Suchen

Engel Austria Dreikomponentenspritzguss – aus drei mach eins

| Redakteur: Kathrin Schäfer

Tropfkammern für die Infusions- und Transfusionstherapie sind längst Massenprodukte, die sich wirtschaftlich herstellen lassen müssen. Engel Austria ist es gemeinsam mit Hack Formenbau gelungen, die Mehrkomponenten-Hohlkörper inklusive eingelegtem Filter in nur einem Arbeitsschritt auf einer Spritzgießmaschine zu fertigen.

Firmen zum Thema

Die Tropfkammern: Sie bestehen aus insgesamt vier Komponenten – einem harten Oberteil mit Einstechdorn, einem weicheren Unterteil, einem Filter und einem Ring, der Ober-und Unterteil untrennbar miteinander verbindet.
Die Tropfkammern: Sie bestehen aus insgesamt vier Komponenten – einem harten Oberteil mit Einstechdorn, einem weicheren Unterteil, einem Filter und einem Ring, der Ober-und Unterteil untrennbar miteinander verbindet.
(Bild: Engel Austria)

Die Tropfkammern bestehen aus zwei unterschiedlichen Materialien. Der obere Teil, der mit dem Einstechdorn eine Einheit bildet, wird aus einem härteren Material wie Polystyrol oder ABS gefertigt, damit der Dorn leicht die Membran des Infusionsbehälters durchsticht. Der untere Teil besteht aus einem weicheren Material, um die Aspiration zu ermöglichen. Hierfür finden je nach Herstellungsprozess unterschiedliche Materialien Verwendung. Werden Ober- und Unterteil verklebt, kommt PVC-P zum Einsatz. Werden die beiden Teile durch Umspritzen mit einer dritten Kunststoffkomponente gefügt, lässt sich für das Unterteil auch Polypropylen – mit oder ohne die Zugabe von Weichmachern – verwenden.

Hohe Prozesssicherheit bei kleinem Anlagenfootprint

Stand der Technik für die Serienfertigung von Tropfkammern ist bislang ein dreistufiger Prozess. Der neu entwickelte Fertigungsprozess von Engel Austria und Hack Formenbau integriert die Spritzgießprozesse für die Herstellung der beiden Kammerteile, die Montage und das Umspritzen der Bauteilhälften in einer einzigen Fertigungszelle. Das 4-fach-Demonstrationswerkzeug von Hack Formenbau kommt auf einer Dreikomponenten-Spritzgießmaschine vom Typ Engel e-Victory 160 combi zum Einsatz. Die Automatisierung übernimmt ein vollständig in die Maschinensteuerung integrierter Engel-Sechsachsroboter Easix TX90 .

Bildergalerie

Um die technische und wirtschaftliche Machbarkeit dieses hochintegrierten Prozesses zu demonstrieren, haben die Projektpartner eine vereinfachte Tropfkammer entwickelt, die bewusst auf einige Funktionselemente, wie zum Beispiel Belüftungskanal und -klappe, verzichtet, da diese keinen Einfluss auf die spätere Industrialisierung des Prozesses haben. An ihnen zeigt sich, wie sich der Zeit- und Kostenaufwand in der Herstellung von Mehrkomponentenhohlkörpern reduzieren lässt – und dies bei einer höheren Prozesssicherheit und mit einer deutlich kompakteren Fertigungsanlage.

Indexkavitätentechnik beschleunigt den Prozess

Für den Werkzeugbau stellte der hohe Prozessintegrationsgrad eine besonders große Herausforderung dar. Engel Austria und Hack Formenbau setzen eine Kernsegment-Drehtechnik auf Basis zweier Drehwellen ein, womit die Vorspritzlinge aus der Matrize gehoben, um 180° gedreht und dann in die Matrize für die Umspritzung eingebracht werden. Dabei muss beachtet werden, dass das Ober- und Unterteil der Tropfkammer zum Fügen nicht einfach aufeinandergelegt werden können, sondern das Unterteil ein Stück weit in das Oberteil geschoben wird. Damit die Vorspritzlinge bei der 180°-Drehung der Werkzeugkerne nicht kollidieren, müssen die Kerne vor der Rotation noch eine Linearbewegung ausführen. Dies wird durch das Ausheben der Drehkerne mittels einer Kulisse realisiert.

(ID:42871933)