Mikrospritzgießen gehört zu den zukunftsträchtigsten Technologien der Kunststoffverarbeitung. Mit einem steigenden Trend zur Miniaturisierung wächst die Nachfrage für Bauteile im Mikrometerbereich, die nach Möglichkeit mehrere Funktionen integrieren sollen. Seit mehr […]
Dieses Magnetfeldsensorarray wurde mit Hilfe von Sigmasoft Virtual Molding optimiert, um Bindenähte zu vermeiden und den Verzug auf den Bestückebenen zu reduzieren. (Abb.: Sigma Engineering)
Mikrospritzgießen gehört zu den zukunftsträchtigsten Technologien der Kunststoffverarbeitung. Mit einem steigenden Trend zur Miniaturisierung wächst die Nachfrage für Bauteile im Mikrometerbereich, die nach Möglichkeit mehrere Funktionen integrieren sollen.
Seit mehr als zehn Jahren engagiert sich die Sigma Engineering GmbH, Aachen, in Forschungsprojekten, die sich mit der Vorhersage des Materialverhaltens in Mikrospritzgießanwendungen beschäftigen. Bei sinkender Bauteilgröße werden in der Makrowelt vernachlässigbare Effekte, wie beispielsweise die Oberflächenspannung, immer wichtiger. Besonders der Wärmeaustausch zwischen Werkzeug und Schmelze muss exakt modelliert werden. In Sigmasoft sind verschiedene Materialmodelle integriert, um das Materialverhalten auch in kleinen Maßstäben in der Spritzgießsimulation abzubilden.
Das Forschungsinstitut Hahn Schickard, Stuttgart, nutzt Sigmasoft seit 2007 zur Unterstützung der Bauteilauslegung von Mikroanwendungen. Die Software wird vor allem eingesetzt, um die Bauteilfüllung, die Faserorientierung und eventuelle Fehlstellen vorherzusagen und die Eigenspannungen im Bauteil zu simulieren.
Unter anderem umfasst die Anwendung die Schwindungs- und Verzugsanalyse, in der sich die Simulationsergebnisse als nah an der Realität bewährt haben. Die Software wird außerdem zur Vorhersage des Füllverhaltens von kritischen Bereichen und zur frühzeitigen Identifizierung von möglichen mechanischen Schwachstellen in beanspruchten Bereichen genutzt.
In einem konkreten Beispiel sollte ein Mikro-Magnetfeldsensorarray mit einem komplexen magnetischen Chip produziert werden. Die akkurate Vorhersage der Bindenähte während der Füllung war genauso entscheidend wie die Analyse des Bauteilverzugs, um mögliche Funktionsbeeinträchtigungen zu verhindern. Nach Aussage von Tobias Grözinger, Ingenieur bei Hahn Schickard und verantwortlich für Modellierung und Zuverlässigkeit, konnte „durch die Untersuchung mittels Sigmasoft Virtual Molding die Gefahr von Bindenähten durch eine Wandstärkenoptimierung verringert und das Verzugsverhalten der Bestückebenen als unkritisch vorhergesagt werden.“
