Veiledning: Velg riktig ESD-materiale for 3D-utskrift

Statisk elektrisitet er noe de fleste kjenner til – det lille støtet man får når man tar på et dørhåndtak etter å ha gått over et helt teppe. I hverdagen er det som regel ufarlig, men i industrielle miljøer kan elektrostatisk utladning (ESD) få betydelige konsekvenser. I elektronikkproduksjon kan selv en svært liten utladning skade følsomme komponenter, forårsake driftsstans eller føre til kvalitetsproblemer.

Etter hvert som 3D-utskrift har blitt en etablert del av moderne industriell produksjon, har behovet for polymerer som kombinerer robust mekanisk ytelse med kontrollert ESD-avledning økt kraftig. For bedrifter som opererer i ESD-beskyttede soner (EPA) er derfor riktig materialvalg helt avgjørende. I denne veiledningen får du en oversikt over når ESD-sikre materialer er nødvendige, hvilke standarder som gjelder – og hvordan du velger riktig 3D-utskriftsmateriale for din applikasjon.

Må bedrifter bruke ESD-sikre materialer?

Det finnes ingen lov som direkte krever ESD-sikre jigger eller fiksturer. Det finnes derimot flere standarder og regelverk som gjør ESD-kontroll obligatorisk i elektronikkproduksjon. For eksempel stiller IEC 61340-serien krav om at verktøy og fiksturer i ESD-beskyttede soner skal bestå av materialer som minimerer statisk oppladning. Også ANSI/ESD S20.20 og kundespesifikke krav fra globale OEM-selskaper understreker dette.

Eksempler på relevante standarder:

IEC 61340-serien – krav til materialer og verktøy i EPA-soner for å minimere statisk oppladning.
ANSI/ESD S20.20 – global industristandard for håndtering av elektrostatisk utladning (ESD).
ASTM-standarder – blant annet for resistivitet og materialkontroll.
OEM-krav – bransjeledende kunder stiller ofte egne krav til materialene.

I praksis betyr dette:
Bedrifter som håndterer følsomme komponenter må bruke materialer som effektivt kontrollerer statisk elektrisitet i produksjonsutstyret sitt for å opprettholde kvalitet, sporbarhet og stabilitet.

ESD-sikkert vs. ESD-sertifisert – og hvorfor forskjellen er viktig

Ikke alle materialer med ESD-egenskaper er likeverdige. Her er forskjellen du må være klar over når du velger materiale.

Hva innebærer ESD-sikkert materiale?

ESD-sikre material er utviklet for å:

lede bort statisk elektrisitet på en kontrollert måte
forhindre oppbygging av statisk elektrisitet
beskytte elektronikk mot ESD-relaterte skader

Begrensninger:

Oppfyller ikke nødvendigvis en bestemt standard
Det kreves ingen uavhengig testing
Egenskapene kan variere fra parti til parti
Databladet angir verdier – men gir ingen garanti

Kort sagt:
Materialet er ESD-funksjonelt, men ikke formelt verifisert.

Hva innebærer ESD-sertifisert materiale?

ESD-sertifiserte materialer er testet, dokumentert og verifisert i henhold til etablerte standarder, for eksempel:

IEC 61340-5-1
ANSI/ESD S20.20
ASTM D257 (resistivitet)

For å oppnå sertifisering kreves det:

Uavhengige laboratorietester
Sporbarhet og dokumentasjon
Stabil og kontrollert sammensetning av materialet
Kvalitetssikring mellom batcher

Kort sagt:
Materialet har påvist og dokumentert ESD-ytelse – noe som ofte er et krav fra kvalitetsavdelinger og eksterne kunder.

Når skal du velge hvilken?

Velg ESD-sikkert hvis:

Du utvikler prototyper eller enklere fiksturer
Delene brukes ikke direkte i en EPA-sone
Kostnadene er en avgjørende faktor

Velg ESD-sertifisert hvis:

Komponenter brukes i en ESD-beskyttet sone
Du må oppfylle interne eller eksterne standarder
Kunden eller kvalitetsavdelingen krever dokumentasjon

Typiske bruksområder for ESD-materialer

Fiksturer for håndtering av kretskort og komponenter
Jigger og holdere i produksjonslinjer
Utstyr i EPA-soner
Test- og monteringsverktøy
Materialhåndtering der kontroll av lasten er avgjørende

3D-printede ESD-komponenter kan dessuten gi kortere leveringstid, større geometrisk fleksibilitet og lavere totalkostnad – uten at det går på bekostning av sikkerheten.

Stratasys’ program for validerte materialer

Materialer som ABS-ESD7 og PC-ESD har nøye dokumenterte data og inngår i Stratasys’ program for validerte materialer for Fortus 450mc og F900 (ABS-ESD7 er også kompatibelt med F370 og F370CR). Dette innebærer at de er:

Testet for repeterbar, industriell produksjonskvalitet
Godkjent for krevende miljøer
Verifisert for ESD-ytelse

For Origin-plattformen finnes også LOCTITE® 3D IND3380, et sertifisert materiale utviklet for komplekse og detaljerte ESD-kritiske komponenter, med:

Ekstrem detaljrikdom
Høy kjemikaliebestandighet
Stabil ytelse for små og avanserte geometrier

Oppsummerende egenskaper:

ABS-ESD7: For enklere ESD-scenarier og kostnadseffektive fixturer
PC-ESD: For krevende miljøer med høy termisk og mekanisk belastning
LOCTITE® 3D IND3380: For små, komplekse komponenter med høy kjemisk og varmebestandighet