Hörgeräteteile, die von Spritzgießbetrieben hergestellt werden

Hörgeräte gibt es in verschiedenen Formen und Größen, die für einen besseren Tragekomfort oft individuell angefertigt werden müssen. Zu den Teilen eines Hörgeräts gehören die elektronischen Komponenten und die Kunststoffteile, die zumeist im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Wie komplex die Herstellung von Hörgeräteteilen im Spritzgussverfahren ist, hängt vom Produkttyp ab.

Vom Gehäuse und den strukturellen Komponenten bis hin zu den internen Komponenten und dem Aufbewahrungsbehälter, Hersteller von Hörgeräten verlassen sich bei der Herstellung empfindlicher Hörgeräteteile auf das Spritzgießen. Die dünnen Wände einiger Komponenten und der Grad an Präzision, der für ihre Gestaltung erforderlich ist, sind Herausforderungen, die die Aufmerksamkeit von Spritzgießprofis wie First Mold erfordern.

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Gehäuse und strukturelles Komponentensystem

Das Hörgerätegehäuse ist der Teil, der die Elektronik enthält. Bei HdO-Hörgeräten ist es der Teil, der auf oder hinter der Ohrmuschel sitzt. Andere strukturelle Komponenten, die sich entweder im Gehäuse befinden oder daran befestigt sind, sind die Batteriefachklappen, der Ohrbügel und die Bedienelemente.

Zwar gibt es allgemeine Herausforderungen bei der Herstellung der strukturellen Komponenten von Hörgeräten, aber Im-Ohr-Modelle sind mit besonderen Herausforderungen verbunden. Im Folgenden werden einige der komplexen strukturellen Komponenten von Hörgeräten beschrieben und wie die Hersteller diese Herausforderungen meistern.

1. Umsetzung der ergonomischen Gestaltung

Herausforderung: Eine der größten Herausforderungen bei der Herstellung von Hörgerätegehäusen und -bauteilen besteht darin, das gewünschte ergonomische Design zu erreichen, insbesondere dann, wenn die Oberfläche detaillierte Kurven aufweist, um die Ergonomie zu verbessern und den Tragekomfort für Benutzer zu erhöhen, die das Hörgerät lange Zeit tragen.

Lösung: Um die Kurven präzise zu erfassen und eine perfekte In-Ear-Passform zu erreichen, muss das Formteil oft mit hoher Präzision bearbeitet und poliert werden. Elektroerosive Bearbeitung (EDM) und Numerische Computersteuerung (CNC) sind zwei beliebte Bearbeitungstechniken, die bei der Herstellung von Hörgeräten, insbesondere bei dem Teil, der in den Gehörgang passt, eingesetzt werden, um feine Kurven zu erzielen.

2. Visuelle und taktile Beschaffenheit

Herausforderung: IIC- und CIC-Hörgeräte haben hohe Anforderungen an die Oberfläche, um “visuelle Unsichtbarkeit” zu erreichen. Der Grund dafür ist, dass sie im Gehörgang sitzen und kaum wahrnehmbar sein sollen. Die hochglänzende Oberfläche verbessert den Komfort und die Hygiene. Aufgrund ihrer geringeren Größe sind sie jedoch schwieriger zu formen und zu polieren, so dass oft spezielle Eingriffe erforderlich sind, um die Hochglanzpolitur zu erreichen, die sie unsichtbar macht.

Lösung: Die ultraglatte Oberfläche wird durch mehrere mechanische Polierschritte wie folgt erreicht:

• Schleifen: Die Acrylform wird mit einer Reihe von Schleifpapieren mit immer feinerer Körnung (in der Regel von 400 bis 2.000 Körnung) geschliffen. ^[1].
• Schwabbeln: Das Hörgerät wird zeitweise in eine Schwabbelscheibe mit einer Polierpaste gelegt, um die Oberfläche weiter zu glätten und zu polieren. Für eine matte oder satinierte Textur verwenden die Hersteller von Hörgeräteteilen ein weniger aggressives Polierverfahren.
• Polieren: Dies geschieht mit einer Hochglanzscheibe oder einem sauberen, weichen Tuch, um eine Hochglanzoberfläche zu erzielen.
• Reinigung: Die Reinigung des Hörgeräts mit einem Alkoholpad entfernt alle Reste von Poliermitteln oder Wachs.

3. Personalisierung der Oberfläche

Herausforderung: Die Herstellung von Hörgeräten ist ein hochspezialisierter Bereich, in dem die Anforderungen der Nutzer sehr unterschiedlich sein können. Dieses personalisierte Erscheinungsbild trägt dazu bei, die Lebensqualität der Nutzer zu verbessern.

Lösung: Um individuelle Texturen wie Marmor oder Holz zu erzielen, erstellen die Hörgerätehersteller entweder die gewünschte Textur auf der Form oder behandeln die Oberfläche des Acryls.

• Bearbeitung von Formen: Texturierung der Form kann durch chemisches Fotoätzen oder Laserbearbeitung erreicht werden. Beim chemischen Fotoätzen wird die Formoberfläche mit einer lichtempfindlichen Chemikalie beschichtet, und mit UV-Licht wird ein Muster auf die Form projiziert. Ein Säurebad ätzt die ungeschützten Bereiche weg, um das Muster zu erzeugen. Hochpräzisionslaser können auch zur Bearbeitung der Struktur auf der Formoberfläche eingesetzt werden.
• Oberflächenbehandlung: Alternativ kann die Oberfläche des geformten Acryls durch Polieren oder Streichen behandelt werden, um eine Marmor- oder Holzstruktur zu erzielen. Eine Marmorstruktur kann auch durch eine In-Mold-Beschichtung erreicht werden, bei der die Beschichtung in die Form gespritzt wird. Formhohlraum um sich mit dem fertigen Produkt zu verbinden und die gewünschte Marmorstruktur zu erzeugen.

4. Ultradünne Wand und tiefer Hohlraum

Herausforderung: Mehrere Hörgeräteteile, darunter die Schalen und der Hörer, sind so konstruiert, dass sie dünnwandig sind (weniger als 1 mm), um den Tragekomfort zu verbessern und ein diskretes Aussehen zu gewährleisten. Bei Hörgeräten mit Empfänger im Gehörgang werden dünne Schläuche verwendet, damit der natürliche Außenschall zusammen mit dem verstärkten Schall in den Gehörgang gelangen kann, um ein natürlicheres Hörerlebnis zu ermöglichen, oder um die Platzierung des Hörgeräts näher am Trommelfell zu erleichtern.

Lösung: Die Herstellung von Teilen mit dünnen Wänden erfordert eine Hochgeschwindigkeitseinspritzung von Hochleistungsmaterial mit hohem Durchsatz, um die engen und komplexen Formgeometrien zu füllen. Die genaue Steuerung von Temperatur, Druck und Kühlung ist entscheidend, um häufige Fehler wie Einfallstellen, Kurze Schüsseund Schären. Rippen werden häufig zur strukturellen Unterstützung verwendet.

Akustische Struktur und internes Komponentensystem

Die Hauptaufgabe eines Hörgeräts besteht darin, den Schall aus der Umgebung aufzunehmen und ihn nahe am Trommelfell des Benutzers abzugeben, um dessen Hörvermögen zu verbessern. Mehrere Teile eines Hörgeräts, die direkt an der Akustik beteiligt sind, werden entweder aus Spritzgussteilen hergestellt oder durch diese geschützt.

Dazu gehören Schutzabdeckungen für Mikrofon und Hörer, Akustikschläuche, die den Schall vom Mikrofon zum Gehörgang leiten, Dämpfersitze und Innenskelette. Im Folgenden werden häufige strukturelle akustische Herausforderungen und deren Bewältigung durch die Hörgerätehersteller beschrieben.

1. Mikro-Loch-Gittertechnik

Herausforderung: Im Gehäuse des Hörgeräts befindet sich empfindliche Elektronik. Diese elektronischen Komponenten müssen angemessen vor Schäden und Leistungseinbußen geschützt werden, die durch äußere Einflüsse, einschließlich Umwelteinflüssen, verursacht werden können. Das Schutzmaterial sollte auch für akustische Ausgewogenheit sorgen.

Lösung: Die Hörgerätehersteller verwenden zum Schutz der elektronischen Komponenten ein Schutzgitter, das so genannte Mikrolochnetz. Neben dem Schutz der empfindlichen internen Komponenten sorgen die Mikrolochgitter für eine ausgewogene akustische Leistung und dienen der Belüftung. Mikrogroße Cerumenschutzgitter werden mit einem speziellen Verfahren, dem Mikrospritzguss, im One-Shot-Verfahren hergestellt. Diese Technik ermöglicht die Herstellung von winzigen Teilen. Das Einspritzen der Formmasse in den Formhohlraum erfolgt unter hohem Druck und mit kontrollierter Geschwindigkeit. Dieses heikle Verfahren gewährleistet die ordnungsgemäße Füllung aller Hohlräume und Mikrokanäle.

2. Hochpräzise Abmessungen von Hörgeräteteilen

Herausforderung: Die Abmessungen des Innenskeletts des Hörgeräts wirken sich direkt auf die akustische Leistung des Geräts aus. Eine schlechte Maßhaltigkeit kann zum Beispiel zum Okklusionseffekt führen, einem hohlen Klang der Stimme ^[2].

Lösung: Um dieses Problem zu lösen, müssen die Innenskelette eine millimetergenaue Positionierung und stabile Belastbarkeit der Komponenten erreichen. So sind beispielsweise die Größe der Belüftungsöffnung und der Sitz des Ohrpassstücks im Gehörgang entscheidend für die Vermeidung des Okklusionseffekts. Auch die Länge der Schläuche ist entscheidend für die Resonanzfrequenzen des verstärkten Schalls, der das Trommelfell erreicht.

Lade- und Aufbewahrungskoffersystem

Hörgeräte verwenden Batterien, die häufig aufgeladen werden müssen. Die meisten Modelle verwenden dazu Boxen oder Etuis, die sowohl zum Aufladen als auch zur Aufbewahrung dienen. Die Hersteller bauen die Etuis so, dass sie robust sind und harten Umwelteinflüssen standhalten können. Dieses Design sorgt dafür, dass das Hörgerät sicher aufbewahrt wird, wenn es nicht benutzt wird. Hier sind einige der Herausforderungen, die die Hersteller von Hörgeräteteilen bewältigen müssen.

1. Hochwertiges Aussehen Textur

Herausforderung: Das Ladegerät für Hörgeräte muss ästhetisch ansprechend sein. Abgesehen von der Ästhetik müssen sie stabil genug sein, um das Hörgerät zu schützen, und die beweglichen Teile müssen haltbar sein. Wenn das Produkt eine Form von Branding enthält, muss das Logo oder Muster verschleißfest sein.

Lösung: Wenn es um die Beschaffenheit von Lade- und Aufbewahrungsbehältern für Hörgeräte geht, gibt es keine Einheitslösung, die für alle passt. Die genaue Lösung hängt davon ab, was der Hersteller erreichen möchte.

• Abriebfeste Muster, Logos und Farben: In-Mold-Dekoration und In-Mold-Etikettierung sind zwei Techniken, um Produkte mit Texturen oder Grafiken zu versehen und so ihre Lebensdauer zu verlängern. Bei geringeren Anforderungen können auch andere Markierungsverfahren eingesetzt werden.
• Hartes und weiches Skelett: Im Two-Shot-Spritzgussverfahren wird ein hartes Innenskelett mit einer weichen, taktilen Gummiaußenhülle verbunden, um die Griffigkeit zu verbessern und das Gerät vor Stürzen zu schützen.
• Besondere Texturen oder Effekte: Die Hersteller von Hörgeräte-Ladeboxen können ihnen mit speziellen Sprays oder hydrophoben und oleophoben Nanobeschichtungen eine besondere Metallstruktur verleihen und Fingerabdrücke abweisen.

Der Lade-/Aufbewahrungskoffer muss auch komplexe strukturelle Funktionen erfüllen. So müssen die Scharniere haltbar sein, um Zehntausende von Öffnungs- und Schließzyklen zu ermöglichen. Die Magnete, die das Gehäuse versiegeln, und die Ladekontakte müssen während des Formgebungsprozesses richtig positioniert werden.

Bei der Suche nach einem Partner für die Herstellung von Hörgeräteteilen ist es immer wichtig, dass dieser die Komplexität der verschiedenen Teile versteht und weiß, wie sie zur Gesamtleistung des Produkts beitragen. Die Fachleute von First Mold können Ihnen helfen, komplexe Designgeometrien zu realisieren und kostspielige Fertigungsfehler zu vermeiden.

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Referenzen

[1] Family Handyman. (2023, 12. Oktober). Schleifpapier-Körnungstabelle. Abgerufen am 23. Juni 2024, von https://www.familyhandyman.com/article/sandpaper-grit-chart/

[2] Insel der Audiologie. (2023, 16. Mai). Den Okklusionseffekt verstehen: Ursachen und Lösungen. Abgerufen am 23. Juni 2024, von https://audiologyisland.com/blog/understanding-the-occlusion-effect-causes-and-solutions/