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Spritzgießen Spezielles Spritzgießverfahren für bleifreien Strahlenschutz

Autor / Redakteur: Gert Sorgatz / Peter Königsreuther

Blei gilt seit Langem als umweltgefährdend weswegen sich die Industrie stetig bemüht, das Schwermetall aus den Prozessketten zu verbannen und zu substituieren. Ein besonderes Spritzgießverfahren ermöglicht nun die deutlich günstigere Herstellung von Bauteilen für Computertomografen, die statt Blei Wolfram enthalten.

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Bild 1: Ein zu 93 % mit Wolfram gefülltes Compound kann jetzt mittels Spritzgießen zu Strahlenschutzkomponenten verarbeitet werden, die kein Blei mehr enthalten, zuverlässiger abschirmen und wesentlich komplexer ausgeführt werden können als die bisher üblichen Bauteile.
Bild 1: Ein zu 93 % mit Wolfram gefülltes Compound kann jetzt mittels Spritzgießen zu Strahlenschutzkomponenten verarbeitet werden, die kein Blei mehr enthalten, zuverlässiger abschirmen und wesentlich komplexer ausgeführt werden können als die bisher üblichen Bauteile.
(Bild: Reiter-HG Geiger Kunststofftechnik)

Das Bestreben, Blei zu vermeiden, liegt daran, dass es zum einen toxisch wirken und zum anderen nicht oder nur schlecht abgebaut werden kann. Deshalb erlaubt die neueste Ro-HS-Richtlinie nur einen Gewichtsanteil von 0,1 % für Elektro- und Elektronikgeräte. Weil dieser Restanteil in Kürze auch noch verboten werden dürfte, das Schwermetall aber ein wichtiger Bestandteil des Strahlenschutzes von Bauteilen ist, wird die Industrie gezwungen, nach alternativen Materialien zu forschen. Zusammen mit Polyone hat die fränkische Reiter-HG Geiger Kunststofftechnik GmbH jetzt eine Wolfram-Kunststoff-Variante zu bieten, die Strahlung ebenso gut abschirmt und sogenannte „hot spots“, also Strahlungslecks, zuverlässig verhindert.

Hoch gefüllter Kunststoff braucht Anpassung

Ein Anteil von 93 % des schwer zu verarbeitenden Wolframs zwang Geiger dazu, den Spritzgießprozess zu modifizieren und weiterzuentwickeln, um den hoch gefüllten Kunststoff dennoch wirtschaftlich zu verarbeiten. Auf diese Weise können die entsprechenden Schutzkomponenten jetzt zwischen 30 und 50 % günstiger hergestellt werden. Aufgrund hoher Strahlung in Geräten, wie beispielsweise Computertomografen müssen empfindliche PCB-Kontrolleinheiten (Printed Circuit Board) oder elektronische Komponenten abgeschirmt werden. Dafür wurden bisher ausschließlich Schwermetalle verwendet wie Blei, Wolfram, Tantal oder Molybdän. Diese Materialien sind sehr teuer und nur als Halbzeuge in Form von Platten oder Barren erhältlich. Aus diesen Ausgangsmaterialien mittels herkömmlicher Fertigungsmethoden die gewünschten Bauteile herzustellen, ist in der Serienproduktion mit hohen Kosten verbunden. Außerdem sind die gestalterischen Freiheiten für Konstrukteure sehr eingeschränkt.

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