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.
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
