Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen entwickelt eine neuartige Plastifiziervorrichtung mit inverser Schnecke. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten für das Mikro-Spritzgießen.
Mikrobauteile finden häufig in medizintechnischen Produkten oder im Consumerbereich als mikro-optische Systeme ihren Einsatz. Bei der Herstellung ist besonders die reproduzierbare prozess- und materialgerechte Plastifizierung der benötigten Kleinstmenge eine große Herausforderung. Konventionelle Plastifiziersysteme können in ihrer Baugröße nicht beliebig verkleinert und auf eine reproduzierbare Verarbeitung von Kleinstmengen an Kunststoffschmelze angepasst werden. Daraus ergeben sich bei der Herstellung solcher Mikrobauteile unerwünschte Masseschwankungen beim Einspritzen.
Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen arbeitet derzeit an der Entwicklung einer neuartigen Plastifiziervorrichtung mit inverser Schnecke. Dabei sind die zur Plastifizierung notwendigen Schneckengänge, die üblicherweise auf der Mantelfläche des Kolbens verlaufen, auf der Innenseite des Plastifizierzylinders angebracht. Der für das Fördern und Einspritzen verantwortliche Kolben wird koaxial im Zylinder bewegt. Im Vergleich zur üblichen Kolbenschnecke erfährt der Einspritzkolben aufgrund der fehlenden Schneckenstege eine geringere mechanische Belastung. Er kann damit in seinem Durchmesser deutlich kleiner ausgeführt werden. Dadurch lässt sich die gesamte plastifizierte Masse reduzieren und dem für Mikrobauteile benötigten Schussgewichtsbereich anpassen. Damit wird die Verweilzeit der Schmelze reduziert und gleichzeitig, wegen der kleineren Frontfläche des Kolbens, auch die auf das bewegte Schmelzevolumen bezogene Auflösung verbessert.
Um die grundsätzliche Funktionalität des neuen Plastifizier- und Förderprinzips nachzuweisen, wurde zunächst eine handgetriebene Prototypenanlage entworfen. Mit farbigem Masterbatch konnte neben der Förderwirkung des Systems auch die Mischwirkung der invertierten Schneckenplastifizierung nachgewiesen werden. Derzeit wird am IKV ein motorgetriebener Teststand aufgebaut, mit dem unterschiedlichste Einflussparameter auf den Plastifizierprozess systematisch analysiert werden können. Die damit gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend auf ein konventionelles Plastifiziersystem übertragen und anhand von Spritzgießversuchen bewertet.
Teilen:
