25.08.2014

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IKV: Kleine Formschläuche aus Silicon in der Medizintechnik - Mikrogas- und -Projektilinjektionstechnologie für Flüssigsiliconkautschuk

In Medizin und Pharmazie werden medienführende, kapillare Formschläuche zu vielfältigen Anwendungen sowohl in der Diagnostik als auch zur Medikamentengabe eingesetzt. Siliconkautschuke (LSR) eignen sich für den Einsatz in der Medizintechnik besonders, da sie aufgrund ihrer Biokompatibilität, ihrer Sterilisierbarkeit und ihrer mechanischen und chemischen Beständigkeit einen großen Einsatzbereich ermöglichen. Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen erforscht derzeit die Weiterentwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Mikrohohlkörpern aus Silicon mit integrierten Funktionselementen.

Bei dem neuen verfolgten Ansatz kombiniert das IKV das Verfahren der Gas- und Projektilinjektionstechnologie (GIT bzw. PIT) mit dem Mikrospritzguss von Siliconkautschuken. Der Einsatz der GIT/PIT verspricht, diese Hohlkörper frei fallend in einem einstufigen Prozess zu produzieren. Außerdem erwarten die IKV-Forscher durch die Verfahrensentwicklung der Mikro-GIT/PIT einen effizienteren Prozess und die Möglichkeit, komplexere Geometrien und integrierte zusätzliche Funktionselemente zu realisieren.

Zur Untersuchung der Verarbeitung von LSR mit der Projektilinjektionstechnik im Mikrometerbereich (LSR-μPIT) konstruierten die Forscher ein variables Versuchswerkzeug für eine Kleinstspritzgießmaschine. Dabei stellt die variable Werkzeugtechnik durch die Verwendung von verschiedenen Einsätzen sicher, dass Außendurchmesser von 1-4 mm untersucht werden können. Die in die Stammform integrierte Injektortechnik mit verschließ- und schaltbarem Injektor ermöglicht zudem den Einsatz sowohl der GIT als auch der PIT mit Projektildurchmessern von 0,5-3 mm in einem Systemkomplex des Werkzeugs.

In dem Projekt, das als Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) über die AiF vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird, werden in der Zukunft der Einfluss verschiedener Prozessparameter, Prozessvariationen der Fluidinjektionstechnik und verschiedene Projektilmaterialien hinsichtlich der Eignung im Mikrosiliconspritzguss untersucht. Der neue Ansatz kann nach IKV-Angaben eine Alternative zur Fertigung hochintegrierter Hohlkörper bieten, die heute zumeist aus Thermoplasten hergestellt werden. Thermoplaste sind zwar aufgrund der einfachen Funktionsintegration mittels Schweißen und des allgemein bekannten Prozesswissens am Markt weit verbreitet, sie bieten aber weniger Vorteile in medizintechnischen Anwendungen.

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