Mikrospritzprägen

Maschinendynamik macht Mikrospritzprägen möglich

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Die Maschinendynamik muss stimmen

Das Nebenachsenprägen erforderte die Implementierung eines neuen servoelektrischen statt des elektrischen Auswerferantriebes. Zum Einsatz kam ein Hohlwellenantrieb mit Harmonicdrive-Untersetzung und Planetenrollen-Gewindetrieb. Diese Kombiniation garantiert eine hohe Steifigkeit gepaart mit hoher Wegauflösung und Dynamik, was schnelle, präzise Prägehübe ermöglicht, wie sie für das Vorhaben nötig sind. Das Demonstratorteil A ist eine Rechtecklinse, die zum Vergleich der Prozessvarianten Haupt- und Nebenachsenprägen dient. Das Werkzeug wurde für diese Versuche als Zweifachwerkzeug mit Tauchkante um die Formteilkontur und einen beweglichen Konturkern im Bereich der optisch aktiven Fläche ausgeführt. Die Kontur entspricht einer dünnwandigen Rechtecklinse mit den Außenmaßen von 5 mm × 3 mm. In einem der beiden Konturfächer wurde eine Dummy-Kavität mit integriertem Werkzeuginnendruck-Sensor im beweglichen Konturkern integriert. Teil B wurde werkzeugtechnisch nur für das Nebenachsenprägen mittels Prägekern auf der optisch aktiven Fläche ausgelegt. Die Formteile entsprechen in den Abmaßen typischen rotationssymmetrischen Mikrolinsen im Durchmesser von 5 mm.

Das Spritzprägen dünnwandiger Mikrokavitäten stellt dabei eine besondere Herausforderung hinsichtlich der Maschinendynamik dar: Durch das rapide Erkalten der Fließfront, kann sich eine Druckbeaufschlagung des Schmelzekuchens (Preform) bei Teilfüllung der Kavität sehr nachteilig auf die Bauteileigenschaften auswirken. Bei unzureichender Prozessdynamik sind Oberflächendefekte und eigentlich vermeidbare innere Spannungen und Orientierungen die Folge.

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