Für den Einsatz in medizintechnischen Anwendungen müssen Spritzgießmaschinen besondere Eigenschaften mitbringen. Hohe Stückzahlen, geringe Schussgewichte, hohe Genauigkeiten und Prozesskonstanz sind nur einige der Anforderungen, mit denen Maschinenhersteller konfrontiert werden.
Die Beziehung zwischen technischem und medizinischem Fortschritt ist eng. Ein Treiber von Innovationen ist zum Beispiel die Mikrotechnologie. Produkte und Verfahren hieraus eröffnen der Medizin neue Horizonte. Diese Entwicklung ist auch an der Kunststoffindustrie nicht spurlos vorübergegangen. Ein Anbieter von Spritzgießmaschinen, der sich unter anderem in diesem Bereich spezialisiert hat, ist die Battenfeld Kunststoffmaschinen Ges.m.b.H. in Kottingbrunn/Österreich. Zur diesjährigen Kunststofffachmesse NPE in Chicago/USA präsentierte der Maschinenbauer eine Entwicklung im Implantatbereich, die er auf einer Spritzgießmaschine vom Typ Microsystem 50 fertigte. Bei der bioresorbierbaren Gefäßklemme mit einem Bauteilgewicht von etwa 5 mg handelt es sich um ein Teil mit etwa 4 mm Durchmesser und einer Wanddicke von etwa 0,4 mm. Die Vorteile der Klemme: Nachoperationen fallen weg, das Operationsrisiko wird reduziert und die Kosten für die Behandlung sinken.
Bei der Entwicklung von Mikrospritzgießmaschinen stehen ein exakter, hochdynamischer Einspritzprozess und das Einspritzen von kleinsten Mengen optimal aufbereitetem Kunststoff im Vordergrund. Während der diesjährigen Kunststoffmesse Fakuma in Friedrichshafen stellte Battenfeld ein neues Antriebssystem für die Einspritzeinheit dieser Spritzgießmaschine vor. Die Neuentwicklung einer elektronischen Kurvenscheibe soll die Dynamik des Einspritzaggregats des Microsystem 50 um den Faktor 3 erhöhen und das Abbrems- und Beschleunigungsverhalten verbessern. Gleichzeitig sollen sich Bedienfreundlichkeit und Regelbarkeit der Anlage verbessern.
Für die Fertigung hochpräziser Klein- und Kleinstteile kommt die Elektra evolution 30 der Ferromatik Milacron Maschinenbau GmbH, Malterdingen, mit einem 55er-Spritzaggregat und einer 14-mm-Schnecke zum Einsatz. Diese Maschinenkonfiguration vereint geringe Schussgewichte mit hoher Dosiergenauigkeit. Mehrfachkavitäten-Werkzeuge in Verbindung mit der Etagenwendetechnik sind die Lösung für hohe Stückzahlen, zum Beispiel für Single-Use- und Verpackungsanwendungen. Neben der 3-Platten-Maschine K-TEC mit Aufspannplatten für große Werkzeuge, einem variablen Plattenabstand und großen Holmabständen kommt die Elektra-Baureihe bei einer Reihe von Applikationen zum Einsatz. Für Anwendungen, die unter Reinraumbedingungen produziert werden müssen, eignet sich die Elektra evolution laut Hersteller mit ihrer geringen Abwärme und der geringen Emission von Ölnebeln und Dämpfen.
Die vollelektrische Spritzgießmaschine Int-Elect der Demag Plastics Group, Schwaig, ist ebenfalls für die Produktion von medizinischen Kunststoffteilen im Reinraum vorgesehen. Die Maschinen sollen hohe Prozesskonstanzen und Genauigkeiten der Produkteigenschaften ermöglichen. Von verfahrenstechnischem Interesse sei vor allem das Formteilgewicht, das bei den Maschinen eine hohe Konstanz zeigt. Auf der diesjährigen Fakuma präsentierte der Anbieter für das Herstellen einer 16-fach-Kanüle für Einwegspritzen eine Reinraumautomationslösung mit einer Spritzgießmaschine vom Typ IntElect 100/420-310 mit optischer Qualitätskontrolle.
Mit dem Thema Reinraum hat sich auch die Arburg GmbH + Co KG, Loßburg, auseinandergesetzt. Das Spektrum des Anbieters reicht von Maschinen, die komplett im Reinraum stehen, über modulare dezentrale Reinräume, bei denen das Förderband gekapselt ist und die Spritzteile in den Reinraum transportiert werden, bis zu Zellen mit Reinraummodulen über der Schließseite der Maschine und dem Robot-System-Bereich. Seine Spritzgießmaschinen vom Typ Allrounder hat der Anbieter in diversen medizintechnischen Anwendungen im Einsatz. Anlässlich des goldenen Jubiläums „50 Jahre Arburg Spritzgießmaschinen“ brachte der Hersteller in diesem Jahr den Typ Allrounder Golden Edition mit technologisch hochwertiger Serienausstattung auf den Markt.
Die Netstal-Maschinen AG, Näfels/Schweiz, hat für medizintechnische Anwendungen ihre vollelektrische Elion-Baureihe im Schließkraftbereich zwischen 500 und 1750 kN im Programm. Die Baureihe bietet bereits in der Grundausrüstung Merkmale, die den Einsatz in Reinräumen erleichtern sollen. Der Formschluss beispielsweise ist ölfrei.
Das gesamte Schmiersystem ist ein geschlossener Kreislauf, die Schmierstellen sind gekapselt. So ist sichergestellt, dass kein Öl austritt und in den Formbereich gelangt. Des Weiteren sind alle Antriebsmotoren wassergekühlt und ebenfalls gekapselt. Die Kraftübertragung erfolgt beim Formschluss über alle Achsen ausschließlich über Getriebe- und Hebelkonstruktionen. Da keine Zahnriemen zum Einsatz kommen, ist die Maschine laut Anbieter hinsichtlich Partikel- und Staubentwicklung nahezu emissionsfrei.
Die bereits während der Kunststoffmesse K 2004 vorgestellte Spritzgießmaschinenbaureihe CX der Krauss-Maffei Kunststofftechnik GmbH, München, ist weitgehend modular aufgebaut und lässt sich damit besser an Applikationen insbesondere in der Medizintechnik anpassen als die Vorgänger-Baureihe C. Mit der neuen KM 200 CX erweitert der Anbieter die Baureihe nun um eine Mittelmaschine. Die Maschine hatte ihre Premiere ebenfalls während der diesjährigen Fakuma. Merkmale sind eine optimierte Verkleidung, die den Zugang zum Werkzeug und zum Auswerfer erleichtert, die kompakt bauende Zweiplattentechnik und die Steuerung MC 5. Die Zweiplatten-Schließeinheit der CX-Baureihe kommt ohne Dauerschmierung aus. Der Werkzeugbereich ist dadurch sauber. Ein Verunreinigen der produzierten Formteile wird vermieden. Wie alle Maschinen aus der CX-Baureihe ist die CX 200 mit der Steuerung MC 5 ausgestattet. Merkmale sind laut Anbieter eine einfache Bedienung, übersichtliche Darstellung, hohe Eingabesicherheit und eine schnelle Prozessanalyse. Maschinenstände, Eingaben und Störungen werden lückenlos erfasst und ermöglichen eine 100 %ige Fehleranalyse.
Den Zugang zum Werkzeug erleichtern auch die Holmlos-Spritzgießmaschinen der österreichischen Engel Austria GmbH in Schwertberg. Das Unternehmen bietet vor allem mit dieser Baureihe, die durchgängig im Schließkraftbereich zwischen 250 und 6 000 kN verfügbar ist, gute Voraussetzungen für die Produktion hygienisch sensibler Produkte. Der holmfreie Formenraum ist eine gute Basis für den Anbau von Reinlufteinheiten. Darüber hinaus erleichtert der barrierefreie Zugang die Reinigung. Je nach Anforderung und Größe sind die Maschinen sowohl mit hydraulischen als auch mit elektrischen Antrieben lieferbar.
Christian Bothur Fachjournalist in Düsseldorf
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