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Detail

15.08.2018
PCR ComfortLid – ILT entwickelt optimiertes Federdesign

Im Auftrag der Firma Hamilton Bonaduz AG analysierte und optimierte das ILT eine Abdeckplatte mit integrierten Federelementen zum Abdichten von PCR Platten. Das vom ILT erarbeitete Redesign der Federelemente ist heute im Serienprodukt „PCR ComfortLid“ von Hamilton Bonaduz AG erfolgreich im Einsatz.

Die Firma Hamilton Bonaduz AG entwickelte eine neuartige Abdeckplatte für 96/384 Well-PCR Platten. Durch das Design der Abdeckplatte können Evaporationen minimiert und mögliche Kreuzkontaminationen während eines Thermo Cycling Prozess reduziert werden.
Die Abdeckplatte ist ein 2K-Spritzgussteil bestehend aus einem Hartteil als Rahmen und einem Weichteil als Dichtungselement. Beim Abdichtvorgang wird die Abdeckplatte auf die Wells der PCR Platte gedrückt und gleichzeitig durch, mehrere am Rand des 2K-Spritzgussteils integrierte Federelemente, gespannt. Die Federelemente ermöglichen somit ein selbständiges Ablösen der Abdeckplatte nach erfolgreichem Thermo Cycling.
Versuche haben gezeigt, dass das ursprüngliche Federdesign der Abdeckplatte während des Thermo Cycling-Vorgangs an Federwirkung einbüsst und somit ihre Funktion nicht weiter erfüllt.
Das ILT erhielt von Hamilton Bonaduz AG den Auftrag, die Abdeckplatte hinsichtlich des Federkonzepts im Detail zu analysieren und ein Redesign zu entwerfen. Das Ziel bestand darin das optimale Zusammenspiel zwischen Abdichtverhalten und selbständigen Ablösen zu eruieren.
Eine der grössten Herausforderungen war, dass das Material während des Thermo Cycling-Vorgangs hohen Temperaturen und Temperaturwechseln ausgesetzt wird. Der Werkstoff respektive die Federelemente neigen bei diesen Bedingungen dazu, unter Belastung, an Elastizität und somit ihre Federeigenschaften zu verlieren.
Mittels einer FEM-Analyse identifizierte das ILT eine optimale Federgeometrie in Bezug auf die Werkstoffeigenschaften. Auf Basis der Analyseergebnisse schlug das ILT Hamilton Bonaduz AG ein Redesign der Federelemente vor, bei dem das Material während dem Prozess seine Eigenschaften beibehält.
In Zusammenarbeit mit einem Hersteller von Spritzgusswerkzeugen wurde die Abdeckplatte für den Spritzgussprozess optimiert und finalisiert. Heute ist die Abdeckplatte als patentiertes Serienprodukt von Hamilton Bonaduz AG, genannt „PCR ComfortLid“, auf dem Mark erhältlich. 

Bild: FEM-Analyse der Federelemente