Kunststoffe in der Medizintechnik

Kunststoff ist in der Medizintechnik ein gefragter Werkstoff. Doch Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff. Je nach Anwendungsbereich (z. B. Verpackungsprodukte, äußere Bauteile von Medizinprodukten, Bauteile für Diagnostik oder Therapie) gibt es verschiedene Regularien und Zulassungen für Kunststoffe, die unter sogenannten Medical Grades geführt werden.

Kunststoffe in der Medizintechnik

Grundlegende Anforderungen an Medical-Grades-Kunststoffe sind die vollständige Rückverfolgbarkeit der eingesetzten Produkte und Rohstoffe, Biokompatibilität, chemische Beständigkeit, Sterilisierbarkeit und auch Liefersicherheit.

Welcher Kunststoff sich für welche medizinische oder medizintechnische Anwendung eignet, ist ein sehr weites Feld. Besonders häufig werden COC-Kunststoffe in der Medizintechnik – insbesondere der Diagnostik – verwendet, da sie hochtransparent sind, sehr geringe optische Anisotropien aufweisen und auch biokompatibel sind. Wenn es um Massenprodukte wie Einwegartikel geht, kommen überwiegend kostengünstige Massenkunststoffe wie PP, PE oder PS zum Einsatz, wenn es die mechanischen Eigenschaften zulassen. Bauteile mit hohen mechanischen Anforderungen (z. B. im Innenleben von Insulinpens) werden aus technischen Thermoplasten hergestellt, wie zum Beispiel POM, PA oder PPA. Um Metallteile zu substituieren, werden häufig technische Kunststoffe mit hohen Faseranteilen (Glasfaser oder Kohlenstofffaser) eingesetzt. Gehäuseteile werden überwiegend aus schlagzähen Kunststoffen wie ABS, PC/ABS, Polyamiden oder PBT gefertigt.

Tipps und Tricks in der Verarbeitung

Um bei jedem Werkstoff das beste Ergebnis zu erzielen, kommt es auf bestimmte Finessen in der Verarbeitung an. Kleinste Bauteilgrößen erfordern z. B. spezielles Equipment bei der Spritzgussmaschinentechnik, in diesem Fall Mikrospritzeinheiten. Transparente COC-Kunststoffe wiederum sind anfällig für Sauerstoff und vergilben leicht. Daher muss der Bereich der Verarbeitung mit Stickstoff geflutet werden. Stärkere Entformschrägen sind bei COC-Kunststoffen nötig, da sie zu Spannungsrissen neigen.

Für manche Produkte ist ein Verschmelzen von verschiedenen Kunststoffbauteilen nötig, wie z. B. bei einer Kunststoffkartusche mit einer Siegelfolie. Dies geschieht in einem Thermobonding-Prozess mittels Heißprägung. Hierbei kommt es auf die richtige Kombination aus Temperatur, Druck und Zeit sowie auf die Kompatibilität der beiden Kunststoffgemische von Bauteil und Folie an, damit beide sich bestmöglich miteinander verbinden können.

Spezialkompetenz Mehrkomponenten­spritzguss

Eine Sonderanforderung in der Kunststoffverarbeitung ist der Mehrkomponentenspritzguss, in dem wir umfassendes Know-how aufgebaut haben. Häufig werden Hart- und Weichkunststoffe miteinander in einem Bauteil verbunden – nicht zuletzt um Montage- und Logistikschritte und damit Kosten zu sparen. Herausforderungen dabei sind ein adäquates Temperaturmanagement der unterschiedlichen Kunststoffe, sichere Abdichtung zwischen den Komponenten aufgrund der Schwindeprozesse oder auch Bohrungen, die keine optischen Beeinträchtigungen verursachen dürfen.

Kompromisse bei Optik und Gestaltungsfreiheit

Der Werkstoff Kunststoff bringt bei allen Vorteilen auch gewisse Einschränkungen mit sich: Die Transparenz von Kunststoffen reicht nicht ganz an die optischen Qualitäten von Glas heran. Auch in der Gestaltungsfreiheit gibt es Beschränkungen, da die Bauteile immer so ausgelegt werden müssen, dass sie entformbar sind. Diese Entformschrägen sind jedoch optisch kaum zu erkennen, sodass diese Bedingungen in der Spritzgussfertigung keine Probleme bereiten.

Fazit: Kunststoffspritzguss – effizient und wertig

Kunststoffspritzguss

Für große Stückzahlen und geschmeidige Prozesse ist Kunststoffspritzguss ein effizientes Verfahren, um medizintechnische Bauteile qualitativ hochwertig und nach den hohen medizintechnischen Standards zu produzieren. Wir unterstützen Kunden bei der Auswahl des passenden Kunststoffs je nach Bauteilanforderungen und beraten beim Pre-Engineering.

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