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Sep 03, 2023

Mikro-Herstellungstoleranzen für die Medizintechnik: Hohe Ziele erreichen

1. Dezember 2022 Von gesponserten Inhalten Die Herstellung präziser Miniatur-Kunststoffteile ist das Ergebnis einer exakten Werkzeugausführung. Durch das Verständnis der Toleranzen sowohl von Mikrowerkzeugen als auch von Mikrospritzguss

1. Dezember 2022 Durch gesponserte Inhalte

Die Herstellung präziser Miniatur-Kunststoffteile ist das Ergebnis einer exakten Werkzeugausführung. Durch das Verständnis der Toleranzen sowohl von Mikrowerkzeugen als auch von Mikrospritzguss ist es möglich, ein hohes Maß an Wiederholbarkeit und Teilegenauigkeit selbst für die fortschrittlichsten mikromedizinischen Geräte zu erreichen.

Ausrüstungsmöglichkeiten

Die Form ist der Schlüssel zum Fertigungserfolg, und eine präzise Ausführung wird durch den Einsatz modernster Ausrüstung und den Einsatz unkonventioneller Werkzeugmethoden erreicht.

Fortschritte im hochpräzisen Formenbau und in der Formtechnologie ermöglichen mehr Möglichkeiten bei der Miniaturisierung von Komponenten medizinischer Geräte. Beispielsweise investierte MTD Micro Molding in (und maßgeschneiderte) Ausrüstung für sehr spezielle Arbeiten:

Präzisionsgenauigkeit

Die Werkstückgenauigkeit bezieht sich darauf, wie das tatsächliche Teil aussieht, das aus der Maschine kommt, und nicht darauf, wofür die Maschine spezifiziert ist. Bei MTD liegt unser Werkstückgenauigkeitsziel bei 0,000042″ (ca. 1μ).

Exakte Werkzeuge

Die erreichbaren Merkmale und Toleranzen bei Kunststoff hängen von der Genauigkeit des Stahls und dem Material ab. Mit kleiner werdenden Toleranzen nimmt auch die zulässige Fehlertoleranz für die Stahlgenauigkeit zu. Bei der Herstellung von Mikrowerkzeugen gibt es grundsätzlich keinen Raum für Fehler, aber bei bestimmten Materialien werden diese Regeln strenger, wenn enge Toleranzen erforderlich sind. Da sich Werkzeugeinsätze wie winzige, komplexe Puzzleteile mit ultrapräziser Reihenfolge zusammenfügen, ist die Konstruktionsgenauigkeit dieser Teile von entscheidender Bedeutung.

Wenn wir die Arten von Projekten analysieren, die MTD vor einem Produktionsausfall gerettet hat, war es oft der Mangel an Präzision in der Form, der das Projekt von Anfang an zum Scheitern brachte. Je kleiner die Teile und Merkmale sind, desto weniger Fehler können in einer Form toleriert werden. Ohne modernste Mikrowerkzeugausrüstung, -methoden und Fachwissen wird dies immer schwieriger, wenn nicht sogar unmöglich.

Unter der Annahme einer Teilmerkmalsgröße von 0,010 Zoll können wir zwei häufig verwendete Mikroformmaterialien hinsichtlich der erforderlichen Stahlziele und Toleranzen basierend auf der Merkmalstoleranz vergleichen:

Wie Sie oben sehen können, ist die Stahltoleranz, die erforderlich ist, um ein Merkmalstoleranzziel für Polypropylen (PP) zu erreichen, deutlich geringer als für Polycarbonat (PC). Dies ist auf die unterschiedlichen Schrumpfraten dieser Materialien zurückzuführen. Es ist schwieriger, die Toleranz der Kunststoffmerkmale einzuhalten, wenn die Schrumpfrate höher ist.

Teilegröße

Mikrokomponenten passen normalerweise in ein Quadrat oder einen Durchmesser von 1 Zoll, aber Teile können auch mikroskopisch klein sein. Was das Gewicht betrifft, stellte MTD ein Teil her, bei dem 520 Teile aus einem einzigen Kunststoffpellet hergestellt wurden.

Teilmerkmale

Jedes Kunststoffspritzgussteil kann miniaturisiert werden, wobei einige aufgrund der Komplexität und Geometrie des Designs schwieriger herzustellen sind als andere.

Konzentrieren Sie sich bei der Miniaturisierung Ihres Designs auf die kritischsten Bereiche des Designs und verstehen Sie, dass einige Funktionen möglicherweise geändert oder eliminiert werden müssen, um eine erfolgreiche Herstellbarkeit in solch kleinem Maßstab zu ermöglichen und übermäßige Kosten und Vorlaufzeiten zu vermeiden.

Bei MTD erreichen wir folgende Teilemerkmale:

Nachdem wir nun Grenzen dafür geschaffen haben, wozu ein mikrogeformtes Teil passt, können wir darüber sprechen, was diese Geometrie den OEMs medizinischer Geräte mit ihren Designs ermöglicht hat. Was möglich ist, ist ziemlich außergewöhnlich

Erreichbare Merkmale und Toleranzen

Die Angebote von MTD mit Wandstärken bis zu 0,002 Zoll, Seitenverhältnissen von 250:1, Designs ohne Formschräge und Spitzenradien von 5 μ haben die Spielregeln für medizinische Märkte wie Endoskopie, Medikamentenverabreichung und Laparoskopie verändert.

Oben abgebildet sind Arzneimittelverabreichungsgeräte aus Polypropylen (PP). Der Medikamentenverabreichungsstrohhalm (oben) hat eine 0,005″ lange Wand, während das Kanülendesign (unten) Wände mit einer Dicke von nur 0,0025″ aufweist. Um dünnwandige Teile wie diese erfolgreich im Spritzgussverfahren herzustellen, sind hochleistungsfähige Werkzeug- und Formgeräte und -techniken erforderlich.

Mit dem richtigen Partner, der sich mit Mikroformung und -werkzeugen auskennt, können medizinische OEMs die Funktionalität und Qualität ihrer mikromedizinischen Geräte verbessern.

Um noch mehr zu erfahren, lesen Sie unser kostenloses Whitepaper zum Thema Design for Manufacturing Breakthroughs: Producing Innovative Micro Medical Devices.

Haben Sie eine Frage zu Ihrem mikromedizinischen Design? Sprechen Sie mit MTD Micro Molding.

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