Umformen statt Zerspanen: Mikropräzision für das Spritzgießen von Teflonteilen

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Hybride Spritzgießmaschine hilft Optik auf die Sprünge

Teflon-Abstandhalter für Hochfrequenzbaugruppen

Die neueste Entwicklung des Unternehmens im Bereich des Mikropräzisionsspritzgießens ist ein Abstandshalter aus Teflon, der in Hochfrequenzbaugruppen zur Anwendung kommt. Dieses Teil, das ursprünglich als Drehteil gefertigt wurde, kann mittels Mikropräzisionsspritzguss deutlich wirtschaftlicher hergestellt werden als bisher. Um die Umstellung dieses Drehteils aus Teflon auf Mikrospritzguss zu bewerkstelligen, waren bei Rohde & Schwarz aufwendige Vorarbeiten erforderlich, die ihre Ursache primär in den spezifischen Eigenschaften des Werkstoffs Teflon haben. Weil bei der Heißverarbeitung von Teflon bei hohen Temperaturen gesundheitsschädliche Gase beziehungsweise Fluorverbindungen entstehen können, mussten Analysen durchgeführt werden, um abzuklären, welche Zersetzungsprodukte entstehen können und in welchen Mengen diese auftreten und auch ob diese gegebenenfalls Auswirkungen auf die Gesundheit der Mitarbeiter haben könnten. Das Ausmaß der entstehenden Zersetzungsprodukte ist dabei vom verarbeiteten Kunststoff selbst, von den zugefügten Additiven und nicht zuletzt vom angewandten Heißverarbeitungsverfahren und den dabei auftretenden Temperaturen abhängig.

Eingehaustes Mikrospritzguss-System samt Anlaysetechnik

Die eingesetzten Micro-Spritzgießmaschinen von Wittmann Battenfeld arbeiten bei einer Temperatur von circa 350 °C, sind komplett eingehaust und mit einer Absauganlage versehen. Zur Identifizierung der freigesetzten Gase wurde eine Thermomikrowaage gekoppelt mit einem Infrarotspektrometer verwendet. Es wurde eine Analyse der Massenänderungen und der ausgasenden Substanzen durchgeführt. Die Massenänderungen wurden mit der Thermowaage gemessen. Integrierte Durchflussregler garantierten exakt geregelte Durchflussmengen für zwei Spülgase und ein Schutzgas. Die aus den Proben durch die thermische Analyse freigesetzten Gase wurden direkt in das Fourier-Transform-Infrarotspektrometer geleitet, das einen Spektralbereich von 500 cm^-1 bis 6000 cm^-1 abdeckt. Der Datentransfer erfolgte online während der Messung. Mittels dieser Methodik konnte Rohde & Schwarz einwandfrei belegen, dass bei der Verarbeitung des eingesetzten Teflons keine Gefährdung der Mitarbeiter gegeben ist.

Mit Teflonmikroteilen die Nase vorn

In weiterer Folge wurde ein Versuchswerkzeug hergestellt, um zu prüfen, wie sich Teflon auf der Mikrospritzgießmaschine verarbeiten lässt. Nach positivem Ergebnis und Ermittlung des Schwindungsverhaltens machte man sich bei Rohde & Schwarz an die Konstruktion des Serienwerkzeugs, das im eigenen Werkzeugbau auf einer Präzisionserodiermaschine gefertigt wurde. Nach der Bemusterung und der Werkzeuganpassung sowie der Untersuchung der Prozessfähigkeit konnte die Serienfreigabe erfolgen.

Mit der Herstellung von Kleinstteilen aus Teflon im Mikropräzisionsspritzguss nimmt Rohde & Schwarz eine Vorreiterrolle am Markt ein. Hergestellt werden diese ursprünglich als Drehteile realisierten Bauelemente auf zwei Micro Maschinen von Wittmann Battenfeld, die sich aufgrund ihrer spezifischen Auslegung durch hohe Prozesssicherheit und Präzision auszeichnen und damit besonders für die konstante Produktion von Teilen, deren Toleranzen im Mikrometerbereich liegen, eignen.

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