Sonderlösungen

Glaskapillare zur gezielten Reizung von Bienen-Fühlern

Ein Beispiel für eine gezielte Produktentwicklung. Die Anforderung des Kunden bestand darin eine leicht zu adaptierende Doppelkanalkapillare mit definiertem Abstand herzustellen. Die Kapillare diente dazu die Reaktion von Bienen auf eine gezielte Aussetzung von Stoffen in der Luft zu erforschen. Dabei wurden die Fühler einer Biene mit den beiden Kapillaren gezielt anvisiert. Die Kapillare bestand aus einem festen Rumpf zur Aufnahme der Baugruppe und zwei flexiblen Zuleitungen aus beschichtetem Glas. Diese konnten realtiv frei gebogen werden, um einen optimalen Anschluss gewährleisten zu können.

Einschmelzglas mit hoher thermischer Ausdehnung

Unsere Glassorte 0834 bietet mit ihrer hohen thermischen Ausdehnung von 9,9 ∙ 10^-6/K^-1 sowie seinem T_k100 von  265 ∙ 10⁸ Ω cm ideale Voraussetzungen für die Einschmelzung zahlreicher Stähle insbesondere von ferrtitischen Stählen (1.4762, 1,4820 und AISI446), für die ein hoher Wärmeausdehnungskoeffizient notwendig ist. Das Glas hat einen großen Temperaturbereich der Viskositäten und lässt sich dadurch sehr gut verarbeiten.

Light-pipe: Licht auf den Punkt gebracht

In der vorliegenden Anwendung geht es um ein Bauteil eines Szintillator-Photomultipliers, der Röntgenstrahlen in leicht zu messende elektrische Signale umwandelt. Gewöhnliche Mikroskope arbeiten mit sehr geringem bis mittlerem Vakuum. Die Bauteile dieser Lightpipes bestehen aus einem transparenten Kunststoff und können bis 80 °C erhitzt werden.

Die Komponenten im vorliegenden Mikroskop arbeiten unter sehr hohem Vakuum, was eine Erhitzung des Materials bis an die 100 °C bedeutet. Der Kunde entschied sich bei der Produktion der Bauteile für ein Glas, das neben der hohen Temperaturbeständigkeit mit seiner UHV-Kompatibilität überzeugen konnte. Weitere Anforderungen, die sich auf die internen Reflektionen in dem Bauteil beziehen, konnten mit dem Glas ebenso ausgezeichnet erfüllt werden.

Spannung auf kurze Distanz: Luggin-Kapillare
 

Eine Luggin Kapillare ist ein besonderes Röhrchen, welches große Bedeutung bei allen Messungen unter Stromfluss findet. Beim Messen einer Spannung kommt es, bedingt durch Entfernung zur Arbeitselektrode, zum sogenannten “ohm’schen Spannungsabfall”. Um den Abstand möglichst klein zu halten, wird die Referenzelektrode über eine Luggin-Kapillare an die Elektrolyte angeschlossen.

Die Anwendung des Kunden im vorliegenden Fall beschäftigte sich mit der elektrochemischen Speicherung von Energie in einer Batterie. Eine Besonderheit der vorliegenden Kapillare ist die am Austritt befindende Membran sowie die drei Anschlüsse für Zufuhr der Elektrolyte.

Komplexes Bauteil aus Quarzglas

Bei diesem Bauteil aus Quarzglas handelt es sich um eine optisch aktive, mechanische Komponente. Das Bauteil dient zum Fixieren von Werkstücken. Es muss hoch transparent sein, damit das Werkstück mittels Strahlung bearbeitet werden kann. Eine besondere Herausforderung stellen dabei die Sacklöcher in der Planfläche dar, die rumdum poliert sind.

Glaskapillare mit seitlich montierten Stutzen

Dieses Bauteil für eine Laser-Anwendung besteht aus einem massiven Glaskörper mit einer 500 µm großen, zentralen Bohrung, die über drei seitliche Stutzen mit einem zusätzlichen Gasstrom beaufschlagt werden kann. Die Stutzen sind in Senkungen UV verklebt und treffen senkrecht auf die Kapillare. Durch die zentrale Kapillare wird mit einem Laser das Prozessgas angeregt. Dieses Bauteil dient hier nur als Beispiel für unsere Möglichkeiten der Kapillarfertigung sowie der Schleif- und Fügetechnik.

Verdrillte Kapillaren

Verdrillte Glaskapillaren können mit unterschiedlichen Steigungen und Weiten gefertigt werden. Die Innendurchmesser und die Geometrien der Kapillaren werden im Wesentlichen durch mechanisches Warmverformen hergestellt. Dabei wird ein rotierendes Rundrohr gezielt in sich verdreht.

Kurz Karpullen mit Sonderrollrand

Hier ein Beispiel für angepasste Standard-Produkte aus der Prototypen- und Vorserien-Entwicklung. Aufgabe war es, eine Karpule, abweichend vom industriellen Standard mit kleinerem Rollrand und stark verkürzter Länge, zu fertigen. Eine Musterfertigung auf klassischen Karpullen-Maschinen wäre sehr aufwendig gewesen. Daher wurde der wirtschaftlich sinnvolle Weg der halbautomatischen Fertigung gewählt, um die Prototypen, in einer kurzen Zeit zu wirtschaftlich interessanten Kosten, herzustellen.

Lasersublimationsbohren in Flachkapillaren

Wenn es um das Bohren von kleinen Löchern in dünnen Wanddicken geht, stößt konventionelles Bohren an seine Grenzen. Um diese zu überwinden setzen wir Laserbohren ein. Dabei entsteht durch Verdampfen des Glases eine verrundete Schnittkante, die die Bohrung mechanisch unanfällig macht. Hier dargestellt, wurden in die Seitenwände einer Flachkapillare kleine Löcher mit einem Durchmesser unter 1 mm gebohrt.

2D-Oberflächenstrukturierung

Speziell zur Oberflächenstrukturierung von Borosilikat- und Quarzglas hat Hilgenberg ein laser-basiertes Verfahren implementiert, mit dem sich 2D-Strukturen auf der Oberfläche von Glassubstraten in Scheiben-, Rohr- oder Stabform erstellen lassen. Feinste Strukturen können damit erzeugt werden. Das Verfahren dient unter anderem dazu Markierungen, Skalen und Referenzpunkte auf Glas zu realisieren. Darüber hinaus können Beschriftungen und Logos realisiert werden und 2D-Barcodes erzeugt werden.

Hochpräzise Prüfdorne aus verschiedenen Werkstoffen

Speziell für die 100 % Stent-Prüfung fertigten wir hochpräzise Prüfdorne aus verschiedenen Gläsern. Durch die besondere Bearbeitung der Prüfdorne, verfügen diese über eine matte lichtbrechende Oberfläche, die gleichzeitig widerstandsfähig ist und hochpräzise an die Geometrie der Stents angepasst werden kann. Unterschiedlichste Lösungen im Bereich von 0,5 - 40 mm sind möglich.

Dickwandige Probengefäße

Dickwandige Teströhrchen und Probengefäße haben verschiedene Vorteile: Sie sind mechanisch stabiler, haben einen geringen Wärmeeintrag über die Wand und können höhere Drücke aufnehmen. Außerdem können die Probenvolumen sehr klein gehalten werden, trotz gleichem Handling.

Messampullen mit konischem Boden

Neben klassischen Rund- und Flachböden können wir auch konische Bodenformen anbieten. Diese eignen sich besonders wenn kostbare Proben wieder restlos aus dem Röhrchen mit einer Spitze entnommen werden sollen. Die Probe sammelt sich dabei in der Mitte im Konus aus dem man selbst noch kleinste Mengen aufnehmen kann.

Messkapillaren

Definierte Verdunstung:
Diese Röhrchen werden mit einer Flüssigkeit befüllt, die durch den geringen Querschnitt der Röhrchen langsam verdampft und über einen langen Zeitraum eine Probe oder einen Wirkstoff freisetzen kann. Alternativ kann über die definierte Verdunstung auch eine Messung erfolgen.

Glasrohre und Kapillaren mit gezielter Einschnürung

Wir fertigen Glasrohre und Glaskapillaren mit gezielten Einschnürungen des Durchmesser. Diese Querschnittsverengung ermöglicht die Umsetzung von verschiedenen Anwendungen, wie z.B. eine Reduzierung des Durchflusses, das Halten eines Schwebekörper z.B. einer Kugel oder in Verbindnung mit einem Filter die Sedimentation einer Probe im Röhrchen.

Fein skalierte Glaskanülen

Diese Glaskanülen eignen sich für die Aufnahme von Flüssigkeiten, Sekreten und Gelen. Mit einer feinen Skalierung von 1 mm oder 0,50 mm, auf einer Höhe von 20 mm ab der Spitze, erlaubt die Skala den Füllstand der Kapillare abzulesen und genaue Probenmengen zu entnehmen. Die Skalierung ist via Laser direkt in die Glasoberfläche eingebracht und somit gegen Säure und Lösungsmittel resistent.

Kapillaren mit Skalenteilung

Zum einfachen Ablesen der Füllhöhe von Kapillaren können diese mit einer Lasermarkierung in einem definierten Abstand (hier 10 mm) versehen werden. Die Markierung wird durch eine Oberflächenverformung hergestellt und ist abriebfest und lösungsmittelbeständig. Die Teilung und Anzahl der Striche kann frei gewählt werden.

Glaskapillaren mit Grifffläche

Diese Glaskapillaren wurden auf der Oberfläche partiell mit Hilfe eines Lasers umgeformt, um eine Grifffläche herzustellen. Diese umläuft als Linie den gesamten Umfang der Kapillare auf einer Höhe von 10 mm. Im dargestellten Beispiel wird damit das automatisierte Aufnehmen der Kapillaren mittels eines Greifers an einem Dispensing-Roboter ermöglicht. Die Stärke und Länge der Strukturierung können frei gewählt werden.

Kapillaren mit eingeschmolzener Glasfritte

Eine besondere Herausforderung stellt das Einschmelzen von kleinen Glasfritten in Kapillaren dar. Durch unser Laserbearbeitungsverfahren können wir dies dennoch besonders schonend für die Fritte durchführen. Die Wärme wird nur sehr lokal in der Glaswand absorbiert und legt sich langsam auf die Fritte. Die Fritte selbst bleibt von einer erhöhten Temperatur verschont.

Mikropipetten mit verchromter Oberfläche

Diese Mikropipetten wurden vollständig auf der Außenoberfläche hart verchromt, um eine geschlossene, abriebfeste, licht-blockierende Oberfläche zu schaffen. Sie werden eingesetzt, um winzige Reparaturen mit UV-härtenden Substanzen und Adhäsiven durchzuführen. Zusätzlich erlaubt die Chromoberfläche die Nutzung elektrischer Eigenschaften.

Glasrohr mit lasergebohrter seitlicher Öffnung

Diese Glasrohre aus Quarzglas wurden mit einem Laser seitlich angebohrt, um einen Kreuzungsbereich herzustellen. Über die seitliche Bohrung kann beispielsweise ein Medium in die Kapillaren eingespeist oder ein Sensor in den Kanal implementiert werden. Gerne beraten wir Sie auch bei Ihrer individuellen Anwendung!

Glasfasern mit Kugelkopf

Kleine Glasfasern mit einem Durchmesser ab 100 µm können mit einem als Kugel ausgeformten Ende versehen werden. Je nach Durchmesser der Faser kann die Größe des Kugelkopfes bis zum zweifachen, sogar bis zum vierfachen des Durchmessers der Faser betragen.  

Anwendung finden diese Fasern als Taster in der Sensorik sowie als Lichtleiter in der Beleuchtungstechnik und Mikroskopie. Aus Quarzglas können die Fasern auch bei thermischen Anwendungen eingesetzt werden.

Probenröhrchen und Verpackungsgläser mit Senkung im Boden

Dank eines neuen Herstellungsverfahrens können wir nun den Boden von diversen Ampullen, Probenröhrchen und Verpackungsgläsern als Negativ formen. Dadurch können dort Bauteile wie Magnete oder Identifikationsmarken wie z. B. 2D-Barocdes eingebracht werden, ohne das diese über den eigentlichen Boden hinaus stehen.