Trendgineering
Anspruchsvolle Schnuller aus LSR
| Petra Rehmet
KraussMaffei beherrscht alle Spielarten der komplexen Fertigung
Duzl, Nucki, Deidi, Zuzi, Hutti: Kaum ein Gegenstand hat so verschiedene Namen wie ein Babyschnuller - und genauso vielfältig sind die angebotenen Formen. Es gibt sie mit Saugteilen in Kirsch- oder Gaumenform, mit runder oder ovaler Platte, mit oder ohne Haltering. Meist besteht das Saugteil aus Silikon und die Verarbeitung findet im Reinraum statt, doch die Fertigungskonzepte variieren extrem. KraussMaffei bietet maßgeschneiderte Lösungen.
Zwei einzelne Kunststoffteile, die anschließend montiert werden, oder gleich ein Zweikomponenten-Artikel – vielleicht sogar mit automatisierter Verpackung und detaillierter Rückverfolgbarkeit? Wer in die Schnullerfertigung einsteigt, hat viele Möglichkeiten, seine Modellvorstellungen umzusetzen. In aller Regel wird er sich für ein Saugteil aus LSR (Liquid Silicone Rubber) entscheiden, denn dieses Material ist bissfest, frei von Weichmachern, hitzebeständig (somit sterilisierbar) und zudem antibakteriell. Besonders Neugeborene benötigen einen umfassenden Schutz vor Keimen und LSR ist dafür ideal geeignet. Damit auch die Verarbeitung möglichst partikelfrei von statten geht, findet sie im Reinraum statt, meist der Klasse 8 oder 9 (DIN EN ISO).
Keimfrei und bissfest
LSR eignet sich für Saugteile
Hohe Prozessstabilität im Reinraum
Wichtig ist in jedem Fall eine hohe Prozessstabilität, denn jede Wartungsunterbrechung steigert den Partikeleintrag im Reinraum. Man muss sich das bildlich vorstellen: Bei einem Reinraum der Klasse 9 dürfen sich in einem Kubikmeter Luft nicht mehr als 35,2 Millionen Partikel mit einer Größe bis 0,5 Mikrometer befinden. Bereits ein sitzender Mensch, der lediglich seine Hände bewegt, wirbelt bereits 500.000 Partikel pro Minute auf, die ≥ 0,3µm sind; ein gehender Mensch sogar 5 Millionen. Es bedarf also anspruchsvoller Reinraumtechnik, um die Partikelkonzentration stets deutlich unter den vorgeschriebenen Grenzwerten zu halten. Hierbei wird reine, gefilterte Luft von oben in den Reinraum geblasen und dadurch die Partikelkonzentration fortlaufend verdünnt. Im Reinraum herrscht immer ein leichter Überdruck, um das Eindringen von kontaminierter Luft aus der Umgebung zu unterbinden.
Ideal für Schnuller
Die vollelektrische PX-Baureihe
Manche Hersteller setzen für ihre Schnuller auf 1K-Technik. Dabei entstehen Saugteil aus LSR und Thermoplast-Platte getrennt und werden im Anschluss miteinander verbunden. Hier bietet sich für die Silikonverarbeitung die PX-Baureihe von KraussMaffei an, die aufgrund ihrer vollelektrischen Bauweise ohnehin extrem sauber arbeitet, leicht zugänglich ist und durch ihre hohe Modularität schnell reinraumfähig gemacht werden kann. Bewegliche Teile sind dann gekapselt, die Auswerfer elektrisch, und der Schmierkreislauf für die Gelenkpunkte ist geschlossen.
Kombination aus LSR und Thermoplast in einem Prozess
Beim 2K-Spritzgießen wiederum lassen sich komplette Schnuller aus LSR und Thermoplast in einem Prozess herstellen. Hier kommt es darauf an, die zwei Aggregate möglichst platzsparend unterzubringen. Bei der CX-Serie ist dies mit Hilfe einer Huckepack-Plastifizierung in Z-Stellung möglich. Das spart zusätzlich Platz, denn die CX-Z benötigt lediglich die gleiche Stellfläche wie eine 1-K-Maschine. Ein entscheidendes Argument im Reinraum: Je kleiner, desto kostengünstiger und einfacher ist der Betrieb der Anlage.
Je kleiner, desto kostengünstiger
Die platzsparende CX-Z
In der ersten Kavität entsteht dann die Platte aus thermoplastischem PBT, dann folgte der Transport zur zweiten Kavität – entweder mittels Drehteller oder Umsetzen – wo der LSR-Part gefertigt wird. Da die Temperaturführung der beiden Materialien gegenläufig ist, muss im Werkzeug die eine Kavität gekühlt und die andere beheizt werden. Auch bezüglich Schwindung (Thermoplast) beziehungsweise Ausdehnung (Silikon) in der Kavität ist bei der Konstruktion und dem Bau des Werkzeugs Einiges zu bedenken. KraussMaffei verfügt hier über ein Netzwerk an erfahrenen Partnern. Dass eine Form, in der niedrigviskoses Silikon verarbeitet wird, absolut dicht sein muss, versteht sich von selbst und in der Regel wird auch ein Vakuum angelegt.
Konstantes Schussgewicht dank APC plus
In dieser verfahrenstechnisch komplexen Lage macht sich die Maschinenfunktion APC plus doppelt bezahlt. Anhand der erfassten Masseviskosität und hinterlegter Materialparameter regelt sie von Schuss zu Schuss das Füllvolumen und stellt so sicher, dass absolut reproduzierbare Teile entstehen. Bei Silikonen sind Chargenschwankungen der Grundpolymere immer wieder ein Thema, gerade hier hilft APC plus, damit sich diese nicht auf das Füllvolumen auswirken. Das Ergebnis ist eine hervorragende Gutteilausbeute ab dem ersten Schuss. Gerade bei der Verarbeitung von LSR in 2K-Bauteilen ist das entscheidend, denn ist das erste Teil bereits von schlechter Qualität, so ist nach dem Überspritzen mit Silikon erst recht Ausschuss zu erwarten.
Ist der 2K-Schnuller also fertig – die neuen Silikontypen müssen übrigens nicht getempert werden – folgt die Kür der Entnahme und Verpackung. Durch die platzsparende Zwei-Platten-Bauweise der CX-Maschine und ihrer freitragenden Schließe kann das Förderband unterhalb oder auch innerhalb der Maschineneinhausung angebracht werden. Auch eine Automation, um die Schnuller zu verbeuteln, ist möglich. Die Verbeutelungsanlage lässt sich sogar platzsparend innerhalb der CX-Schließe im Auswerferbereich unterbringen. Mittels QR-Drucker kann jeder gefertigte Artikel mit einem individuellen Code versehen werden, der per App alle relevanten Fertigungsparameter offenlegt. Vor allem im Med-Bereich ist derlei wichtig und KraussMaffei zeigt bereits am Beispiel Babyschnuller, wie es geht.
Vorteile der SilcoSet-Technologie
- Hohe Prozessstabilität im Reinraum
- Konstant hohe Bauteilqualität und damit minimaler Ausschuss dank APC plus
- Effiziente, platzsparende CX-Baureihe für 2K-Spritzießen
- Absolute Transparenz über den gesamten Prozess dank digitaler Lösungen
Vorteile von LSR bei Babyartikeln
- Frei von Weichmachern
- Sterilisierbar, da hitzebeständig
- Bakteriell resistent einstellbar
- Robust und beißfest
Kontakt
cordula.wieland@kraussmaffei.com