Le scariche elettrostatiche (ESD) sono un evento comune che tutti abbiamo incontrato, dalla prima volta che abbiamo strofinato i piedi su un tappeto fino alla scossa di elettricità statica che ha colpito qualche malcapitato. Sebbene possa essere uno scherzo innocuo per infastidire qualcuno, una eventuale scarica elettrostatica può causare danni irreversibili ai dispositivi elettronici sensibili.
Le scariche elettrostatiche possono danneggiare i circuiti stampati e i componenti elettronici, causando costosi richiami. Esistono molti metodi collaudati per la produzione di componenti a prova ESD, come lo stampaggio a iniezione e la fresatura CNC. Tuttavia, lo stampaggio a iniezione è economicamente vantaggioso solo per volumi elevati e la produzione di massa. La lavorazione dei componenti con CNC può comportare costi elevati e tempi di consegna lunghi. La stampa 3D è più adatta per pezzi personalizzati e per la produzione in bassi volumi.
Ecco alcuni esempi in cui la stampa 3D a prova di ESD è probabilmente la scelta migliore:
Il denominatore comune è la produzione personalizzata, a basso volume o una tantum, insieme a un requisito di sicurezza ESD.
La stampa di componenti a prova ESD con la produzione additiva può apportare notevoli vantaggi al ciclo di vita della produzione, con effetti a cascata su tutta l'azienda.
Rispetto ai metodi di produzione tradizionali, come lo stampaggio a iniezione e la fresatura CNC, la stampa 3D di parti ESD riduce significativamente gli sprechi di materiale e i costi di manodopera. È l'ideale per prototipi, strumenti e parti di produzione a basso volume o personalizzati, senza la necessità di costosi stampi o lavorazioni meccaniche.
I supporti di produzione e i pezzi stampati in 3D a prova di ESD possono essere pronti in poche ore o giorni, rispetto alle settimane dei pezzi lavorati. Grazie alla facilità di modifica dei progetti, è possibile perfezionarli e ottimizzarli rapidamente. Questo non solo significa che potete mettere in funzione il vostro ausilio di produzione prima, ma consente anche una maggiore ottimizzazione del progetto (poiché ogni iterazione è molto più rapida). Ciò significa che otterrete uno strumento di produzione più ergonomico, efficiente o semplicemente ben progettato.
In questo senso, la produzione additiva può creare pezzi resistenti e durevoli, ma anche leggeri. Ciò è possibile grazie all'utilizzo di materiali più leggeri e alla capacità di produrre pezzi con strutture reticolari interne e modelli di riempimento che non sono possibili con i metodi tradizionali.
È inoltre possibile combinare più componenti in un unico pezzo ottimizzato, riducendo i tempi di assemblaggio e i punti deboli.
La stampa 3D è ideale per l'onshoring e per la gestione di inventari digitali on-demand. L'onshoring riduce i tempi di consegna ed è essenziale per mitigare le turbolenze politiche ed economiche. Se si possono produrre i pezzi internamente, non si deve dipendere da fornitori esterni. Ciò è vantaggioso anche nel caso in cui si voglia mantenere ben protetta la proprietà intellettuale dell'azienda.
Un inventario digitale è ottimo per ridurre al minimo i costi di stoccaggio dei pezzi di ricambio. La stampa su richiesta è anche intrinsecamente più sostenibile, in quanto non si produce ciò che non serve.
Stratasys dispone di due tecnologie che supportano i materiali ESD:
Ognuno di questi metodi offre vantaggi unici nella produzione di componenti statico-dissipativi, a seconda dei requisiti applicativi specifici.
L'FDM è un processo di stampa 3D basato sull'estrusione che utilizza filamenti termoplastici. Questi filamenti possono essere infusi con materiale che li rende conduttivi o dissipativi per convertirli in filamenti a prova di ESD. L'FDM può essere utilizzato per la produzione di parti grandi e durevoli a prova di ESD, come ausili per la produzione, attrezzature e alloggiamenti elettronici.
Vantaggi dell'utilizzo della stampa 3D FDM per le applicazioni ESD:
Questo processo a base di resina polimerizza strati di fotopolimero liquido con la proiezione di luce digitale, ottenendo pezzi isotropi di alta precisione con finitura superficiale liscia. Il processo DLP è ideale per piccoli e complessi involucri elettronici, connettori e componenti in cui la precisione è fondamentale. I pezzi sono difficilmente distinguibili da quelli stampati a iniezione.
Vantaggi dell'uso della stampa 3D DLP per le applicazioni ESD:
Scegliere il materiale giusto può farvi risparmiare molto tempo e grattacapi nel lungo periodo. La considerazione principale è ovviamente quella di far coincidere le specifiche del materiale con i requisiti dell'applicazione. Prima di questo, però, è bene fare un passo indietro e scegliere la tecnologia di stampa 3D più adatta alle proprie esigenze.
La tabella seguente è un confronto di altissimo livello tra le tecnologie di stampa FDM e DLP di livello industriale. Per semplicità, la tabella mostra una panoramica generale. Per specifiche o dettagli particolari, consultate il nostro sito web o contattate uno dei nostri esperti.
Stratasys dispone di quattro materiali adatti alle applicazioni sensibili alle scariche elettrostatiche: tre materiali FDM e uno da utilizzare con le stampanti DLP. La seguente tabella di confronto riassume le caratteristiche principali di ciascuno di questi materiali. Per ulteriori informazioni, contattare il rappresentante Stratasys di zona.
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Parameter |
Antero® 840CN03 | |||
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Gamme ESD [Ω/sq] |
106 – 108 |
104 – 109 |
104 – 109 |
104 –109 |
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Elemento più piccolo [µm] |
90 (XY) 100 (Z) |
127 (Z) |
127 (Z) |
127 (Z) |
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Allungamento a rottura [%] |
2 |
12 (XZ) 1.9 (ZX) |
3.4 (XZ) 1.59 (ZX) |
5.2 (XZ) 2.7 (ZX) |
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Sforzo di snervamento [MPa] |
45-50 |
93.9 (XZ) 53.1 (ZX) |
35.4 (XZ) Nessuna resa (ZX) |
49.4 (XZ) 37.9 (ZX) |
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Modulo [GPa] |
2.8-3 |
2.94 (XZ) 2.88 (ZX) |
2.69 (XZ) 2.28 (ZX) |
1.96 (XZ) 1.81 (ZX) |
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HDT |
>200 °C |
~ 155 °C |
~ 100 °C |
~ 145 °C |
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Cost o |
Più basso |
Più alto |
Più basso |
Più basso |
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Altro |
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Basso degassamento, resistente agli agenti chimici |
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I materiali ESD sono utilizzati principalmente nella produzione di elettronica, compresi gli alloggiamenti e gli involucri. Qualsiasi mercato in cui vengono utilizzati componenti elettronici - che al giorno d'oggi comprende quasi tutto - ha bisogno di protezione ESD: dal settore aerospaziale e della difesa a quello automobilistico, dei trasporti e dell'elettronica di consumo.
La scelta di stampare in 3D con i materiali Stratasys ESD rispetto alla produzione tradizionale offre diversi vantaggi:
La durata di vita ESD è equivalente alla durata di vita del componente, a condizione che non vi siano danni fisici o chimici significativi al componente.
Lo stampaggio a iniezione comporta un costo iniziale di progettazione dello stampo molto elevato. Questo lo rende ideale per la produzione di massa: più alto è il volume, più basso diventa il costo per pezzo, poiché il costo iniziale può essere distribuito su più pezzi. La stampa 3D di parti ESD, invece, ha lo stesso costo per il primo pezzo e per il millesimo. È l'ideale per la produzione di volumi medio-bassi o per prototipi, strumenti e pezzi di produzione personalizzati.
A seconda della geometria e delle dimensioni del pezzo, la stampa 3D è in genere più conveniente per lotti fino a 5.000 pezzi. Se avete in mente un pezzo specifico, i nostri esperti possono calcolare il punto di svolta per voi.
Talk to An Expert
Siemens AG ha utilizzato la stampa 3D ESD per le pinze robotiche che interagiscono strettamente con l'elettronica sensibile nel suo impianto di automazione di processo.
Liberty Electronics ha trovato nella stampa 3D ESD la soluzione ottimale per creare un dispositivo per montare un condensatore ceramico e un sensore di temperatura durante un ciclo di polimerizzazione ad alta temperatura di una resina epossidica strutturale.
Lockheed Martin ha utilizzato materiali 3D ESD per creare parti in grado di resistere ai requisiti più severi per i voli spaziali. Secondo quanto dicono, la stampa 3D raggiunge il triplo delle prestazioni tecniche, dei costi e della velocità. Nella produzione tradizionale, il motto è sempre stato "scegline due qualsiasi".
Per saperne di più sui materiali di stampa 3D ESD-safe di Stratasys o contattateci per trovare la soluzione migliore per voi.
Effy Shafner è uno scrittore dedicato al content marketing di Stratasys. Con una laurea in ingegneria elettrica e oltre dieci anni di esperienza nella scrittura di contenuti tecnici di marketing, Effy apporta al suo lavoro una miscela unica di creatività e pensiero strategico. Ha pubblicato articoli di alto livello su piattaforme di settore, blog post per siti aziendali e documentazione tecnica. Prima del suo ruolo attuale, Effy ha lavorato a progetti di ricerca e sviluppo incentrati su dispositivi di misurazione laser e ha scritto un blog in cui ha condiviso approfondimenti sulla misurazione di vari aspetti dei laser, oltre a lavorare sulla documentazione tecnica nel settore delle telecomunicazioni. Effy è sempre desideroso di apprendere, prendendo argomenti complicati e rendendoli coinvolgenti, accessibili e facili da capire.
