ESD安全な3D印刷材料とその仕組み

静電気放電（ESD）対策済みの3D印刷材料は、静電気を安全に放散するよう特別に設計されたポリマーであり、急激な静電気放電による損傷から敏感な電子部品や組立品を保護します。これらの材料は、炭素ナノチューブや炭素繊維のような導電性添加剤を組み込み、制御された電気伝導性または静電放散性を提供します。

なぜESD対策材料が重要なのか

静電気の蓄積は、製造、組立、取り扱いの過程で繊細な電子回路や部品を損傷する可能性があります。ジグ、治具、筐体、ツールの3D印刷にESD対策材料を使用することで、敏感な電子機器を劣化または破壊する可能性のある静電気放電イベントを防ぐことができます。この保護は、信頼性と安全性が最重要となる電子機器製造、クリーンルーム、航空宇宙、自動車などの産業で特に重要です。

表面抵抗率の理解

表面抵抗率は、ESD対策材料の性能を定義する重要な特性です。これは材料表面に沿って流れる電流に対する抵抗を測定したもので、単位はオーム・パー・スクエア（Ω/□）で表されます。体積抵抗率とは異なり、表面抵抗率は2次元の表面層における導電性のみを示します。表面抵抗率が高い材料は絶縁性を示し、抵抗率が低い材料は導電性を示します。

ESD対策材料において理想的な表面抵抗率の範囲は一般に10^4〜10^9 Ω/□です。この範囲は、材料が完全に導電性になることなく静電荷を効果的に放散できることを可能にします。表面抵抗率があまりに低くなる（約10^4 Ω/□未満）と、材料は導体のように振る舞い、不要な電流流れや損傷を引き起こすリスクがあります。逆に抵抗率が高すぎると、静電荷が効率的に放散されません。

ESD対策3D印刷材料の用途

ESD対策フィラメントは以下に最適です:

• 電子機器の筐体およびエンクロージャー

• プリント基板（PCB）の保管および輸送用コンポーネント

• 電子機器製造におけるジグ、治具、および組立ツール

• 静電気管理が必須のクリーンルーム対応部品

• 機械的強度と静電放散の両方が要求される産業および自動車分野の構造部品

PolymakerのESD対策材料：Fiberon™ PETG-ESDとPA612-ESD

Polymakerは注目すべき2種類のESD対策3D印刷用フィラメントを提供しています:

1. Fiberon™ PETG-ESD:

• 静電放散のために炭素ナノチューブを含浸させたPETGベース

• 表面抵抗率は約10^4〜10^7 Ω/□で、信頼性の高いESD保護を提供

• 電子機器の筐体や治具に適しています

• 推奨印刷温度：250〜290°C、ベッド温度：70〜80°C

• 印刷温度を高くすると表面抵抗率が低下し、放散を助けます

1. Fiberon™ PA612-ESD:

• 炭素ナノチューブと10%の炭素繊維で強化されたナイロン（PA612）複合フィラメント

• 高い機械的強度（引張強度84 MPa）、寸法精度、および耐熱性（HDT最大157°C）を提供

• 静電保護に適した10^4〜10^7 Ω/□の表面抵抗率

• PCB、エンクロージャー、産業用ジグ・治具、クリーンルーム用ツールに最適

• 印刷温度は280〜300°C、ベッド温度は40〜50°Cで印刷

• より高い温度（例：320°C）での印刷は抵抗率をさらに低下させ、部品を導電性にする可能性があります

印刷温度が抵抗率に与える影響

Fiberon PETG-ESDおよびPA612-ESDの両方は、印刷温度を上げると表面抵抗率が低下する傾向を示します。これは高温で印刷した部品がより良いESD放散特性を持つことを意味します。ただし、PA612-ESDに関しては、過度に高い温度（約320°C）で印刷すると抵抗率が非常に低くなり、単に放散的であるというより導体のように振る舞う可能性があり、用途によっては望ましくない場合があります。