Technologia produkcji dla najmniejszych obiektów

Rys. 1

Rys. 2

Miniaturyzacja jest jednym z najważniejszych trendów w technice medycznej. Do konstrukcji urządzeń medycznych potrzebne są coraz mniejsze i precyzyjniej wykonane elementy. Konwencjonalna technika wtrysku napotyka na granice przy produkcji takich części. Gerresheimer Medical Systems coraz bardziej polega na specjalnej technologii mikrowtrysku, która pozwala na precyzyjną i ekonomiczną produkcję ekstremalnie małych elementów.

Elementy mikrowtrysku są częściami mniejszymi od końcówki długopisu. Przy produkcji takich wyrobów zgodnie z wymaganiami specyfikacji, konieczne jest pokonywanie wyzwań w dziedzinie narzędziownictwa, technologii wtrysku i pomiarów. Na przykład narzędzia muszą spełniać znacznie bardziej rygorystyczne tolerancje wymiarowe niż wyprodukowane z nich części. Narzędziownictwo w Gerresheimer korzysta z specjalnego parku maszynowego, który umożliwia frezowanie i szlifowanie z dokładnością do nawet 2 mikrometrów. Dodatkowo dba się o to, aby opracowane rozwiązania narzędziowe w produkcji na dużą skalę mogły być łatwo skalowane z małych urządzeń do mikrowtrysku na większe do standardowych wtryskarek (zobacz rys. 1).

Ze względu na małe objętości wtryskowe, konwencjonalne wtryskarki nie mogą być bezpośrednio wykorzystywane do mikrowtrysku. Długie czasy przebywania plastiku mogą prowadzić do degradacji materiału. Dodatkowo wymagana mechaniczna precyzja, dostosowana do znacznie większych części, jest trudna do osiągnięcia przy użyciu technologii przeznaczonej dla większych wyrobów. Gerresheimer oferuje dwa rozwiązania dla tych wyzwań. Seria dużych ilości jest produkowana na zmodyfikowanych standardowych wtryskarkach. Narzędzia o wysokim stopniu obłożenia zapewniają objętość wtrysku, przy której nie dochodzi do degradacji materiału. Optymalizowane ślimaki i zawory zwrotne zapewniają jednocześnie wymaganą precyzję. Przy produkcji małych i średnich serii oraz wyrobów o szczególnie wysokich wymaganiach precyzyjnych, Gerresheimer korzysta ze specjalnych mikrowtryskarek. W tym przypadku ślimak jest odpowiedzialny wyłącznie za plastyfikację plastiku, a wtrysk odbywa się z dużą precyzją za pomocą tłoka (zobacz rys. 2).

Trzecim wyzwaniem jest odpowiednia technologia pomiarowa dla elementów mikrowtrysku. Gerresheimer dysponuje w Centrum Kompetencji Technicznych w Wackersdorf (Niemcy) tomografem komputerowym. Do pomiarów wykorzystywana jest tam technologia, która pozwala na wiarygodne mocowanie i wyświetlanie nawet najmniejszych obiektów podczas pomiaru. Podobne urządzenia są również wykorzystywane do pomiarów optycznych. Dodatkowo, mierzona geometria musi być dostępna z każdego miejsca. Dzięki tym dwóm technologiom pomiarowym możliwe jest szybkie uzyskiwanie danych pomiarowych do walidacji narzędzi i wiarygodnego zarządzania jakością w trakcie produkcji.

Gerresheimer będzie obecny na targach MedTec China w Szanghaju w dniach od 22 do 24 września 2015 roku w Centrum Wystawienniczo-Konferencyjnym Shanghai World Expo, stoisko P301.