Opas: Valitse tuotantoosi sopiva ESD-materiaali

Staattinen sähkö on useimmille tuttua – esimerkiksi pienenä sähköiskuna, jonka voi saada koskettaessaan ovenkahvaa kokolattiamatolla kävelyn jälkeen. Arjessa se on yleensä harmitonta, mutta teollisuusympäristöissä sähköstaattisella purkauksella (ESD) voi olla merkittäviä seurauksia. Elektroniikkatuotannossa pienikin purkaus voi vaurioittaa herkkiä komponentteja, aiheuttaa tuotantokatkoksia tai johtaa laatuongelmiin.

3D-tulostuksen vakiintuessa osaksi nykyaikaista teollista valmistusta on kasvanut voimakkaasti tarve polymeereille, joissa yhdistyvät hyvät mekaaniset ominaisuudet ja hallittu sähköstaattisen varauksen purkautuminen. ESD-suojatuilla alueilla (EPA) toimiville yrityksille oikean materiaalin valinta on siksi ensiarvoisen tärkeää.

Tässä oppaassa käymme läpi, milloin ESD-turvallisia materiaaleja tarvitaan, mitä standardeja tulee noudattaa ja miten valitset käyttökohteeseesi sopivan 3D-tulostusmateriaalin.

Tarvitseeko yrityksesi ESD-turvallisia materiaaleja?

Mikään laki ei suoraan edellytä ESD-turvallisten jigien tai kiinnittimien käyttöä. Useat standardit ja määräykset kuitenkin velvoittavat hallitsemaan sähköstaattisia purkauksia elektroniikkatuotannossa. Esimerkiksi IEC 61340 -standardisarja edellyttää, että ESD-suojatuilla alueilla käytettävät työkalut ja kiinnittimet on valmistettu materiaaleista, jotka minimoivat staattisen varauksen muodostumisen. Tätä vaatimusta täydentävät myös ANSI/ESD S20.20 -standardi sekä kansainvälisten OEM-yritysten asiakaskohtaiset vaatimukset.

Esimerkkejä olennaisista standardeista:

• IEC 61340 -standardisarja – EPA-alueilla käytettäviä materiaaleja ja työkaluja koskevat vaatimukset staattisen varauksen muodostumisen minimoimiseksi.
• ANSI/ESD S20.20 – maailmanlaajuinen teollisuusstandardi ESD-hallintaan.
• ASTM-standardit – muun muassa resistiivisyyden mittaamiseen ja materiaalien valvontaan liittyviä standardeja.
• OEM-vaatimukset – alan johtavilla asiakkailla on usein omia materiaalivaatimuksiaan.

Käytännössä tämä tarkoittaa seuraavaa:

Herkkiä komponentteja käsittelevien yritysten on käytettävä tuotantolaitteissaan materiaaleja, jotka hallitsevat staattista sähköä tehokkaasti. Näin voidaan varmistaa tuotannon laatu, jäljitettävyys ja toimintavarmuus.

Milloin kannattaa valita ESD-turvallinen ja milloin ESD-sertifioitu materiaali?

Valitse ESD-turvallinen materiaali, kun:

• Kehität prototyyppejä tai yksinkertaisia kiinnittimiä
• Osia ei käytetä suoraan EPA-alueella
• Kustannukset ovat ratkaiseva tekijä

Valitse ESD-sertifioitu materiaali, kun:

• Komponentteja käytetään ESD-suojatulla alueella
• Sisäisten tai ulkoisten standardien vaatimukset on täytettävä
• Asiakas tai laatuosasto edellyttää dokumentaatiota

ESD-materiaalien tyypillisiä käyttökohteita

• Piirilevyjen ja komponenttien käsittelyyn tarkoitetut kiinnittimet
• Tuotantolinjoilla käytettävät jigit ja pidikkeet
• EPA-alueilla käytettävät laitteet ja välineet
• Testaus- ja kokoonpanotyökalut
• Materiaalinkäsittely, jossa staattisen varauksen hallinta on kriittistä

3D-tulostetut ESD-komponentit mahdollistavat lisäksi lyhyemmät toimitusajat, suuremman geometrisen suunnitteluvapauden ja pienemmät kokonaiskustannukset – turvallisuudesta tinkimättä.

Stratasys Validated Materials -ohjelma

ABS-ESD7– ja PC-ESD -materiaaleista on saatavilla kattavat ja tarkasti dokumentoidut tekniset tiedot. Materiaalit kuuluvat Stratasysin Validated Materials -ohjelmaan, ja ne soveltuvat Fortus 450mc– ja F900 -3D-tulostimiin. ABS-ESD7 on yhteensopiva myös F370– ja F370CR -mallien kanssa. Tämä tarkoittaa, että materiaalit ovat:

• Testade för repeterbar, industriell produktionskvalitet
• Godkända för krävande miljöer
• Verifierade för ESD-prestanda

För Origin-plattformen finns även LOCTITE® 3D IND3380, ett certifierat material utvecklat för komplexa och detaljerade ESD-kritiska komponenter, med:

• Extrem detaljrikedom
• Hög kemikalieresistens
• Stabil prestanda för små och avancerade geometrier

Sammanfattande egenskaper:

• ABS-ESD7: För enklare ESD-scenarier och kostnadseffektiva fixturer
• PC-ESD: För krävande miljöer med hög värme- och mekanisk belastning
• LOCTITE® 3D IND3380: För små, komplexa komponenter med hög kem- och värmetålighet