静电防护 (ESD) 安全的 3D 打印材料及其工作原理

静电放电（ESD）安全的3D打印材料是经过专门设计的聚合物，旨在安全地消散静电，保护敏感的电子元件和组件免受突发静电放电造成的损害。这些材料掺入了导电添加剂，如碳纳米管或碳纤维，从而提供可控的电导率或静电耗散。

为何ESD安全材料重要

在制造、装配或搬运过程中，静电积累可能会损害精密的电子电路和元件。将ESD安全材料用于3D打印夹具、夹具固定件、外壳和工具，有助于防止会降解或破坏敏感电子元件的静电放电事件。这种保护在电子制造、洁净室、航空航天和汽车等对可靠性与安全性要求极高的行业尤为关键。

了解表面电阻率

表面电阻率是定义ESD安全材料性能的关键属性。它衡量电流沿材料表面流动的阻力，单位为每平方欧姆（Ω/sq）。与体积电阻率不同，表面电阻率仅与材料二维表层的导电性相关。表面电阻率高的材料是绝缘性的，而电阻率低的材料则变得导电。

对于ESD安全材料，理想的表面电阻率范围通常在10^4到10^9 Ω/sq之间。该范围允许材料有效耗散静电而不成为完全导体。如果表面电阻率降得过低（约低于10^4 Ω/sq），材料可能表现得像导体，导致不想要的电流流动并造成损害。相反，如果电阻率过高，静电将无法有效耗散。

ESD安全3D打印材料的应用

ESD安全耗材适用于：

• 电子外壳和机箱

• 印刷电路板（PCB）存储和运输组件

• 电子制造中的夹具、固定件和装配工具

• 需要静电控制的洁净室兼容部件

• 在工业和汽车领域需要兼具机械强度与静电耗散的结构部件

Polymaker的ESD安全材料：Fiberon™ PETG-ESD 和 PA612-ESD

Polymaker提供两种值得注意的ESD安全3D打印耗材：

1. Fiberon™ PETG-ESD：

• 以PETG为基底，掺入碳纳米管以实现静电耗散

• 表面电阻率约为10^4到10^7 Ω/sq，提供可靠的ESD保护

• 适用于电子外壳和夹具

• 建议打印温度：250 至 290°C，热床温度 70 至 80°C

• 较高的打印温度会降低表面电阻率，有助于耗散

1. Fiberon™ PA612-ESD：

• 尼龙（PA612）复合耗材，增强了碳纳米管并含有10%碳纤维

• 具有高机械强度（抗拉强度84 MPa）、尺寸精度和耐热性（热变形温度可达157°C）

• 表面电阻率在10^4到10^7 Ω/sq之间，适合静电保护

• 理想用于PCB、外壳、工业夹具和洁净室工具

• 打印温度为280 至 300°C，热床温度 40 至 50°C

• 在更高温度下打印（例如320°C）可进一步降低电阻率，可能使零件呈现导电性

打印温度如何影响电阻率

Fiberon的PETG-ESD和PA612-ESD均显示出随着打印温度升高表面电阻率降低的趋势。这意味着较高温度打印的零件具有更好的ESD耗散性能。然而，对于PA612-ESD，过高的打印温度（约320°C）可能会使电阻率降低到材料更像导体而非仅具耗散性的程度，这取决于应用需求，可能并非理想。