Erodierfräsen für das Mikrospritzgießen
Bei der Herstellung von Formen für das Mikrospritzgießen müssen oft hochharte Werkzeugstähle oder Hartmetalle µm-genau bearbeitet werden. Weil Bearbeitungsverfahren wie das Drehen und Fräsen mit sinkenden Dimensionen kaum noch praktikabel sind, greift das Unternehmen PKT aus Tiefenbronn erfolgreich auf das Mikro-Erodierfräsen zurück.
»Unser Spezialgebiet sind Mikro-Spritzgussteile mit Abmessungen an der Grenze dessen, was heute darstellbar ist«, sagt Peter Rapp, Geschäftsführer der PKT Präzisions-Kunststoff-Teile GmbH in Tiefenbronn. Das mittelständische Unternehmen mit rund 120 Mitarbeitern hat sich auf das Spritzgießen von kleinen und kleinsten Präzisionsbauteilen aus Kunststoff im Gewichtsbereich von 0,002 mg bis 30 g spezialisiert. Kunden sind vor allem führende Firmen aus Hightech-Branchen wie der Feinwerk-, Medizin- oder Automobiltechnik, der Elektronikbranche sowie der Uhrenindustrie. Bei neuen Projekten findet eine enge Zusammenarbeit mit den Fachleuten des Kunden statt – von der Entwicklungsberatung über die Werkzeugkonstruktion bis hin zum fertigen Produkt.
Die Palette der von PKT verarbeiteten Thermoplaste ist sehr breit und umfasst auch technische Kunststoffe mit hoher Viskosität und nicht selten Verarbeitungstemperaturen von bis zu 400 °C, die keine Ungenauigkeit der zu dichtenden Geometrien zulassen. Verschärfend kommt hinzu, dass häufig Einlegeteile umspritzt oder mehrere Kunststoff-Komponenten kombiniert werden müssen. Deshalb müssen die eingesetzten Formen höchsten Präzisionsanforderungen genügen, weshalb sie grundsätzlich im eigenen Formenbau hergestellt werden. Welche Bedeutung dies für das Unternehmen hat, lässt sich daran ermessen, dass im Formenbau rund ein Fünftel der gesamten Belegschaft tätig ist, obwohl ausschließlich Formen für den Eigenbedarf hergestellt werden.
Grenzen üblicher Bearbeitungsverfahren
»Da die Kunden immer kleinere Bauteile beziehungsweise immer feinere Konturdetails fordern, stießen wir vor rund anderthalb Jahren an die Grenzen dessen, was mit den vorhandenen Technologien erreichbar war«, erinnert sich Rapp. Da die Formeinsätze aufgrund der hohen Beanspruchungen oft aus Hartmetall oder speziellen Werkzeugstählen bestehen, waren herkömmliche Mikrofräswerkzeuge nur bedingt geeignet. Auch die im Hause PKT etablierten Erosionsverfahren wie das Senk- oder Drahterodieren waren wegen ihrer Technologiegrenzen für die Mikrogeometrien nicht einsetzbar. So stand zum Beispiel für das Drahterodieren kein Elektrodenmaterial zur Verfügung, dessen Durchmesser deutlich kleiner war als der geforderte Zahnspitzenradius. Da beim konventionellen Drahterodieren zum Durchmesser noch ein Funkenspalt von mindestens 7 bis 10 µm hinzuzurechnen ist, wäre die Darstellung einer entsprechenden Geometrie nur noch durch Teilung des Formeinsatzes an jeder Zahnspitze möglich gewesen. Dies ist jedoch bei hohen Zähnezahlen kaum noch praktikabel, die Form würde zum Hochpräzisions-Puzzle aus winzigen Einzelteilen.
Außerdem wird ein solches Vorgehen spätestens dann undurchführbar, wenn die Geometrie des darzustellenden Werkstücks auch noch in der Vertikalen stark variiert, beispielsweise wenn das Teil aus zwei Zahnrädern auf einer Achse besteht. In diesem Fall müsste das Bearbeitungsverfahren – wie beim Fräsen – dreiachsig arbeiten. Allerdings müsste der ›Fräser‹ extrem dünn sein, sein Durchmesser dürfte bei höchstens etwa 10 µm liegen. Derart dünne Fräswerkzeuge, die auch noch extrem harte Werkstoffe mit vertretbarer Geschwindigkeit bearbeiten könnten, sind jedoch nicht am Markt verfügbar. Auch eine Abtragung mittels Laser kam wegen der Konizität des Strahls und der unzureichenden Genauigkeit nicht in Betracht. [...]
Hersteller
Sarix SA
CH-6592 Sant'Antonino
Tel. +41 91 22280-00
info@sarix.com
www.sarix.com
Anwender
PKT Präzisions-Kunststoff-Teile GmbH
D-75233 Tiefenbronn
Tel. +49 7234 9550-0
info@pkt-gmbh.de
www.pkt-gmbh.de