Bei diesem anspruchsvollen Projekt stand die Entwicklung und Realisierung eines Spritzgusswerkzeugs für die Zahnmedizin im Fokus. Konkret handelte es sich um einen Dilatator – ein längliches, rohrförmiges Instrument, das unter anderem zur Erweiterung von Wurzelkanälen oder zur Vorbereitung von Füllungen eingesetzt wird.
Hochpräzise Werkzeuglösung für dentale Dilatatoren
Geometrische Komplexität aufgrund der Längen- und Wandstärkenverhältnisse
Die Anforderungen an das Bauteil waren bereits auf dem Papier eine technische Herausforderung: Bei einer Gesamtlänge von ca. 127 mm wies das Rohr lediglich eine Wandstärke von 0,75 mm und einen Innendurchmesser von nur 1,32 mm auf. Als Arbeitsgrundlage für die Werkzeugkonstruktion dienten eine detaillierte Artikelzeichnung mit sämtlichen geometrischen Produktspezifikationen sowie ein entsprechendes 3D-Modell.
Die Hürde: Kernstabilität unter Spritzdruck
Ein derart geringer Durchmesser des Innenkerns auf einer Länge von über 127 mm lässt sich mit herkömmlicher Spritzgusstechnik und Standardabläufen im Werkzeug nicht prozesssicher umsetzen. Das Problem liegt im Einspritzvorgang: Sobald die Kavität mit Kunststoff gefüllt wird, verteilt sich die Masse bei diesen Dimensionen niemals gleichmäßig. Aufgrund der ungleichmäßigen Belastung bei der Füllung und des Spritzdrucks würde der lange, filigrane Innenkern des Werkzeugs unweigerlich gebogen oder könnte sogar brechen. Es musste ein Weg gefunden werden, den Kern stabil zu halten.
Innovative Kernführung: Integrierte Stützhülse als Stabilisator
Eine spezielle Werkzeuglösung brachte den Erfolg: Da ein metallischer Innenkern im Stahlwerkzeug meist nur am hinteren Ende geführt wird und ansonsten frei liegt, wurde eine zusätzliche Stützhülse integriert. Diese Hülse ist wesentlich stabiler und verschließt zunächst den freien Raum, der später mit Kunststoff gefüllt wird. Während des eigentlichen Spritzvorgangs wird die Stützhülse kontrolliert zurückgezogen und gibt den Hohlraum in der Kavität sukzessive frei. Durch diese mechanische Unterstützung wird der Kern während der kritischen Phase des Einspritzens gestützt, was ein Verbiegen oder Brechen effektiv verhindert.
Prozesssichere Implementierung in der Spritzgussmaschine
Damit der Kunde die Teile in Eigenregie spritzgießen konnte, übernahm RKT die Bemusterung und Validierung des Werkzeugs, um sicherzustellen, dass das Werkzeug einwandfrei funktionierte. Zur Validierung gehörte u. a. ein Pro-Op, also eine gewichtsbasierte statistische Methode, um einen stabilen Spritzgussprozess für die kunststoffgerechte Füllung des Teils zu erhalten. Auf dieser Basis wurde das Werkzeug feinjustiert. Bei den ersten Probeläufen war der Kunde bei uns vor Ort, um Funktionalitäten der Teile zu prüfen und wichtige Hinweise zu geben. Bei der Implementierung des finalen Spritzgusswerkzeugs in der Kundenmaschine unterstützten wir vor Ort.
Maßhaltigkeit und technologische Skalierbarkeit
Der Projekterfolg war messbar: Der dentale Dilatator konnte innerhalb der streng vorgegebenen Maße und Toleranzen prozessstabil gefertigt werden, was zur vollen Zufriedenheit des Kunden führte. Mit dieser speziell entwickelten Werkzeugtechnik ist es uns möglich, zukünftig auch ähnliche Herausforderungen im Bereich langer, extrem dünnwandiger Hohlkörper prozesssicher zu lösen.