Spezielles Spritzgießverfahren für bleifreien Strahlenschutz

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Bleifreie Komponenten ohne Fehler

Um dieses Problemfeld zu umgehen, musste ein völlig neuartiger Weg gefunden und beschritten werden: Reiter-HG Geiger Kunststofftechnik entwickelte im Zuge dessen ein Hybridbauteil aus Kunststoff und einem besonderen Werkstoff aus den USA, dem Trilliant Healthcare Radiation Shielding Compound, der aus einer Matrix aus PH12 und einer 93 % igen Wolframfüllung aufgebaut ist. Diese Mixtur hält Röntgenstrahlung bis zu einer Intensität von 140 keV stand und ist damit genauso schutzwirksam wie ein Bauteil, das aus purem Blei besteht. Das neue Material ist jedoch speziell auf die Richtlinien und Bedürfnisse der Medizintechnik ausgelegt. Zusätzlich verhindert die hervorragend homogene Dispersion des metallischen Füllstoffes die Ausbildung der besagten Schwachstellen im Material, welche die gesundheitsschädliche Strahlung im Einsatz später durchlassen könnten.

Das Material ist perfekt für diese Anwendung geeignet, wie die Experten bei Reiter-HG Geiger herausgefunden haben. Allerdings kam dazu die ernüchternde Erkenntniss, dass die Plastifiziereinheiten in den verwendeten Spritzgießmaschinen und bestimmte Bereiche im Spritzgießwerkzeug durch den hohen Wolframanteil im Trilliant Healthcare Radiation Shielding Compound auch besonders schnell verschleißen.

Als Konsequenz mussten spezielle Reparaturkits angefertigt und verarbeitungsfreundliche sowie kunststoffgerechte Geometrien mit wenig Ecken und Kanten für das Bauteil ermittelt und auskonstruiert werden. Zusätzlich stellten die unterschiedlichen Fließfähigkeiten der Materialien eine Herausforderung dar: So müssen diese innerhalb bestimmter Toleranzen gehandhabt werden, da sonst vergleichsweise dünne Querschnittsbereiche in der Form nicht mehr prozesssicher mit dem Material gefüllt werden können.

Nacharbeitsfreie Präzisionsteile

Die aus diesen Problemen entstandenen Lösungsansätze vereinen sich jetzt in einer speziellen Produktionstechnik, die auch höchsten Anforderungen an die Teilepräzision genügt. Der neuartige Verarbeitungsprozess erlaubt außerdem die Herstellung von Bauteilen mit präzise ausgeprägten, komplexen Geometrien, ohne dass man eine mechanische Nachbearbeitung durchführen muss. Außer der hohen Präzision ist dabei vor allem die Möglichkeit zum multifunktionellen Einsatz eines so hergestellten Bauteils zu betonen. Beispielsweise können Halterungen und funktionelle Elemente in einem Prozessschritt erzeugt werden, sodass es zusätzlich zum gewünschten Strahlenschutz auch als präzises Führungselement eingesetzt werden kann. Auch der wirtschaftliche Aufwand bei der Herstellung spielte hier eine große Rolle. Durch die Entwicklung von Trilliant und des darauf zugeschnittenen Produktionsprozesses von Seiten der Reiter-HG Geiger Kunststofftechnik GmbH können die Kosten für solche strahlenabschirmenden Bauteile im Vergleich zu einer herkömmlichen Fertigung aus traditionell konfektionierten Metall- und Bleikomponenten im Idealfall halbiert werden.

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