„Power for the Future“ mit der MicroPower in 2- Komponentenausführung

Abb. 1: 2 K Schema MicroPower und Lab-on-a-chip Zeichnung / Fig. 1: Schematic image of 2C MicroPower and lab-on-a-chip drawing

Abb. 2: Teile werden in der vorgestellten Spritzgießmaschine gespritzt und zusammengebaut (1 und 2) und anschließend in der nachgestellten Spritzgießmaschine umspritzt (3) und schlussendlich wird das fertige Teil entnommen und abgelegt (4). / Fig. 2: Parts are formed and assembled in the injection molding machine on display (1 and 2) and subsequently overmolded in the downstream injection molding machine (3); finally, the finished part is removed and deposited (4).

Abb. 3: Vergleich eines konventionellen Labors mit einem Lab-on-a-chip System / Fig. 3: Comparison of a conventional lab with a lab-on-a-chip system

Am Beispiel eines „Lab on a Chip“ demonstriert Wittmann Battenfeld in Halle 16, Stand D22, eindrucksvoll eine 2 Komponenten-Anwendung im Bereich des medizintechnischen Reinraum-Mikrospritzgusses. Dabei kommt eine Produktionszelle bestehend aus 2 MicroPower 15 Maschinen zum Einsatz.

Die medizintechnische Anwendung besteht aus 2 MicroPower 15/10, 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 (Abb. 1).

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 (Abb. 2).

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

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 (Abb. 3).

Mit dieser Technologie lassen sich Flüssigkeiten, unter anderem auch Blut, auf einem einzigen Chip vollständig und automatisch analysieren. 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 bei der MicroPower vor allem das innovative zweistufige Schnecken-Kolben-Spritzaggregat mit einem Schussvolumen von 0,05 bis 4 cm3. Über dieses Spritzaggregat wird thermisch homogene Masse eingespritzt, mit dem Resultat qualitativ hochwertigster Teile bei stabilster Produktion und kurzen Zykluszeiten. Aufgrund der hervorragenden Reinraumeignung der vollelektrischen MicroPower ist diese Maschine vor allem für medizintechnische Anwendungen prädestiniert.