Medizintechnikunternehmen senken Kosten bei Mikroteilen

In Anwendungsindustrien wie der Medizintechnik steigt die Nachfrage nach handlicheren, kleineren und leichteren Geräten. Ein klassisches Beispiel sind Hörgeräte, die immer kleiner werden, oder Insulinpumpen, die der Patient direkt am Körper mitführt. Auch die minimal-invasive Chirurgie wird immer häufiger angewendet – hierfür werden viele Mikroteile benötigt, wie etwa Linsensysteme für die Endoskopie, Mikrozangen, Mikromesser, Katheter oder Sensoren. Die sehr kleinen Kunststoffteile sind zunehmend wichtige Schlüsselkomponenten im Gerät. Bei einer Fehlfunktion dieser Teile wird oft das ganze Gerät unbrauchbar – was zu verheerenden Folgen für Patienten führen kann. Das Versagen einer Insulinpumpe oder anderer Mikroteile während einer Operation kann Verletzungen, Traumata oder dauerhafte Beschwerden verursachen.

Aktuell liegen die Grenzen spritzgegossener Mikroteile für die Massenproduktion unter 1 mg Formteilgewicht. Auch in puncto Oberflächenrauigkeit und Strukturgröße erreichen die Kleinstteile weniger als 20 nm. Damit können Unternehmen vor allem in der Massenproduktion Kosten senken, bei gleichbleibend hoher Teilequalität.

Die österreiche Niederlassung des Unternehmens Micro Systems UK Ltd. hat sich ausschließlich auf die Herstellung von Mikrospritzgussteilen für die Medizintechnik- und Pharmaindustrie spezialisiert. Der zertifizierte Zulieferer berät Unternehmen gemäß den internationalen Qualitätsmanagementnormen für Medizinprodukte ISO 9001 und ISO 13485 vom Teiledesign bis hin zur automatischen Massenproduktion. Am Standort in Brunn am Gebirge, Österreich, werden Mikroteile aus bioresorbierbaren bis hochtemperaturbeständigen Materialien im medizinischen Bereich produziert. Die Werkzeuge für den Fertigungsprozess stammen aus dem Werk am Unternehmenshauptsitz in Warrington, Großbritannien, wo sie eigens hergestellt werden.

Der österreichische Zulieferer bietet eine breite Auswahl an Mikroteilen für medizintechnische Anwendungen. Ein Beispiel für solche Kleinstteile ist die Mikroklemme. Die Kunststoffklemme mit Maßen von 2,5 x 0,5 x 0,3 mm³ setzen Ärzte und Chirurgen während Operationen zum Abbinden von Blutgefäßen ein. Die Komponente wird unter Reinraumbedingungen mit vier bis acht Kavitäten in einem automatischen Prozess gespritzt. Für die Klemmen verwendet der Produzent ein bioresorbierbares Material, das sich mit der Zeit natürlich und rückstandsfrei im Körper abbaut. Dieses Material hat zwar einen Einkaufspreis von rund 5000 Euro pro Kilogramm, dafür wird bei diesem Verfahren der Anguss bei vier Teilen auf weniger als 0,1 g reduziert. Somit senkt der Abnehmer letztlich die Kosten.

Der Zulieferer arbeitet während des gesamten Prozesses eng mit dem Kunden zusammen. „Bereits beim Produktdesign müssen die Fertigungstechnik, das Risikomanagement, Kosten und etwa die Handhabung berücksichtigt werden, um das maximale Ergebnis zu erzielen. Oft können mit teureren Spritzformen, die kürzere Zykluszeiten erlauben, die Teilekosten gesenkt werden“, erklärt Martin Ganz, Produktionsleiter bei Micro Systems UK am Standort Brunn am Gebirge in Österreich.

Auch die Mikro-Optik ist in der Medizintechnik ein großer Markt – mit Anwendungen hauptsächlich in den Bereichen Sensorik, Kamerasysteme sowie Beleuchtungstechnik bei der Endoskopie. So ist heute bereits die Produktion medizinischer Mikrospritzgussteile mit einer maximalen Wandstärke von 0,1 mm möglich. Micro Systems UK stellt in diesem Bereich beispielsweise eine stressfreie optische Linse her, die für Farbmessungen im Dentalbereich verwendet wird. Die Linse wird aus Polycarbonat (PC) oder dem Spezial-Kunststoff Cyclo-Olefin-Polymer (COP) hergestellt. Letzterer ist ein transparenter Kunststoff, der aufgrund seiner hohen Stoßfestigkeit, Bruchsicherheit sowie geringer Wasserdampf- und Sauerstoffdurchlässigkeit ideal ist für medizinische Anwendungen wie die innere Medizin oder die Augenheilkunde.

Auch mit anderen Sonderverfahren lassen sich Mikrospritzgussteile herstellen. So fertigt das österreichische Unternehmen auch Teststecker für Hörgeräte. Bei diesem Prozess werden je zwei Stahlachsen mit einer Länge von 0,5 mm mittels Präzisions-Einlegetechnik in die Zweifach-Spritzgießform platziert. Jeder Kunststoffkörper weist Löcher für elektrische und optische Kontakte mit 0,126 mm Durchmesser auf. Diese Bauteile produziert der Mikrospritzgussteilhersteller einbaufertig in einer geschlossenen Fertigungszelle, inklusive des Überspritzens der Stahlachsen.

Teile, bei denen vordergründig die sehr kleinen Details funktionsentscheidend sind, wie zum Beispiel das Operationsmaterial für den Zahnarzt, gehören ebenfalls zum Portfolio des Zulieferers. Das in zahnärztlichen Wurzelbehandlungen eingesetzte Obturationsinstrument wird auch im Spritzgussverfahren hergestellt. Dabei wird ein röntgenopakes Material verwendet. Der Spitzendurchmesser des Werkzeugs beträgt 0,18 mm bei einer Länge von insgesamt 38 mm.

Martin Ganz Micro Systems UK, Brunn am Gebirge/ Österreich