Je kleiner, desto anspruchsvoller

Mikrospritzgießen stellt hohe Anforderungen an Entwicklung und Komponenten / Arburg bringt neues Mikrospritzmodul auf den Markt

(PresseBox) (Loßburg, ) Die Anforderungen an die Spritzseite bei der Herstellung von Kleinst- oder Mikroteilen sind längst klar definiert. Das Problem war bislang nur: Wie können diese Vorgaben technisch erreicht und umgesetzt werden. Das neue Mikrospritzmodul von Arburg bietet jetzt eine effiziente Lösung: es kombiniert eine 8mm Schnecke zum Einspritzen mit einer zweiten Schnecke zum Aufschmelzen des Materials.

Zur Erinnerung: Welche Anforderungen der Verarbeiter sind es, die beim Mikro-Spritzgießen erfüllt werden müssen? Exakt in Serie zu fertigende Artikel mit Schussgewichten, die oft bei nur wenigen Milligramm liegen, was dem Gewicht eines einzigen Granulatkorns entspricht, sind nur zu erreichen, wenn die Verweilzeit der Schmelze in der Spritzeinheit sowie die Scherbelastung des Materials entsprechend gering gehalten werden können. Darüber hinaus muss die aufbereitete Schmelze thermisch und mechanisch eine perfekte Homogenität aufweisen. Die Zylindertemperatur muss exakt regelbar sein, der Plastifiziervorgang hoch reproduzierbar laufen. Wichtig ist aber auch, dass nicht nur speziell aufbereitete Materialien wie etwa Mikrogranulate einsetzbar sein sollten, sondern vielmehr die gesamte Bandbreite "normaler" Kunststoffe.

Mikrospritzmodul: Anforderungen erfüllt

Problematisch bei kleinsten Schussgewichten von unter einem Gramm ist die unter Umständen sehr lange Verweilzeit des Materials in der Spritzeinheit. Außerdem wird durch das geringe Einspritzvolumen der Verschiebeweg der Schnecke extrem klein. Effektive Abhilfe schafft hier das neue Mikrospritzmodul von Arburg. Dieses arbeitet nicht wie andere Alternativen am Markt mit einer Kombination aus Schneckenplastifizierung und Kolbeneinspritzung, sondern mit zwei Schnecken, die sich das Aufbereiten, Dosieren und Einspritzen des Materials sozusagen "aufteilen".

Zunächst sorgt eine um 45 Grad zur horizontalen Einspritzeinheit angeordneten, servoelektrisch angetriebene Schneckenvorplastifizierung für eine optimale Aufbereitung von Standard-Granulaten. Die verwendete Plastifizierschnecke ist bezüglich der Gangtiefen ähnlich wie eine konventionelle Drei-Zonen-Schnecke aufgebaut.

Das aufgeschmolzene Material wird dann von der Vorplastifizierung in die Einspritzeinheit gefördert. Die dabei zum Einsatz kommende Einspritzschnecke ist eine reine Förderschnecke. Sie hat lediglich noch einen Durchmesser von acht Millimetern, verfügt über eine Rückstromsperre und arbeitet damit nach dem Schnecken-Kolben-Prinzip. Dadurch sind kleinste Schussgewichte hoch präzise und mit den notwendigen Verfahrwegen realisierbar. Gleichzeitig sorgt das perfekte Zusammenspiel von Schneckenvorplastifizierung und einspritzung für eine sehr gute, kunststoffschonende Verarbeitung. Die Schmelze wird kontinuierlich vom Materialeinzug bis zur Spitze der Einspritzschnecke nach vorne gefördert. Damit ist das Firstinfirstout-Prinzip in vollem Umfang gewährleistet.

Konstante Einspritzbedingungen durch Dosierregelung

Voraussetzung für eine gleichbleibend hohe Teilequalität ist eine gleichmäßige Schmelzeförderung. Um diese zu erreichen, wird der Druck an der Übergabestelle von Vorplastifizier- und Einspritzschnecke erfasst und geregelt. Über die Selogica-Steuerung werden hierfür ein entsprechender Soll-Druck und eine maximal zulässige Schneckenumfangsgeschwindigkeit (Begrenzung) für die Vorplastifizierschnecke eingegeben. Weicht der Ist-Druck vom Sollwert ab, wird durch Nachstellen der Drehzahl innerhalb der vorgegebenen Grenzen die Abweichung ausgeregelt.

Für jeden Schuss steht damit homogen aufbereitete, neu dosierte Schmelze zur Verfügung. Die Verweilzeiten des Materials bleiben entsprechend gering, eine thermische Schädigung des Materials wird verhindert. Damit ist die Verarbeitungsqualität hoch. Ein zusätzlicher Vorteil der Bauweise mit zwei Schnecken ist die Dichtigkeit des Systems.

Arburg ist es auch gelungen, die Modularität seiner Komponenten bei dieser neuen Entwicklung in vollem Umfang aufrecht zu erhalten. Das Mikrospritzmodul ist speziell für den Einsatz auf elektrischen Allroundern A mit Spritzeinheit 70 konzipiert. Durch seinen abgeschlossenen Aufbau lässt es sich wie jedes andere Zylindermodul von Arburg schnell wechseln und auf verschiedenen Maschinen einsetzen. Gleichzeitig bleibt auch das Anwendungsspektrum der Maschine nicht auf das Mikro-Spritzgießen beschränkt. Denn auf dieser lassen sich folgerichtig auch andere, größere Zylindermodule nutzen, wenn ein Produktwechsel ansteht.

Echte Vorreiter-Technologie

Mit dem neuen Mikrospritzmodul erfüllt Arburg alle Anforderungen, die zur Herstellung von Kleinst- und Mikrobauteilen notwendig sind. Wichtig ist dabei vor allem, dass die gesamte Materialvielfalt an Kunststoffen in der Produktion nutzbar wird, ohne Einbußen bei Präzision und Teilequalität befürchten zu müssen. Eine homogene Schmelzeaufbereitung mit geringen Verweilzeiten der eingesetzten Kunststoffe, eine hohe Prozesssicherheit sowie das Arbeiten nach dem Firstinfirstout-Prinzip sind schlagkräftige Vorteile, die durch den "kombinierten" Einsatz zwei vollwertiger Schneckensysteme für Vorplastifizierung und Einspritzung erreichbar sind.

ARBURG GmbH + Co KG

Der deutsche Maschinenbauer Arburg gehört weltweit zu den führenden Herstellern von Spritzgießmaschinen für die Kunststoffverarbeitung mit Schließkräften zwischen 125 kN und 5.000 kN. Einsatzgebiete sind beispielsweise die Produktion von Kunststoffteilen für Automobile, Kommunikations- und Unterhaltungselektronik, Medizintechnik, Haushaltsgeräte und Verpackungen. Vervollständigt wird das Produktprogramm durch Robot-Systeme, komplexe Projekte und weitere Peripherie. Im Rahmen eines integrierten Managementsystems ist Arburg nach DIN EN ISO 9001 und 14001 zertifiziert. Arburg ist mit eigenen Organisationen in 24 Ländern an 32 Standorten und über Handelspartner in mehr als 50 Ländern vertreten. Produziert wird jedoch ausschließlich im Stammwerk in Loßburg (Deutschland) - mit dem Qualitätssiegel "made by Arburg - made in Germany". Von den insgesamt über 2.000 Arburg-Mitarbeitern sind rund 1.700 in Deutschland beschäftigt, weitere rund 330 in den weltweiten Arburg-Organisationen.

Weitere Informationen über Arburg gibt es unter www.arburg.com

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