voran an der bislang geringen Automatisierung der beiden Prozesse in diesem Bereich: Die Montage erfolgt i.d.R. von Menschenhand, mittels Mikroskop und Mikropinzette. Die dazu erforderlichen Fachkräfte wollen bezahlt werden, und somit schießen die Kosten in die Höhe. Überdies ist der Zeitaufwand größer, und die Fachkräfte leiden oft an Müdigkeit der Augen und Verspannungen des Nackens etc. Die Qualitätsanforderungen an ihre Arbeit sind enorm. ​ Jedoch gibt es auch neues Arbeitsequipment in Form spezieller Werkzeuge, die das Vorgehen erleichtern: ​ Optische Systeme, die mit besonders leistungsfähigen Stereo-Mikroskopen samt hochauflösenden Kameras und Bildschirmen ausgestattet sind. Letztere zeigen in Echtzeit Instruktionen und nützliches Feedback an, was die Arbeit zusätzlich leichter und effizienter macht. Mikro-Stellungsregler mit 40 nm Auflösung sowie entsprechende Mikrogreifer und Positionsmanagement-Software für ein bisher unerreichtes Maß an intuitiver Kontrolle und Genauigkeit. Echtzeit-Computervision zur Steuerung von Servo-Motoren im Mikrometerbereich. Hochauflösende Präzisionsübertragungswerkzeuge zum Handhaben und Weiterleiten der Werkstücke und Komponenten. ​ Aber auch falls Sie für Ihr Mikro-Produkt die Montage unterm Mikroskop ganz umgehen möchten, stehen Ihnen einige Verfahren zur Verfügung, um unterschiedliche Einzelteile bereits im Entwurfsstadium zu kombinieren: ​ Doppelschuss-Mikro-Formguss, der es gestattet, in eine Gussform zwei unterschiedliche Materialien einzuspritzen – ob an derselben Stelle oder an unterschiedlichen Stellen der Gussform Ultraschallschweißen zum Verbinden der Thermoplaste mit geeigneten Metallteilen Laser-Schweißen kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn sich die räumliche Geometrie nicht mittels Over-Molding kombinieren lässt. Ebenso lässt sich das Laser-Schweißen dazu verwenden, um Materialien wieder sauber zu trennen – wie etwa Drähte. Das Heißverstemmen ist eine überaus preisgünstige Art, Polymere und Metall durch Verschränken der Materialien miteinander zu verbinden Das Verfahren des Lösemittel-Verbackens ist als eine der preisgünstigeren wie schnelleren Methoden zum Verbinden von Komponenten im Mikro-Maßstab bekannt – vor allem bei der Fertigung von Implantaten. Dazu kommen Mikro- und Nanopipetten zum Einsatz. Kaum weniger wichtig als die Mikro-Montage ist das Verpacken der Mikro-Komponenten, denn nur so kommen die filigranen Gussteile sicher und wohlbehalten beim Kunden an. Der Versand von besonders kleinen, filigranen, stoß- und/oder gar vibrationsempfindlichen Teilen stellt hohe Anforderungen an die Verpackung und erfordert somit ein hohes Maß an Sorgfalt schon in der Planung. In aller Regel bedeutet dies Einzelverpackungen. Beim Versand von Reinraum zu Reinraum spielt oft die Einhaltung der ISO 13485-Norm eine zentrale Rolle, was u.a. das Sicherstellen der geeigneten Umgebungstemperatur und Umlüftung durch luftgefilterte Ventilationssysteme erfordert, um auch den letzten Staubpartikel daran zu hindern, sich auf dem bloßen Mikro-Gussteil niederzulassen. Inhaltsverzeichnis: „Was genau ist Mikro-Formguss, und worin zeichnet er sich aus?“ „Lässt sich Mikro-Spritzguss anstelle von herkömmlichem Spritzguss verwenden?“ „Wie breit ist das Einsatzspektrum von Mikro-Spritzguss branchenübergreifend?“ Mikro-Formguss in der Medizin Mikro-Formguss in Elektronikprodukten Mikro-Formguss im Automobilbau „Wo liegen die Limits des Dünnwand-Formgusses?“ „Welche Materialien eignen sich am besten für den Mikro-Formguss?“ „Was hält die Zukunft für den Mikro-Spritzguss parat?“ Herausforderungen des Mikro-Formgusses: Mikro-Montage und Micro-Packaging