Volle Power für kleinste Teile

Das sogenannte Lab-on-a-chip bezeichnet in der Regel ein mikrofluidisches System, welches ausgewählte Funktionen eines herkömmlichen Labors (wie die Trennung von Bestandteilen einer Mischung) unter Verwendung von geringsten Flüssigkeitsmengen auf die Größe eines Mikrochips reduziert. Mit dieser Technologie lassen sich Flüssigkeiten, unter anderem auch Blut, auf einem einzigen Chip vollständig und automatisch analysieren. Der Transport der Proben zwischen den verschiedenen Reaktions- und Analysekammern findet mithilfe von Kapillarkräften statt.

Aus technologischer Sicht können Lab-on-a-chip Systeme als Unterkategorie der mikro-elektromechanischen Systeme betrachtet werden, welche miniaturisierte Sensoriksysteme und Mikrofluidik kombinieren. Dabei werden besondere Herausforderungen an die Oberflächenstrukturierung und Oberflächenbeschichtung sowie deren elektrische Eigenschaftsmodifikation gestellt.

Bei der Micropower handelt es sich um die speziell für den Spritzguss von Kleinst- und Mikroteilen konzipierte Maschine der PowerSerie von Wittmann Battenfeld. Sie verfügt über ein innovatives zweistufiges Schnecken-Kolben-Spritzaggregat mit einem Schussvolumen von 0,05 bis 4 cm3. Über dieses Spritzaggregat wird thermisch homogene Masse eingespritzt, mit dem Resultat qualitativ hochwertigster Teile bei stabilster Produktion und kurzen Zykluszeiten. Aufgrund der hervorragenden Reinraumeignung der vollelektrischen Micropower ist diese Maschine vor allem für medizintechnische Anwendungen prädestiniert.

Für die medizintechnische MikrospritzgussAnwendung wurden zwei Maschinen der Reihe Micropower 15/10 durch einen Reinraumtunnel miteinander verbunden. Der Transport und die Zusammenführung der gespritzten Teile wird durch die integrierten Scara-Roboter W8VS2 durchgeführt. Als Herausforderungen gelten hierbei einerseits die spezielle, mikrostrukturierte Oberfläche des Bauteils und andererseits die steuerungstechnische Anpassung der ineinander greifenden Maschinen und deren Robotersysteme. Die Werkzeuge werden von der Microsystems UK zur Verfügung gestellt.

Bei diesem Herstellungsprozess werden in der vorgeschalteten Micropower unterschiedliche Bauteile des so genannten Scheckkartenlabors spritzgegossen, kontrolliert und zusammengebaut. Anschließend werden die Teile auf ein Transfermodul abgelegt und in die nachgeschaltete Micropower transportiert, wo die zusammengebauten Teile mittels eines kombinierten Einlege- und Entnahme-Handlings aufgenommen und in das Werkzeug eingelegt werden. Hier werden die Formteile mit thermoplastischen Elastomeren umspritzt, anschließend entnommen und in ein Ablagesystem übergeben. So kann einerseits gezeigt werden, mit welch hoher Präzision Mikrobauteile beziehungsweise Mikrooberflächen reproduzierbar und in einem stabilen Spritzgussprozess hergestellt werden können. Andererseits wird die Flexibilität der Micropower und ihrer Peripherie hervorgehoben. Dadurch wird diese spezielle Maschine auch komplexen Aufgabenstellungen gerecht.

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