Für was steht ESD?
Ein plötzlicher und kurzzeitiger Stromfluss zwischen zwei Objekten mit unterschiedlichem elektrischem Potenzial wird als elektrostatische Entladung (ESD) bezeichnet und ist in der Regel das Ergebnis einer akkumulierten statischen Ladung die freigesetzt wird. Dieses Phänomen kann auftreten, wenn zwei Isolatoren in Kontakt kommen, sich trennen und der Potenzialunterschied zwischen ihnen als Lichtbogen oder Funken zündet. ESD ist ein entscheidender Faktor, der in Sektoren wie der Elektronikfertigung, der Luftfahrt und dem Gesundheitswesen berücksichtigt werden muss, da es ein ernsthaftes Risiko für empfindliche elektronische Komponenten darstellt und möglicherweise zu Schäden oder Fehlfunktionen führt.
Was sind die ESD-Schutzklassen?
Menschliche Empfindlichkeit
Entladungen statischer Elektrizität können von Menschen bei Spannungen von bis zu 3.000 Volt wahrgenommen werden. Allerdings können Schäden an elektrischen Bauteilen schon bei Spannungen auftreten, die weit unter dem liegen, was der Mensch üblicherweise wahrnimmt.
ESD-Schwellenwert für Bauteile
Bei ESD-Pegeln von 100 Volt oder weniger sind viele elektronische Bauteile anfällig für Schäden. Selbst bei Entladungsspannungen von 20 - 30 Volt können integrierte Schaltungen (ICs) und andere Halbleiterbauelemente irreversible Schäden erleiden.
Wie hoch sind die Kosten für ESD-Schäden?
Auswirkungen auf die Industrie
Man geht davon aus, dass der Elektroniksektor jährlich Milliarden von Dollar durch ESD-bedingte Schäden verliert. ESD-bedingte Ausfälle können in jeder Phase der Produktion, Montage, Prüfung und sogar beim Transport auftreten.
Produkthaftung
Die Kosten von ESD-bedingten Ausfällen gehen in Branchen, in denen zuverlässige elektronische Komponenten von entscheidender Bedeutung sind, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt und bei medizinischen Geräten, über finanzielle Verluste hinaus. Rückrufe von Produkten, Rufschädigung und sogar rechtliche Konsequenzen sind mögliche Folgen.
Was sind die Vorteile des 3D-Drucks bei ESD-Anwendungen?
Individualisierung
Mithilfe des 3D-Drucks können hochgradig maßgeschneiderte ESD-sichere Komponenten hergestellt werden. Konstrukteure können komplexe Formen erstellen, die auf die individuellen Bedürfnisse zugeschnitten sind und den bestmöglichen ESD-Schutz gewährleisten. Dieser Grad der Personalisierung ist mit herkömmlichen Produktionsverfahren nur schwer zu erreichen.
Rapid Prototyping
Der 3D-Druck ermöglicht die rasche Erstellung von ESD-sicheren Prototypen, die eine schnellere Überarbeitung und Weiterentwicklung des Designs ermöglichen. Dies verkürzt die Zeit, bis ESD-empfindliche Geräte auf den Markt kommen, da der Produktentwicklungs-zyklus beschleunigt wird.
Komplexe Strukturen
Herkömmliche Fertigungsverfahren haben häufig Schwierigkeiten, die komplexen und komplizierten Strukturen zu erzeugen, die für ESD-Anwendungen benötigt werden. Diese schwierigen Geometrien lassen sich wunderbar mit dem 3D-Druck herstellen, der eine hervorragende Möglichkeit bietet, komplexe elektronische Komponenten vor ESD zu schützen.
Was sind die Anwendungsgebiete des 3D-Drucks in ESD-empfindlichen Branchen?
Elektronische Komponenten
Elektronische Komponenten wie Anschlüsse und Gehäuse, die ESD-sicher sind, können mittels 3D-Druck hergestellt werden. ESD-konforme Materialien ermöglichen die Erstellung komplexer Designs, die den bestmöglichen Schutz für empfindliche elektronische Geräte gewährleisten.
Luft- und Raumfahrtindustrie
Die Luft- und Raumfahrt nutzt den 3D-Druck zur Herstellung leichter, ESD-sicherer Komponenten, da der ESD-Schutz für die Avionik und die elektrischen Systeme unerlässlich ist. Dies trägt dazu bei, das Gesamtgewicht des Flugzeugs niedrig zu halten und gleichzeitig die wesentlichen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
Medizinische Geräte
Durch die Herstellung von ESD-sicheren Gehäusen für empfindliche medizinische Geräte unterstützt der 3D-Druck auch dem medizinischen Sektor. Er erfüllt die strengen ESD-Vorschriften und garantiert den zuverlässigen Betrieb elektronischer Geräte in Gesundheitsumgebungen.
Welche Materialien empfehlen wir für den ESD-gerechten 3D-Druck?
xESD Resin von Nexa3D® - Gedruckt auf dem Nexa3D® XiP Pro
Das steife, schwarze xESD aus der Nexa3D®-Familie von Funktionsmaterialien hat statisch-dissipative Eigenschaften. Die diskreten Kohlenstoff-Nanoröhrchen im xESD sind gleichmäßig auf einer steifen Urethandimethacrylat-Basis angeordnet.
Die Einbindung von Kohlenstoff in das xESD führt zu Teilen, die frei von Markierungen sind und zusätzlich zu ihrer isotropen elektrostatischen Ableitfähigkeit eine höhere Zugfestigkeit, einen höheren Zugmodul und eine sehr gute Temperaturfestigkeit aufweisen.
Der XiP Pro Drucker von Nexa3D® ist einer der ultraschnellen Resin-3D-Drucker, die speziell für das xESD Resin entwickelt wurden. Die einzigartige LSPc®-Technologie von Nexa3D® ermöglicht die schnelle Herstellung von leitfähigen Teilen mit hoher Auflösung innerhalb weniger Stunden.
Nexa3D®
XiP Pro
BAUGRÖSSE
292 x 163 x 410 mm
BAUVOLUMEN
19.500 cm³
Eric Meinzer
Produktionsleiter
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ABS-ESD7 Filament von Stratasys® - Gedruckt auf dem Stratasys® F370®CR
Acrylnitril-Butadien-Styrol ESD7, oder ABS-ESD7, ist ein ABS-Thermoplast mit der Fähigkeit, statische Elektrizität abzuleiten. Es verhindert, dass sich statische Energie aufbaut, Entladungen auftreten und andere Dinge wie Staub, Pulver und kleine Partikel angesaugt werden.
Das FDM-Material ABS-ESD7 ist ein Filament, das elektrostatische Ladungen (ESD) ableitet, indem es Kohlefaser (Carbon) mit der Festigkeit und Haltbarkeit von ABS verbindet. Das ESD-fähige ABS-Material wird für den Druck von Prototypen, elektronischen Trägern und Vorrichtungen sowie für andere elektrostatisch empfindliche Anwendungen verwendet.
Die industriellen FDM-3D-Drucker von Stratasys®, wie der F370 aus der F123CR Composite Ready Series, der hochfeste Kohlefasermaterialien auf einer zuverlässigen, benutzerfreundlichen industriellen Druckerplattform bietet, sind speziell für den Druck des ABS-ESD7-Filaments ausgelegt.
Stratasys®
F370®CR
BAUGRÖSSE
355 x 254 x 355 mm
BAUVOLUMEN
25.500 cm³
Eric Meinzer
Produktionsleiter
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Antero 840CN03 von Stratasys® - Gedruckt auf dem Stratasys® Fortus® 450mc
Antero 840CN03 ist ein PEKK-basierter und elektrostatisch ableitender Hochleistungsthermoplast (ESD), der unvergleichliche Festigkeit, Hitze- und Chemikalienbeständigkeit, Elastizität und eine leichtgewichtige Metallalternative bietet.
Mit der FDM-Hochleistungsfaser Antero 840CN03 können Sie hochgradig maßgeschneiderte Teile mit konstanten Eigenschaften für statische Ableitung, chemische Beständigkeit und extrem geringe Ausgasung herstellen.
Der Fortus® 450mc eignet sich für Anwendungen, die präzise Prototypen, robuste Fertigungswerkzeuge oder fertige Komponenten auf Abruf erfordern. Der Fortus® 450mc ist ein Multitool für die Additive Fertigung, das für den Druck des Filaments Antero 840CN03 entwickelt wurde, um weiche Klemmbacken und elektrostatisch ableitfähige Komponenten herzustellen.
Stratasys®
Fortus® 450mc
BAUGRÖSSE
406 x 355 x 406 mm
BAUVOLUMEN
58.500 cm³
Eric Meinzer
Produktionsleiter
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TPU-ESD Filament von 3DXTECH - Gedruckt auf der Roboze ARGO 350
Das thermoplastische 3DXSTAT™ ESD-Flex TPU [90A] [thermoplastisches Polyurethan] wird von uns aufgrund seiner hohen Flexibilität, einfachen Druckbarkeit, chemischen Beständigkeit und Haltbarkeit für den ESD-sicheren Einsatz ausgewählt. Der Ziel-Oberflächenwiderstand des 3DXSTAT™ ESD-Flex-Elastomerfilaments beträgt 10³ Ohm und ist so konzipiert, dass es ESD-sichere elektrische Leitfähigkeit bietet.
Aufgrund der starken Dehnung des Filaments von über 300 %, der halbflexiblen Shore-Härte von 90A und der minimalen Feuchtigkeitsaufnahme, welche die Flexibilität auch bei niedrigen Temperaturen aufrechterhält, sind Vorrichtungen, Gehäuse, Förder-, Mess- und Abtastanwendungen typische ESD-Anwendungen für dieses Filament.
Die ARGO 350 des italienischen Herstellers Roboze druckt dieses Material mit hervorragenden Eigenschaften. Mit diesem industriellen Drucker können wir deine Teile in wenigen Stunden herstellen. Sie liefert großformatige Fertigteile mit 10 µm Positioniergenauigkeit und konstanter Wiederholbarkeit.
Roboze
ARGO 350
BAUGRÖSSE
350 x 300 x 300 mm
BAUVOLUMEN
31.500 cm³
Eric Meinzer
Produktionsleiter