Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Winzige Hochleistungsbauteile aus einem Guss

23.10.2008
Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz erweitert ihre Anlagentechnik um eine innovative Mikrospritzgießanlage, um neue Forschungsfelder zu erschließen und Unternehmen aus der Region zu unterstützen

Ein immer geringerer Materialverbrauch wird auch bei der Herstellung kleinster Bauteile gefordert, gleichzeitig sollen die Systeme immer mehr Funktionen besitzen.

Die so entstehenden komplexen Mikro-Baugruppen sind mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht mehr wirtschaftlich herstellbar. Die Mikrospritzgießtechnik bietet hier einen Ausweg und zugleich ein großes Potenzial und Einsatzspektrum für die großserientechnische Umsetzung sehr kleiner funktionsintegrierter Baugruppen, die mit bloßem Auge kaum sichtbar sind.

An der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der TU Chemnitz wird in Kürze eine Mikrospritzgießanlage Microsystem 50 der Firma Wittmann Battenfeld in Betrieb genommen, mit der Mikrobauteile sogar im 2-Komponenten-(2K-) Spritzguss hergestellt und Mikrofunktionselemente umspritzt werden können. Beim 2-K-Spritzgießen lassen sich verschiedene Kunststoffe in einem Verfahrensschritt zu Bauteilsystemen verarbeiten, wodurch aufwendige Montageprozesse entfallen. Damit können nicht nur zeitaufwendige Operationen, sondern auch Herstellungskosten eingespart werden.

"Durch die innovative 2K-Technologie ergeben sich völlig neue Verfahrensansätze, die in unterschiedlichen Industriezweigen von großer Bedeutung sind. Die geplanten Forschungsarbeiten der Professur SLK stoßen damit in ein Neuland von größter praktischer Bedeutung mit übergeordnetem Anwendungsansatz vor", so Prof. Lothar Kroll, Leiter der Professur SLK. Das neue Maschinenkonzept wurde in enger Zusammenarbeit mit dem führenden Anlagenhersteller von Mikrospritzgießmaschinen, der Firma Wittmann Battenfeld, in Hinblick auf hohe Verfahrensflexibilität modifiziert, und durch die Zusatzeinrichtungen, wie Reinraummodul, Spritzprägen und Evakuieren, als Gesamtsystem bei Anlagenherstellern ergänzt. Speziell das Reinraummodul und die Evakuierungseinrichtung verhindern den Eintrag von Schmutz und Partikeln in den Spritzgießprozess, was insbesondere bei den kleinsten Spritzgießelementen mit einem Teilegewicht von bis zu 0,0008 Gramm wichtig für die Bauteilqualität ist.

Die neue Mikrospritzgießanlage der Firma Wittmann Battenfeld ist in ihrem Gesamtsystem mit einem Handling- und Kamerasystem ausgestattet, das in die Maschinensteuerung mit eingebunden ist. "Im Vergleich zu den konkurrierenden Anlagen besitzt das Microsystem 50 ein hoch präzises Einspritzsystem für Kleinstmengen. Ein wesentlicher Grund für diese hohe Genauigkeit, sowohl in der Einspritzphase als auch in der Nachdruckphase, ist, dass der Einspritzkolben über eine Kurvenscheibe angesteuert wird. Dadurch kann eine homogenisierte und entgaste Aufbereitung der Schmelze sichergestellt werden", sagt Georg Tinschert, Geschäftsführer der Firma Wittmann Battenfeld.

"Mit der Neuanschaffung des Mikro-Spritzgießsystems erweitert die Professur SLK nicht nur ihre Anlagentechnik für Mikrobauteile, sondern sie etabliert eine zukunftsträchtige Technologie für die Kunststoffverarbeitung der derzeit stark fortschreitenden Mikrosystemtechnik. Hiermit lassen sich sowohl neue innovative Forschungsfelder in der Mikrotechnologie erschließen, als auch die kleinen und mittelständigen Unternehmen aus der Region bei der Einführung neuer wirtschaftlicher Technologien unterstützen", freut sich Prof. Kroll. Dies sei vor allem im Hinblick auf die besonderen Rahmenbedingungen im Freistaat Sachsen und in der Region Chemnitz von großer Bedeutung. So sind in Sachsen bisher keine universitären Forschungseinrichtungen für die Spritzgießtechnologie vorhanden. Insbesondere im Raum Chemnitz hat sich jedoch eine große Anzahl von Spritzgießunternehmen als Zulieferer der neuen Produktionswerke von BMW, Porsche und VW angesiedelt. Die bereits etablierten kunststoffverarbeitenden Unternehmen in der Region besitzen in der Regel keine eigene Abteilung für Forschung und Entwicklung und sind auf eine universitäre Zusammenarbeit angewiesen. "Der Aufbau des neuen Technoparks Chemnitz Smart Systems Campus, in unmittelbarer Nähe der SLK-Fertigungseinrichtung, beabsichtigt auf dem Gebiet der Mikrosystemtechnik als Zukunftsbranche Deutschlands die regionale Industrie zu stärken und benötigt wissenschaftliche Unterstützung auf dem Gebiet der Mikro-Kunststoffverarbeitung", erläutert Kroll.

Unter Berücksichtigung dieser Rahmenbedingungen hat sich die Professur SLK das Ziel gesetzt, besonders wirtschaftliche Kunststoffverarbeitungstechnologien durch Modifikation und Kombination vorhandener Verfahren zu entwickeln. Die Mikrospritzgießtechnologie nimmt in dieser Technologiekette einen besonderen Platz ein. Wesentliche Marktpotenziale für Mikro-Spritzgießbauteile sind dabei in den Branchen Automotive, Computer, Telekommunikation, Medizintechnik, Sensorik, Optik und Mikro-Aktorik zu finden. Die Vorteile einer derartigen flexiblen Technologiekombination im Vergleich zu einem klassischen Spritzgießprozess liegen in der deutlichen Reduzierung der Herstellungskosten und der Rohstoffmengen bei einer gleichzeitigen Verbesserung der Bauteileigenschaften und -qualität. Maßgeblich hierfür ist vor allem die endkonturnahe und nachbearbeitungsfreie Herstellung von komplexen Baugruppen in der Massenproduktion, die mit anderen Technologien nicht mehr kosteneffizient möglich ist. Auch die Vorteile der direkten Funktionsintegration im Fertigungsprozess, wie das Einbinden und Einbetten von Elektronikkomponenten bzw. Sensoren in Bauteile mit einem Teilegewicht unter einem Gramm, führen zu fortschrittlichen Technologielösungen.

"Durch das neue Mikrospritzgießsystem kann die Professur SLK in Kombination mit der vorhandenen Anlagentechnik, wie Laborcompoundern und Handlingssystemen, eine Mikrofertigungskette von der Polymermodifikation bis zum fertigen Mikrobauteil aufbauen. Diese durchgängige Prozesskette lässt etwa die Einarbeitung von neuen Mikrofasern und Modifikatoren in den Kunststoff zu, um Mikrospritzgießbauteile mit verbesserten Eigenschaftscharakteristiken herzustellen", sagt Dr. Wolfgang Nendel, stellvertretender Leiter der Professur SLK.

Weitere Informationen erteilt Prof. Dr. Lothar Kroll, Telefon 0371 531-35706, E-Mail lothar.kroll@mb.tu-chemnitz.de.

Katharina Thehos | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

Junge Physiologen Tagen in Jena

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

25.09.2017 | Messenachrichten

Fraunhofer ISE steigert Weltrekord für multikristalline Siliciumsolarzelle auf 22,3 Prozent

25.09.2017 | Energie und Elektrotechnik

Die Parkinson-Krankheit verstehen – und stoppen: aktuelle Fortschritte

25.09.2017 | Medizin Gesundheit