Materiali per stampa 3D ESD-safe e come funzionano

I materiali per stampa 3D sicuri contro le scariche elettrostatiche (ESD) sono polimeri appositamente progettati per dissipare in modo sicuro l'elettricità statica, proteggendo componenti e assemblaggi elettronici sensibili dai danni causati da scariche statiche improvvise. Questi materiali incorporano additivi conduttivi come nanotubi di carbonio o fibre di carbonio, che forniscono conducibilità elettrica controllata o dissipazione elettrostatica.

Perché i materiali sicuri ESD sono importanti

L'accumulo di elettricità statica può danneggiare circuiti e componenti elettronici delicati durante la fabbricazione, l'assemblaggio o la manipolazione. L'uso di materiali ESD-safe per la stampa 3D di dime, attrezzature, involucri e utensili aiuta a prevenire eventi di scarica elettrostatica che possono degradare o distruggere elettronica sensibile. Questa protezione è fondamentale in settori come la produzione di elettronica, le camere bianche, l'aerospaziale e l'automotive, dove affidabilità e sicurezza sono essenziali.

Comprendere la resistività superficiale

La resistività superficiale è una proprietà chiave che definisce le prestazioni di un materiale ESD-safe. Misura la resistenza al flusso di corrente elettrica lungo la superficie di un materiale ed è espressa in ohm per quadrato (Ω/sq). A differenza della resistività volumetrica, la resistività superficiale si riferisce solo alla conducibilità attraverso lo strato superficiale bidimensionale. I materiali con alta resistività superficiale sono isolanti, mentre quelli con bassa resistività diventano conduttivi.

Per i materiali ESD-safe, un intervallo ideale di resistività superficiale si colloca tipicamente tra 10^4 e 10^9 Ω/sq. Questo intervallo permette al materiale di dissipare efficacemente le cariche statiche senza diventare completamente conduttivo. Se la resistività superficiale scende troppo (al di sotto di circa 10^4 Ω/sq), il materiale rischia di comportarsi come un conduttore, il che può causare flussi di corrente indesiderati e danni. Al contrario, se la resistività è troppo alta, la carica statica non si dissiperà in modo efficiente.

Applicazioni per materiali per stampa 3D ESD-safe

I filamenti ESD-safe sono ideali per:

• Involucri e custodie elettroniche

• Componenti per stoccaggio e trasporto di circuiti stampati (PCB)

• Dime, attrezzature e utensili di assemblaggio nella produzione elettronica

• Parti compatibili con camere bianche dove il controllo della staticità è essenziale

• Componenti strutturali nei settori industriale e automobilistico che richiedono sia resistenza meccanica sia dissipazione della carica statica

Materiali ESD-safe di Polymaker: Fiberon™ PETG-ESD e PA612-ESD

Polymaker offre due filamenti per stampa 3D ESD-safe degni di nota:

1. Fiberon™ PETG-ESD:

• Base in PETG infusa con nanotubi di carbonio per la dissipazione elettrostatica

• Resistività superficiale intorno a 10^4 a 10^7 Ω/sq, fornendo una protezione ESD affidabile

• Adatto per involucri e dispositivi elettronici

• Temperatura di stampa consigliata: 250 a 290°C con temperatura del piano 70 a 80°C

• Temperature di stampa più elevate riducono la resistività superficiale, favorendo la dissipazione

1. Fiberon™ PA612-ESD:

• Filamento composito in nylon (PA612) rinforzato con nanotubi di carbonio e 10% di fibra di carbonio

• Offre elevata resistenza meccanica (resistenza a trazione 84 MPa), accuratezza dimensionale e resistenza al calore (HDT fino a 157°C)

• Resistività superficiale tra 10^4 e 10^7 Ω/sq adatta per la protezione contro la carica statica

• Ideale per PCB, involucri, dime e attrezzature industriali e strumenti per camere bianche

• Stampa a 280 a 300°C con temperatura del piano 40 a 50°C

• La stampa a temperature più elevate (ad esempio, 320°C) può ridurre ulteriormente la resistività, rendendo potenzialmente i pezzi conduttivi

Come la temperatura di stampa influisce sulla resistività

Sia il Fiberon PETG-ESD che il PA612-ESD mostrano una tendenza per cui l'aumento della temperatura di stampa abbassa la resistività superficiale. Ciò significa che le parti stampate a temperature più elevate hanno migliori proprietà di dissipazione ESD. Tuttavia, per il PA612-ESD, la stampa a temperature eccessivamente alte (intorno a 320°C) può ridurre la resistività così tanto che il materiale si comporta più come un conduttore piuttosto che solo dissipativo, cosa che potrebbe non essere desiderabile a seconda delle esigenze dell'applicazione.