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Die Küng AG in Uznach in der Schweiz ist auf die Herstellung hochwerti- ger Klein- und Kleinstteile aus technischen Kunststoffen spezialisiert. Mit Unterstützung der BATTENFELD Schweiz AG – und unter Einsatz der MicroPower Spritzgießmaschine von WITTMANN BATTENFELD – hat das Unternehmen nun den Schritt in die Mikroproduktion gewagt.
Der WITTMANN BATTENFELD Messestand auf der Swiss Plastics in Luzern im Januar 2014. Rechts daneben die Erklärung und Visualisierung der Funk- tionsweise der fertigen Mikroteile, die im Rahmen eines speziellen Testver- fahrens für die Messung der Nadeleinstechkraft benötigt werden.
Eugen Küng, der Gründer der Küng AG, spezialisierte sich früh auf die Herstel- lung von technischen Kleinstteilen aus Kunststoff. So erlebte die Küng AG seit ihrer Gründung 1973 ein schnelles, auf Erfolgen basierendes Wachstum. Das Un- ternehmen wird heute – in zweiter Generation – nach wie vor als Familienbetrieb geführt.
Einstieg in die Mikrotechnologie
Felix Küng, der Sohn des Firmengründers, hat früh das enorme Potenzial fortschrittlicher Mikrotechnologie erkannt. Damit einher ging die Einsicht, dass ein erfolgreicher Einstieg in dieses anspruchsvolle Metier nicht einfach durch die Anschaffung einer Mikro-Spritzgießmaschine gelingt. Die Basis hierfür kann nur durch eine ständige, zielgerichtete und engagierte Auseinandersetzung mit dem Thema geschaffen werden. Und diese muss sowohl die Analyse von Anwendun- gen und Techniken umfassen als auch die speziellen Bedürfnisse der Kunden in diesem Marktsegment mit einbeziehen.
Im Bereich der Automatisierung arbeitet Küng erfolgreich mit der WITTMANN Kunststofftechnik AG in Kaltbrunn zusammen. Und der Maschinenpark, der ständig erweitert wird, umfasst derzeit auch drei vollelektrische Spritzgieß- maschinen von WITTMANN BATTENFELD. Darunter befindet sich nun auch eine MicroPower 15/10 mit 15 t Schließkraft, die es ermöglicht, Formteile mit Ge- wichten im Milligramm-Bereich zu spritzen.
Geliefert wurde diese Verarbeitungsmaschine von der BATTENFELD Schweiz AG in Volketswil. Das langfristig angelegte und beharrliche Interesse von Felix Küng für die Mikrotechnik war hier zuvor schon längst bekannt.
Wie auch dessen wiederholte Bemerkung, dass, sollte ein erster Auftrag zur Herstellung echter Mikroteile bei Küng eingehen, das Unternehmen in eine solche Maschine investieren würde – gleichgültig, ob diese sofort hundertprozentig ausgelastet werden könne oder nicht. Gesagt, getan: Küngs erste MicroPower produziert seit Oktober 2013 Mikroteile für die medizintechnische Industrie unter Reinraumbedingungen.
Darstellung des im Spritzgießverfahren auf der MicroPower hergestellten Mikroteils in starker Vergrößerung. Der zylindrische Abschnitt verfügt über einen Durchmesser von 4 mm, unter Einbeziehung des Zahnkranzes wird ein Durchmesser von 5,5 mm erreicht (Gesamthöhe 3 mm). Es handelt sich um ein Präzisionselement aus POM, das zur Einstellung der Einstechtiefe medizinischer Nadeln dient. Mit einem Antriebszahnrad kann über die Außenverzahnung des Teils die Drehwinkelposition des Drehnockens eingestellt werden. Auf der nockenartigen Oberfläche des Stößels wird die Injektionsnadel in ihrer axialen Position verschoben, was die Einstellung der Einstechtiefe der Nadel ermöglicht. So ist es in weiterer Folge möglich, in höchst präziser Weise auf die variierende Hautdicke unterschiedlicher Patienten Rücksicht zu nehme
Präsentation auf der Swiss Plastics
Die Kooperation zwischen Küng und WITTMANN BATTENFELD hat im Januar 2014 auch dazu geführt, dass auf der Swiss Plastics in Luzern ein gemeinsames Exponat am Messestand von WITTMANN BATTENFELD präsentiert werden konnte. Die Küng AG stellte hierfür ein hochinteressantes Mikrowerkzeug und das passende Material zur Verfügung, WITTMANN BATTENFELD die erforderliche MicroPower 15 Verarbeitungsmaschine. So wurde es den Messebesuchern der Swiss Plastics ermöglicht, die Herstellung anspruchsvoller Mikroteile hautnah mitzuerleben. Hergestellt wurden die Mikroteile in Drehtellertechnik unter Einsatz eines 6-fach-Werkzeugs mit einem Ober- und zwei Unterteilen. Als Material kam POM zum Einsatz.
Die Entnahme der Teile erfolgte durch den von WITTMANN speziell für die MicroPower entwickelten vertikalen W8VS2 SCARA Roboter. Nach der Ent- nahme wurden die Teile vom Roboter vor die Kamera eines in die Maschine integrierten Bildverarbeitungssystems gehalten, dort unter Abgleich mit zuvor definierten kritischen Maßen überprüft und schließlich nach Kavitäten getrennt im Ablagemodul der Maschine abgelegt.
Waren bei der optischen Prüfung zu große Abweichungen festgestellt worden, wurden die Teile – wiederum nach Kavitäten getrennt – in Ausschussfächern abgelegt. Durch diese Vorgangsweise kann etwa nach gehäuftem Auftreten von Ausschuss ein in der entsprechenden Werkzeugkavität möglicherweise vor- handener Fehler rasch gefunden werden.
Das Bild zeigt Mikroteile mit Anguss im Größenvergleich mit einem herkömm- lichen Schreibgerät.
Mikroteil mit spezieller Funktion
Diese Mikro-Spritzgießteile haben in der Medizintechnik eine besonders inte- ressante Funktion zu erfüllen: Sie werden für Einstich-Krafttests mit speziellen medizinischen Injektionsnadeln verwendet, die etwa in Insulin-Pens eingesetzt werden.
Um das Wohlbefinden eines Patienten zu maximieren, muss ein sauberes Ein- stechen und anschließendes Herausziehen der Nadel gewährleistet sein, wobei gleichzeitig sowohl die Oberhaut als auch das subkutane Gewebe so wenig wie möglich verletzt werden dürfen. Unzureichend scharfe Nadelspitzen können zu unnötigen Schmerzen beim Einstechen führen. Die Entwicklung guter und kon- sistenter Produkte ermöglicht es, solche Effekte zu vermeiden. Nadeleinstich- kräfte werden gemessen, um die Schärfe der Nadelspitze zu charakterisieren und die Reibungskräfte entlang des Nadelschaftes – und damit die Effizienz der abgeschrägten Nadelspitze – zu erheben. Die Nadel wird hierbei mit konstanter Geschwindigkeit durch eine Folie gestoßen. Dieses Einweg-Prüfsystem liefert in Echtzeit Aussagen über die Höchstkraft, mit der die Nadelspitze die Folie durchstößt. Den Besuchern der Swiss Plastics 2014 wurde die Funktionsweise dieses Prüfsystems durch einen Versuchsaufbau des Einstich-Krafttests de- monstriert.
Nicht nur die technischen Aspekte dieses besonderen Exponats erregten die Aufmerksamkeit der Messebesucher. Mit mindestens genauso viel Interesse wurde das Angebot wahrgenommen, Einblicke in die Mikrotechnik als Verfahren zu gewinnen.
MicroPower 15/10 von BATTENFELD mit 15 t Schließkraft
Resümee der Küng AG
Die Erfahrungen, die Felix Küng durch seinen Einstieg in die Mikrotechnik gewonnen hat, fasst er heute folgendermaßen zusammen: „Diese Technik stellt durchaus keine Geheimwissenschaft dar. Wohl aber erfordert sie fundiertes Knowhow und beharrliches Engagement. Des Weiteren verlangt sie eine ge- wisse Grundausstattung im Unternehmen bezüglich Werkzeugbau und Mess- technik, und schließlich beherzte Entscheidungen im Hinblick auf die zu tätigenden Investitionen.“
Und zuletzt – gemeinsam mit WITTMANN BATTENFELD – zeigt er sich sehr zuversichtlich, dass der weitere Ausbau der Mikro-Produktion bei der Küng AG wohl nicht lange auf sich warten lassen wird.
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BATTENFELD (Schweiz) AG
Küng AG
