Im Spritzguss entstehen Injektionsnadeln für die therapeutische Endoskopie

Harald Wollstadt
Technikjournalist in Trebur

In der Metropolregion Nürnberg, auch als Medical Valley bekannt, hat der Medizintechnikhersteller Medwork GmbH seinen Firmensitz. Das Unternehmen entwickelt, produziert und vertreibt am Standort Höchstadt/Aisch rund 500 Artikel für die therapeutische Endoskopie. 90 Prozent dieser Artikel sind Disposables. Bei der Fertigung von Disposables, die mit sehr kurzen Zykluszeiten gefahren werden, kommen meist hochfachige Werkzeuge zum Einsatz, auf die sich wiederum die MBFZ Toolcraft GmbH aus Georgensgmünd spezialisiert hat.

„Hochkomplexe Werkzeuge, speziell auch für Mehrkomponenten-Anwendungen, oder Familienwerkzeuge für die Medizintechnik fordern uns heraus“, erklärt Toolkraft-Betriebsleiter Anton Meixner. So wurde beispielsweise für Medwork ein Familienwerkzeug für die Herstellung eines Arretiergriffs mit Injektionsnadel geliefert, bei dem die Metallnadel umspritzt wurde.

Inhaltsverzeichnis

1. Gute Werkzeugkonzeption spart später Kosten
2. Automatische Verpackung in der Fertigungszelle
3. Reinraumtaugliches Nadelverschlusssystem mit Schrittmotor
4. Weitere Informationen

Gute Werkzeugkonzeption spart später Kosten

„In der Medizinbranche liegt oftmals die komplette Werkzeugentwicklung in unserer Hand“, erklärt Werner Endres, Projektleiter bei Toolcraft, und ergänzt: „Das Werkzeug muss eine gewisse Standfestigkeit haben. Es nutzt nichts, wenn das Produkt filigranste Konturen hat, aber das Werkzeug deshalb oft gewartet werden muss. Und gerade bei der Fertigung von Disposables ist Zeit ein wichtiger Faktor. Deshalb wird auf die Zugänglichkeit zum Werkzeug oder auf den Einsatz eines prozesssicheren, leicht zu reinigenden Heißkanalsystems großer Wert gelegt.“

Da das Artikeldesign für den Arretiergriff verändert wurde, musste das Werkzeug von Grund auf neu konzipiert werden. „Im Zuge der Designänderung sollten zudem auch Funktionsänderungen durchgeführt werden. Da lag es nahe, die Werkzeugkonzeption so auszulegen, dass man auch Einsparungen hinsichtlich der Spritzzeiten erreicht“, so Endres. „Deshalb regten wir ein Familienwerkzeug an.“ Aber das Ausbalancieren der unterschiedlichen Teilevolumen bereitete Probleme. Hier kam die Günther Heißkanaltechnik GmbH aus Frankenberg mit ihrem elektrischen Antrieb für Nadelverschluss-Heißkanalsysteme ins Spiel.

Automatische Verpackung in der Fertigungszelle

Der elektrische Antrieb hat aufgrund seiner feinfühligen Regelung enorme Vorteile. Denn um einen sicheren Spritzprozess zu gewährleisten, ist eine präzise und intelligente Ansteuerung der Nadelverschlusstechnik vonnöten: Elektrisch angetriebene Nadelverschlusssysteme ermöglichen eine variable und zugleich präzise Einstellung der Nadelposition und der Hublänge. Zudem bewirkt die Synchronität der Nadelbewegung eine große Genauigkeit bei der Reproduktion.

„Man kann die Nadeln dementsprechend zeitversetzt öffnen und das Werkzeug so ausbalancieren, dass wirklich beide Teile gleichmäßig gefüllt werden“, erläutert Meixner. „Günther Heisskanaltechnik hat ein elektrisches Nadelverschluss-Heißkanalsystem im Programm, das mit einem Schrittmotor angesteuert wird.“

Reinraumtaugliches Nadelverschlusssystem mit Schrittmotor

Der Schrittmotor Typ SMA 10 ermögliche eine hohe Präzision, verbunden mit einem sehr guten Kraft-Weg-Verhalten. Mit dem entsprechenden Steuergerät DPE sei so die präzise Nadelverschlusssteuerung gewährleistet.

„Zudem ist eine Nadeljustage im Bereich von einem Hundertstel Millimeter möglich. Wir setzen dazu noch eine Nadelverschlussdüse mit KA-Nadelführung mit Blueflow-Heizung und zweigeteiltem Schaft ein“, so Meixner. Nadelverschlusssystem und elektrischer Antrieb lassen sich einfach montieren und erfordern bei der Werkzeugkonstruktion keinen zusätzlichen Aufwand. Zudem ist das Nadelverschlusssystem mit dem Schrittmotor reinraumtauglich, was gerade bei Spritzgießwerkzeugen in der Medizintechnik gewünscht ist.

Der Knackpunkt war die Balancierung der verschiedenen Teile mit unterschiedlichen Volumen. „Wir haben die Steuerung wiederum mit Temperatur- und Innendruckfühlern von Priamus gekoppelt, sodass die Balancierung nun über Temperaturfühler erfolgt, die am Fließwegende eingebaut sind. Erreicht die Schmelze die Fühler, wird über die Steuerung das Nadelventil zurückgenommen.“

Zudem ermöglicht der Innendruckfühler die Nachdruckumschaltung. „Das System der Temperatur- und Innendruckfühler hat den Vorteil, dass es hervorragend mit dem Nadelverschlusssystem von Günther zusammenarbeitet“, so Meixner. Das Werkzeug läuft jetzt in einer Fertigungszelle bei Medwork.

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