Die von Franz Hirt gegründete Firma Mikrotechnik Hirt, abgekürzt MTH, ist ein junges, innovatives Unternehmen im mittleren Schwarzwald. Die Spezialität der Schramberger ist die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Klein- und Mikrobauteilen in Kunststoff- und Metallverbindungen sowie von kompletten Systemen. In den Räumen von Hirt steht eine für den Spritzguss von Kleinst- und Mikroteilen konzipierte Maschine der Micropower-Serie von Wittmann Battenfeld mit einer Schließkraft von 150 kN. Diese Maschine zeichnet sich durch ein Höchstmaß an Präzision und Wirtschaftlichkeit aus, was vor allem auf ihr zweistufiges Schnecken-Kolben-Spritzaggregat mit einem Schussvolumen von 0,05 bis 4 cm3 zurückzuführen ist. Über dieses Spritzaggregat wird thermisch homogene Masse eingespritzt. Damit sind qualitativ hochwertige Teile bei stabiler Produktion und kurzen Zykluszeiten möglich.
In enger Zusammenarbeit haben MTH und Wittmann Battenfeld gemeinsam die 5-Achs-Micropower zum 6-Achs-Fertigungszentrum ausgebaut. Damit können nun Teile mit Ausschraubfunktion, schrägverzahnte Mikroräder und Wellen mit Steigungsprofil hochpräzise gefertigt werden. Nach dem Öffnen des Spritzwerkzeuges entformt der servoelektrisch angetriebene Auswerfer das Bauteil, und nach dem Rückdrehen des Kontureinsatzes in die Ursprungsposition startet der Zyklus von neuem.
Die gesamte Ansteuerung der Ausdreheinheit ist vollständig in der Maschinensteuerung Unilog B6 abgebildet und wird auch von dieser aus bedient. Das ermöglicht es dem Anwender, sehr einfach jegliche Ausdrehposition präzise anzusteuern. Verarbeitet werden bei MTH alle Arten von Thermoplasten. Auch MIM-Abspritzungen werden umgesetzt. Als ein nächster Schritt ist die Verarbeitung von Duroplasten im Mikrobereich geplant.
Über 40 Jahre Erfahrung im Spritzguss wie auch im Stanzen von Teilen und Montieren von Baugruppen in internationalen Unternehmen befähigen Franz Hirt, seine Spritzgießwerkzeuge im Haus zu entwickeln und in 3D zu konstruieren. Seine Konstruktionen werden ohne Toleranz und mit mindestens drei Stellen nach dem Komma entwickelt. Um optimal fertigen zu können, arbeitet die MTH gemeinsam mit ausgesuchten Zulieferern. Diese stellen die Werkzeugteile nach CAD- und CAM-Daten her und halten eine Genauigkeit von kleiner 5 µm in allen Stufen und Einzelteilen ein. Allein Auswerfer und Bohrungen mit einem Durchmesser von 200 µm stellen eine Besonderheit hinsichtlich Herstellung und Präzision dar.
Hochpräzise Mikroteile in feinste Geometrien geschnitten
Die Herstellung der bei MTH entwickelten Produkte ist nur mit Hightech-5-Achs-Maschinen und erfahrenen Mitarbeiter möglich. So wird beispielsweise mit 65-µm-Bohrer in harte Werkzeugteile gebohrt – und dies mit rund 60 000 bis 80 000 Umdrehungen pro Minute. Ferner werden über Mikrodrahtschneiden von 0,03 mm Drahtdurchmesser feinste Geometrien geschnitten, Steigungsteile in der Paarung hergestellt und diese zu Funktionsgruppen zusammengesetzt.
Ein Anwender ist die Reinz-Dichtungs-GmbH, Neu-Ulm. Maximilian Birk, Anwendungsleiter für Projekte im Bereich Kunststoffsysteme, und sein Kollege Philipp Zedelmair, der sich mit der Entwicklung von Kunststoffsystemen beschäftigt, sind von den Produkten beeindruckt: „Mikroteile, wie wir sie mit MTH entwickeln und produzieren, sind sonst am Markt kaum realisierbar“, so Birk.
Kleinste Sensoren und Sonden für die Medizintechnik
Beispiele für Mikrobauteile mit hohen Anforderungen, wie sie MTH mit der Mikropower herstellt, finden sich auch im Bereich der Medizintechnik. Mit diesen Produkten erwirtschaftet das Unternehmen fast 65 % seines Umsatzes. Entwickelt und gefertigt werden beispielsweise Sensoren und Sonden in Zusammenarbeit mit Kunden und Instituten. So arbeitet MTH an Sensoren für die elektronische Mikromengen-Durchflusserfassung von Medikamenten und chemischen Substanzen. Dies geschieht in speziell hergestellten Mikrogehäusen und mit der dazu entwickelten Mikroelektronik.
Weitere Projekte im Bereich der Medizintechnik sind die Herstellung eines Blutzuckermessgeräts zur Erkennung des eigenen Insulinwertes mittels neuer Technologie von Mikronadeln und Kanälen in µm-Dimensionen, die Produktion von Mikrokanülen für die medizinische Versorgung von Frühchen oder die Fertigung von Mikrofluidik-Bakterienerkennungssensoren zur Diagnostik. Darüber hinaus fertigt MTH Teile und Baugruppen in Hybridtechnik für den medizinischen Bereich. Dazu zählen Sonden zur Erkennung von operativen Problemfällen, von eingesetztem Eigengewebe bei Verbrennungen und Unfällen oder hochkomplexe Baugruppen für Operationen mittels elektrischer Messer. Die Maschinen der Micropower-Baureihe eignen sich bereits im Standard durch ihre allseitig geschlossene Bauweise für die Produktion unter Reinraumbedingungen, wie sie MTH für die Herstellung ihrer medizintechnischen Teile benötigt.
Die Gehäusezelle der Maschinen bietet ausreichend Platz zur Integration aller möglichen Ausrüstungsoptionen, angefangen vom Drehtisch über den eigens für die Maschine konzipierten Roboter bis hin zur gesamten erforderlichen Peripherie. Des Weiteren sind alle Antriebsmodule des vollelektrischen Antriebssystems der Micropower inklusive aller mechanischen Komponenten mit reinigungsfreundlichen Gehäusen gekapselt. Bei Bedarf besteht auch die Möglichkeit, die Maschine mit einer Luftfilter- und Laminarflow-Einheit auszustatten. Damit wird die Maschine zu einer Reinraumzelle nach EN-ISO 14644/Klasse 9 bis 7.
Strategisch gesehen geht das derzeit drei Mann starke Unternehmen MTH in die Offensive und will sich künftig weiter zum Spezialisten entwickeln. Franz Hirt ist sicher, dass der Hybrid-Mikrobereich noch in den Kinderschuhen steckt und großes Potenzial bietet, speziell im Medizinbereich, in der Elektronik, der Kommunikation und im Automobilbereich.
www.wittmann-group.com
Auf der Messe Fakuma: Halle B1, Stand 1204
