Pulsierendes Herz im Spritzgieß-Werkzeug

Komplexe Substitutionssynergien in nahezu allen Segmenten der Medizinbranche fordern die Werkzeugtechnik zu immer intelligenteren Werkzeugkonzepten heraus. Speziell in der Medizintechnik ist die Vielfalt der Anwendungsgebiete sowie die daraus resultierenden Qualitätsansprüche von wachsender Bedeutung.

In enger Zusammenarbeit mit den jeweiligen Werkzeugkonstrukteuren entwickelt die PSG Plastic Service GmbH, Mannheim, den Markterfordernissen entsprechende Heißkanalsysteme und geht individuell auf die Bedürfnisse der Anwendung ein. Ein zertifiziertes Qualitätsmanagement ist für den Heißkanalhersteller sowie für den Werkzeugmacher Pflicht.

In einem 2-fach Schieberwerkzeug werden spezielle Ringelemente für die optische Medizintechnik hergestellt. Das Bauteil aus einem speziell compoundierten thermoplastischen Polyester (TPE) kann wahlweise über drei oder eine Präzisionsnadelverschlussdüse angespritzt werden. Das mit Standardprodukten konzipierte Heißkanalsystem ermöglicht einen Präzisionsnadelverschluss auf engstem Raum.
Die speziellen Ringe werden in sieben verschiedenen Höhen für einen namhaften Hersteller medizinischer Ausrüstung hergestellt. Um in einem Werkzeug die unterschiedlichsten Ringe realisieren zu können, wurde ein 2-fach Schieberwerkzeug mit Wechseleinsätzen konzipiert. Bestehende Produktionswerkzeuge wurden in der Vergangenheit als Kaltkanalanbindung ausgeführt. Zum einen aus technischen Überlegungen und zum anderen aus Kostengründen wurden die neuen Werkzeuge mit Heißkanalsystemen konstruiert.

Das Entwicklungsziel, ein Heißkanalsystem zu konzipieren, mit dem unabhängig voneinander, d.h. sequenziell angesteuerte Füllmöglichkeiten über ein, zwei oder drei Nadelverschlussanbindungen realisiert werden, wurde in kurzer Zeit umgesetzt. Neben dem optimalen Füllverhalten der Kavität ist die Eliminierung der im Kaltkanalwerkzeug vorhandenen Bindenaht- und Angussproblematik ein weiteres primäres Ziel der Entwicklung.

Die Ausschussquote in der Produktion konnte drastisch gesenkt werden. Die frühere Schädigung des Ringes im Bereich der Bindenähte wie auch die im Kaltkanalwerkzeug vorhandene Schwindungsproblematik sind durch das Präzisionsnadelverschlusssystem eliminiert. Die in der Medizintechnik relevanten Praxisversuche zur Freigabe des Produktes wurden direkt an die Erstabmusterung angehängt.

Um die extrem hohen Anforderungen an die Abrissqualität erfüllen zu können, wird mit einem Präzisionsnadelverschlusssystem gearbeitet. Bei dieser Art von Heißkanaldüsen mit Farbwechselkalotte ist im Speziellen darauf zu achten, dass die Schmelze über eine schräge Zuführung erst sehr spät in den Nadelführungsbereich eingeleitet wird. Zudem ist die Nadel nicht im Verteiler, sondern in der Düse mit einer speziellen Führungsbuchse geführt. Dabei wird das an der Nadelspitze sitzende zylindrische Abdichtelement vor dem Eintauchen in den Passsitz durch eine Einführschräge vorzentriert. Somit ist die Abrissqualität von Schuss zu Schuss absolut reproduzierbar und genügt den hohen Ansprüchen der Medizintechnik.

Des Weiteren ist durch diese Art der Vorzentrierung ein berührungsloses Eintauchen des zylindrischen Passsitzes im Führungselement des Werkzeugs möglich und gewährleistet so eine hohe Standzeit der Nadel bzw. des Führungseinsatzes im Werkzeug. Die Betätigungszylinder sind je nach Reinraumbedingungen pneumatisch oder hydraulisch zu betätigen. Spezielle Dichtungssätze ermöglichen auch den Einsatz von trockener, nicht geölter Luft – Reinraumkriterium.

Resümierend kann gesagt werden, dass neben einer auf die Anwendung zugeschnittener Heißkanalsystem eine sehr enge Zusammenarbeit zwischen Kunststoffproduzent, Werkzeughersteller, Konstrukteur und Heißkanalhersteller der Schlüssel zum Erfolg ist.