Spritzgießen medizinischer Teile

Im Bereich des Gesundheitswesens besteht kein Platz für Fehler. Medizinische Teile unterliegen den strengsten Qualitätstests von der Entwicklungsphase bis zur Produktion in hohen Stückzahlen. Die Bandbreite reicht von Einwegverpackungen und -spritzen, Petrischalen, Teströhrchen und Kunststoffimplantaten bis hin zu Teilen, die in sensorischen und diagnostischen Geräten zum Einsatz kommen. Es ist eine große Auswahl bei den medizinisch nutzbaren Kunststoffen vorhanden, viele davon sind jedoch sehr sensibel und können nur in einem engen spezifischen Prozessfenster verarbeitet werden.

Rheo-Pro® Heißkanalsysteme sind ideal für die Produktion von medizinischen Teilen, indem sie stabile Prozessbedingungen bieten und Kaltkanalmaterial bzw. Regenerat vermeiden. Sekundär hilft dies auch den Reinraumanforderungen und dem automatisierten Spritzgießbetrieb.

Nadelverschluss
Der Nadelverschluss ist immer die erste Option, zum Spritzgießen von medizinischen Teilen. Teile, die mit einem Nadelverschlusssystem gefertigt werden, zeigen einen reinen, sauberen Anspritzpunkt auf der Teileoberfläche, wie zum Beispiel eine PP-Kappe mit einem Metallfolieneinsatz und einem darauf überspritztem Elastomer. Der überspritzte Elastomerfilm ist eine 0,3mm dünne Schicht, die durch einen direkten Nadelverschluss im zweiten Schuss gefertigt wird. Dabei ist das TPE-Volumen nur so groß wie ein einziges Kunststoffgranulatkorn ca. 10mg. Solche Anwendungen sind deshalb machbar, weil die Funktion des Nadelverschlusses ein konstantes Teilegewicht liefert.


Der Nadelverschluss reduziert ebenfalls die Zykluszeit und ist meistens die bevorzugte Anschnittart zur Produktion von medizinischen Teilen. Der Nadelverschluss bietet eine größere Prozesskontrolle als thermische- oder Seitenanschnitte, aber es bestehen auch Forderungen nach anderen Anschnittarten, die Ihnen Mold Hotrunner Solutions® bietet.

Thermische Anschnitte
Die thermischen oder Hot-Tip Anschnitte stellen meistens eine geringere Investition für Ihr Werkzeug dar, als die Nadelverschluss-Anschnitte. Jedoch haben die Hot-Tips ein schmaleres Prozessfenster und die Werkzeuge sind schwieriger zu bedienen. Die am Teil zurückbleibenden Angussreste werden an medizinischen Teilen oft zum Kriterium, da der Anschnitt eine Mikrobruchstelle von bis zu 1mm Durchmesser auf der Teileoberfläche zurücklässt. Die Hot Tip-Düsen können nur bei Teilen eingesetzt werden, die einen Angussrest erlauben und ein Teilgewicht von 100mg bis 50g besitzen. Dies ist ein wichtiger Punkt für die vorausgehende Spezifikation der Heißkanalkonstruktion. Materialien, wie zum Beispiel PMMA und PS, sind nicht für Hot Tip-Anwendungen geeignet, da diese spröde Bruchstellen bilden. PC, PP und PE bilden duktile Bruchstellen, wodurch diese Materialien besser für die Hot Tip-Anwendungen, insbesonders in kleinen Oberflächenvertiefung, geeignet sind.

Düsen mit mehreren Spitzen
Rheo-Pro® Multi-Tip-Düsen (Düsen mit mehreren Spitzen), wie die M05 oder M05VG, sind kompakt und kosteneffizient. Eine Düse mit bis zu 6 Spitzen kann eine Gruppe von Teilen anspritzen. Das Bild unten zeigt einen X-Verteiler mit vier 6-fach Multi-Düsen. Damit erhält man ein sehr kompaktes 24-fach Kavitäten-Werkzeug. Das Werkzeug verarbeitet PSU bei einer Schmelzetemperatur von 380°C und 180°C Werkzeugtemperatur. Es fertigt 20mg leichte medizinische Mikroteile mit einem 5-Sekunden Zyklus.



Die einfache Werkzeugwartung ist sehr wichtig. Der schnelle Zugang zu den Düsenspitzen, Heizungen, Thermofühlern und Anschnitten ist durch Abziehen der Kavitätenplatte auf die Kernseite möglich. Das Werkzeug bleibt währenddessen weiterhin aufgespannt. In diesem Fall, wie in vielen Anderen auch, ist eine vorsichtige Betrachtung der kalkulierten Schmelzeverweilzeit im Maschinenzylinder und den Schmelzekanälen gegeben. Dies ist von besonderer Bedeutung für sensible Materialien und Additive wie zum Beispiel Farbpigmente, Stabilisatoren, Fließhilfen, usw.

Ein 36-fach Werkzeug für Insulinspritzennadel-Schutzkappen zeigt die Kompaktheit der Werkzeugkonstruktion mit Düsen, die mehrere Spitzen haben. Dieses kompakte Werkzeug, mit Maßen von 290mm x 390mm, hat die Kapazität von 150 Millionen Teile/ Jahr ohne Regenerat und Materialeinmahlung zu produzieren. Der Heißkanal arbeitet über 10 Millionen Zyklen lang ohne Wartung. Die Anschnittüberreste sind sicher in einer 0,6mm Vertiefung untergebracht.

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		Vielkavitäten Nadelverschluss Mikroteile Seitenanschnitte Spezialanschnitte Multi-tip-Düsen Thermische Anschnitte

Seitlicher Anguss
Die Rheo-Pro® SG Düsenserie ist speziell für Hochkavitäten-Werkzeuge, die eine mehrfach Seitenanspritzung an die Kavitätenwand benötigen, entwickelt. Es ist eine ideale Lösung für lange und große röhrenförmige Teile, wie zum Beispiel Einwegspritzenkörper oder andere medizinische Anwendungen.

SG Seriensysteme sind einfach zu installieren. Die einzigartige Düsenkonstruktion vereinfacht den Werkzeugaufbau und reduziert die Werkzeugkosten.

Düsenspitzen nach Kundenanforderungen
Standarddüsen sind nicht immer in der Lage Teile mit schwierigen Anschnittsituationen zu fertigen. Einige Teile erlauben nur einen Seitenanschnitt oder einen im Teil liegenden Anschnitt. Mold Hotrunner Solutions® bietet daher Anspritzungen nach Kundenanforderungen, mit speziellem Anschnitt und Düsenspitze an.

Mehrfach-Kavitäten Spritzgießen
Mehrfach-Kavitäten Heißkanäle sind für die Produktion mit sehr hohen Stückzahlen, wie zum Beispiel 10 bis mehrere 100 Millionen Teile pro Jahr, vorgesehen. Ein 32 Kavitäten Werkzeug kann bei einer Zykluszeit von 6 Sekunden und einer 24/7 Produktion zwischen 150 und 200 Millionen Teilen fertigen. Wenn das Werkzeug ein extrem dünnes und kleines Teil aus PC, nur 70g schwer, mit einem Spritzdruck von 2500bar fertigt, dann kann nur ein Heißkanal mit der besten Mikrodüse dies schaffen. Medizinische Heißkanalsysteme benötigen eine hohe Betriebssicherheit, perfekte Funktionalität und eine hohe Gabe an Flexibilität für spezielle und innovative Konstruktionen.

Transparente Fertigung mit Fernüberwachung von Heißkanalwerkzeugen Die M2M™ Regelung und Überwachung bietet Echtzeit-Browser-basierende Produktions-Monitoring und Datenerfassung, die Ihnen die Werkzeugleistung und den Betriebszustand der gesamten Spritzgießzelle jederzeit und an jedem Ort zugänglich macht. M2M™ ist eine sichere Datenermittlung und –übertragung für ERP-Systeme, für die Produktionsoptimierung, für die Werkzeug- und Anlagenwartung und die lückenlose Dokumentation aller Prozessparameter.