28 września 2021


Mikrowypraski są elementami występującymi powszechnie w tak wielu urządzeniach i sprzęcie, zarówno codziennego użytku, jak i przemysłowych, że bez nich funkcjonowanie współczesnej gospodarki jak i życie na co dzień byłoby utrudnione. Ich małe wymiary i masa, oraz wąskie tolerancje wymuszają obok stosowania konwencjonalnych metod wtryskiwania, także konieczność korzystania z rozwiązań specjalnych, dedykowanych wyłącznie do wytwarzania mikrowyprasek.

Andrzej Zwierzyński

Mikrowypraski zwykle kojarzone są z małymi wymiarami (rzędu 10-3 mm) i masą (rzędu 0,1 g i mniej). W zasadzie jednak brakuje ich jednoznacznej definicji. Dość dobrze zdefiniowane jest pojęcie mikrowyprasek zaproponowane przez Kunstoff Zentrum (KUZ) Leipzig, gdzie za mikrowypraski uważa się:
wypraski o masie rzędu kilku miligramów i ewentualnie mające wymiary w zakresie mikrometrów, np. mikrokoła zębate, mikrokoszyczki łożysk,
wypraski o wymiarach porównywalnych do tradycyjnych, ale które zawierają obszary (mikrostruktury) z wymiarami w zakresie mikrometrycznym, np. płyty DVD,
wypraski, które mogą mieć większe wymiary, ale mają tolerancje w skali mikrometrycznej, np. mikrozłącza elektryczne czy elementy mechanizmów zegarowych.
Niekiedy błędnie określamy mianem mikrowyprasek wypraski miniaturowe o masie powyżej 0,1 g i nie mające innych wyżej wymienionych cech. Do wytwarzania takich wyprasek można stosować konwencjonalne metody wtrysku, natomiast do wtryskiwania mikrowyprasek wymagane jest obok metod konwencjonalnych sięganie po metody specjalne.
W ostatnich latach rynek całej branży mikrowyprasek należy do najbardziej dynamicznie rozwijających się, z rocznym wzrostem na poziomie ok. 15%, co sprawia, że w okresie od 4 do 5 lat jego wartość ulega podwojeniu. Obecne wysokie zapotrzebowanie na mikrowypraski wzrastało równolegle z systematycznie postępującą miniaturyzacją w elektronice. Wraz z rozwojem technologii mikroprocesorowych przyczyniło się to do zastępowania układów elektromechanicznych miniaturowymi układami elektronicznymi – w różnych dziedzinach. Znaczący wpływ na wzrost zapotrzebowania miał także rozwój w inżynierii materiałowej (nowe tworzywa z grupy HT), technikach wtryskiwania (nowe konstrukcje wtryskarek), urządzeniach peryferyjnych oraz technikach wytwarzania form wtryskowych.

mikroforma wtryskowa
Przykład mikroformy wtryskowej

Obecnie do wytwarzania mikrowyprasek wykorzystywane są głównie termoplasty, ale również duroplasty, elastomery termoplastyczne i ciekłe silikony, oraz metale i ceramika. Dominującą technologią jest wtryskiwanie, tylko w nielicznych przypadkach stosowane jest prasowanie na gorąco i odlewanie podciśnieniowe (Tab. 1). Specyficzne cechy mikrowyprasek oraz stosowanych tworzyw wymuszają stosowanie specjalnych technik wtryskiwania. Do najczęściej wykorzystywanych technik należą: wtryskiwanie wielokomponentowe (zwykle 2K), wytryskiwanie z doprasowaniem, wtryskiwanie duroplastów, wtryskiwanie 3D-MID (Moulded Interconnect Devices), wtryskiwanie ciekłych silikonów oraz wtryskiwanie proszków metali i ceramicznych (tu techniki wtryskiwania są wykorzystywane tylko na pierwszym etapie w całym procesie produkcji wyprasek z tych materiałów).
Największymi obecnie odbiorcami mikrowyprasek są branże: medycyna i ochrona zdrowia (ok. 35%), motoryzacja (ok. 25%), telekomunikacja (ok. 16%) oraz mikronapędy i sterowania (ok. 15%).

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (132) wrzesień 2018