Am Beispiel eines "Lab on a Chip" demonstriert Wittmann Battenfeld auf der K 2013 eine 2 Komponenten-Anwendung im Bereich des medizintechnischen Reinraum-Mikrospritzgusses. Dabei kommt eine Produktionszelle bestehend aus 2 MicroPower 15/10 Maschinen zum Einsatz, die durch einen Reinraumtunnel miteinander verbunden sind. Der Transport und die Zusammenführung der gespritzten Teile wird durch die integrierten Wittmann 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 Firma Microsystems UK zur Verfügung gestellt.

Bei diesem Herstellungsprozess werden in der vorgeschalteten MicroPower unterschiedliche Bauteile des sogenannten 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-/Entnahme-Handlings aufgenommen und in das Werkzeug eingelegt werden. Hier werden die Formteile mit TPE (thermoplastische Elastomere) umspritzt, anschließend entnommen und in ein Ablagesystem übergeben.

Ziel dieser Demonstration ist es, dem Messebesucher einen Eindruck über die Fähigkeiten und die flexiblen Einsatzmöglichkeiten der MicroPower zu vermitteln. Einerseits soll gezeigt werden, mit welch hoher Präzision Mikrobauteile bzw. Mikrooberflächen reproduzierbar und in einem stabilen Spritzgussprozess hergestellt werden können, andererseits werde die hohe Flexibilität der MicroPower und ihrer Pheripherie hervorgehoben.

Lab-on-a-chip
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 sollen sich Flüssigkeiten, unter anderem auch Blut, auf einem einzigen Chip vollständig und automatisch analysieren lassen. 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. Hervorzuheben ist laut Hersteller vor allem das zweistufige Schnecken-Kolben-Spritzaggregat mit einem Schussvolumen von 0,05 bis 4 cm³. Über dieses Spritzaggregat wird den Angaben zufolge thermisch homogene Masse eingespritzt, mit dem Resultat qualitativ hochwertiger Teile bei stabiler Produktion und kurzen Zykluszeiten. Aufgrund der Reinraumeignung der vollelektrischen MicroPower sei diese Maschine vor allem für medizintechnische Anwendungen prädestiniert.

Weitere Informationen: www.wittmann-group.com

K 2013, 16.-23.10.2013, Düsseldorf, Halle 10, Stand A04 (Wittmann Robot Systeme) und Halle 16, Stand D22 (Wittmann Battenfeld)

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