Präzision mit einfachen Mitteln
Branche profitiert vom Trend zu Mikrobauteilen

Mikrobauteile aus Kunststoff bieten Präzision mit einfachen Mitteln. Ein Anwendungsfeld für den Einsatz dieser kleinen Bauteile ist der rasant wachsende Markt für Mobiltelefone. Doch Mikroteile stellen besondere Anforderungen an die Fertigung.

BERLIN. Beispiel Inhalator: „Dort muss ein Arzneimittel über Düsen ganz fein zerstäubt werden“, sagt Ernst Schmachtenberg, Leiter des Lehrstuhls für Kunststofftechnik an der Universität Erlangen-Nürnberg. Und die Kunststofftechnik bietet die Möglichkeit, diese Anforderungen zu sehr geringen Kosten umzusetzen. Schmachtenberg sagt: „Wenn wir erst einmal die Form und den Prozess haben, dann kostet die Herstellung praktisch nichts mehr.“ Entsprechend optimistisch äußern sich Branchenexperten zur Zukunft der Technik: „Ich schätze, dass Mikrotechnik eines der Zukunftsthemen sein wird, wo gerade Kunststoff eine ganz maßgebliche Rolle, wenn nicht sogar eine systemführende Rolle spielen wird“, sagt Ludwig Vollrath, Geschäftsführer der VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik in Düsseldorf.

Hergestellt werden die Kleinst-Teile im Spritzgussverfahren. Während übliche Spritzgussteile Wandstärken von 0,6 bis vier Millimeter haben, liegt die der Mikrobauteile noch einiges darunter. „Zum Einsatz kommen Wanddicken von 0,1 oder 0,2 Millimetern“, erklärt Schmachtenberg. Vorteile des Spritzgussverfahrens sieht er vor allem in der Kombination mit anderen Verfahren, wie etwa dem Montagespritzgießen: „Das heißt, wir montieren Zahnräder auch noch gleich in der Spritzgießmaschine, so dass am Ende nicht nur ein Zahnrad rauskommt, sondern mehrere Zahnräder mit den Wellen und Flanschen zusammen.“ Eine enorme Erleichterung, sind die Teile doch so klein, dass sie ansonsten nur sehr schwer zu handhaben wären.

Ein weiteres Anwendungsfeld für den Einsatz von Mikrobauteilen ist der rasant wachsende Markt für Mobiltelefone. „Im Handy sind die Stecker eigentlich eine der Herausforderung, die immer kleiner werden“, sagt Martin Ganz, der bei der Battenfeld Kunststoffmaschinen GmbH im österreichischen Kottingbrunn für die Entwicklung von Systemen für den Mikrospritzguss zuständig ist. Die Verbindungen der einzelnen Platinen, die Verknüpfung zum Display und die Halterungen zum Beispiel der Linse bei Foto-Handys sind Mikroteile aus Kunststoff, die im Spritzgussverfahren hergestellt werden.

Zwar sind die Spritzgießformen selbst relativ teuer, doch lassen sich diese Kosten relativ schnell über die Stückzahlen amortisieren. „Eine Anlage inklusive der Werkzeuge kann durchaus 200 000 Euro kosten. Wenn man damit aber 20 Mill. Teile im Jahr herstellt, dann sind die Kosten sehr schnell wieder gedeckt. Das sind dann nur noch Centanteile, die pro Teil angerechnet werden“, erklärt Ganz.

Dennoch stellen Mikroteile auch besondere Anforderungen an die Fertigung. Damit diese Systeme präzise und ohne Störungen arbeiten können, ist es wichtig, dass die kleinen Bauteile unter sehr sauberen Bedingungen hergestellt werden, zum Teil keimfrei unter Reinraumbedingungen. „Außerdem benutzen wir ionisierte Luft, damit sich die Teile nicht elektrostatisch aufladen und es zu Störungen kommt“, erklärt Michael Kleinebrahm, Leiter Anwendungstechnik beim Spritzgießautomaten-Hersteller Dr. Boy GmbH und Co. KG in Neustadt-Fernthal. Der sieht eine der Boombranchen für Mikrobauteile in der Automobilbranche: „Je mehr Wohlfühlkomponenten in ein Auto integrierte werden, desto mehr kleine Teile werden benötigt.“ Elektrische Fensterheber und Lüftungsregler brauchen schließlich Sensoren zur Steuerung, ebenso wie die Sicherheitskomponenten ABS, ESP oder die Einspritzventile im Motor.

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