Formlabs 很高興宣布推出全新 ESD 樹脂，這是一種專為製造商設計的材料，旨在降低其電子生產線的風險並提高產量。 ESD Resin 是一種經濟高效的解決方案，用於生產設計用於廠車廠的靜電耗散部件。
繼續閱讀以了解 ESD 樹脂的工作原理，以及室內空氣質量公司 HAVEN 如何使用 ESD 樹脂來擴大製造規模並通過使用 ESD 安全夾具和固定裝置防止激光故障。
什麼是靜電放電？
當兩個帶電物體之間突然出現電流時，就會發生靜電放電 (ESD)。 當多個絕緣組件之間摩擦時，靜電會累積。 當這些組件之一與導體接觸時，電流會釋放到導體中。 這在電子行業中尤其危險，因為不受管制的靜電放電可能會損壞電路板等 ESD 敏感部件。 像夾具接觸外殼所產生的摩擦一樣小的東西會導致電子積聚並導致靜電放電，從而使電氣元件短路並導致產品無法正常工作。 對涉及 ESD 敏感部件的工藝缺乏控制會降低整體生產率。
什麼是防靜電材料？
ESD 材料會消散靜電，以保護可能對靜電衝擊敏感的組件，例如電子設備。 ESD 材料不是真正的“導體”，但如果發生靜電衝擊，電子能夠流過它們的表面以消散靜電衝擊。
接地後，ESD 材料為電荷提供了一個去處，允許電子無害地流過其表面並進入接地點。 另一個好處是 ESD 材料在接地時具有抗靜電性，這意味著灰塵、粉末和聚苯乙烯泡沫塑料等小顆粒不會粘在它們上面。 在許多電子製造設施中，這些顆粒會導致精密的電氣和機械系統堆積並最終出現故障。 用於工具和組裝程序的 ESD 材料可最大限度地降低電荷過載和靜電積聚情況下的故障風險。 製造商傳統上依賴機加工金屬製造這些材料，但現在有 3D 打印解決方案。
用於電子製造中 3D 打印部件的 ESD 樹脂
在許多應用中，3D 打印是一種成本更低、速度更快的機械加工替代方案，但之前 3D 打印高質量 ESD 材料的選擇很少。 它們要么是許多中小型製造商無法企及的高價系統的一部分，要么是在質量較低的機器上打印的，在工業環境中不可靠。
採用 ESD 樹脂的 Formlabs SLA 打印機現在提供的解決方案對於廣泛行業的特定應用和工作流程至關重要。 許多製成品都有電子元件，因此需要防靜電材料來處理它們。
在對製造零件進行原型設計時，測試和驗證需要所有組件一起發揮作用，並且電子組件需要平穩運行。 加工外包成本高昂，交貨時間長，這使製造商無法將其產品從原型製作階段推出。 由於 ESD Resin 的韌性高於許多其他 3D 打印的 ESD 安全材料，工程師可以在沒有機械或電氣故障風險的情況下進行原型製作。
Fuse Sift 內的粉末處理管原型，用 ESD 樹脂印刷。 它的抗靜電特性允許粉末自由流動而不是粘在管內。
在涉及電氣元件的生產線上，所有接觸點都需要 ESD 安全材料，因此夾具和固定裝置通常由金屬加工而成，這些金屬本質上是導體。 現在，製造商可以在 ESD 樹脂中打印夾具和固定裝置，以安全地將靜電從敏感的電氣部件中轉移出去。 ESD 樹脂的高模量和韌性使其成為強度和耐用性至關重要的生產環境的理想選擇。
ESD Resin 樣品部件是在使用期間支撐萬用表探頭的夾具，可減少靜電荷積聚的可能性，同時允許工程師免提讀數。
組裝後，電氣元件需要在流程的不同階段或離開車廠之前安全地封閉和固定。 托盤很大，而且通常具有定制的幾何形狀，因此加工成本很高。 使用 ESD 樹脂，可以快速製造保持托盤和外殼，以定制適合產品規格，並安全地保持產品，而不會從房間產生靜電，也不會接觸到使部件短路的處理程序。
這種由 ESD 樹脂製成的組件托盤可容納集成電路板，以便在製造設施中安全存儲和運輸。
電子製造商 HAVEN 如何將 ESD 安全部件的成本和交貨時間降低多達 90%
借助 Formlabs 的新型 ESD 樹脂，各種規模的製造商都可以通過具有成本效益的解決方案來創建定制的 ESD 安全生產工具，從而提高其電子生產線的運營效率。
總部位於溫哥華的室內空氣質量公司 HAVEN 立即認識到，在他們已經依賴於原型設計和設計同樣高質量且價格合理的 SLA 打印機上使用 ESD 材料的好處。
“每個人都認識到 3D 打印在產品設計和快速原型製作中的實用性。 我們開始看到它在製造業中的價值——建立生產線。”- Vlad Lavrovsky，HAVEN 首席技術經理
HAVEN 創造了一系列室內空氣質量產品。 HAVEN 產品線由空氣質量監測器和空氣控制器組成，為室內空氣質量提供完整的閉環解決方案。 HAVEN 工程師多年來一直使用 Form 3 和 Form 3L 打印機製作 HAVEN 組件的原型，但不得不將金屬加工外包給 ESD 工具組件。
“由於 ESD 要求，過去我們首先使用打印機進行原型製作，然後是 CNC 機床。當我們沒有 ESD 限制時，我們會直接打印並在兩天而不是兩週內獲得零件，”HAVEN 首席工程師 Phil Tsao 說。
ESD 衛生對於 HAVEN 的生產線尤為重要——即使是少量的靜電放電也可能燒毀其集成的激光組件。幾年前，當大量早期設備出現潛在故障或過早故障時，HAVEN 以艱難的方式了解到這一點。團隊最終將故障原因追溯到他們的焊接站，那裡有幾伏的靜電放電損壞了激光器。從那時起，ESD 協議就一直處於他們操作的最前沿。
“這是一個全員，工具，找到根本原因的情況。它真的使我們永遠擁有更高標準的護理。當涉及到與 ESD 相關的任何事情時，它迫使人們永遠保持警惕，”Lavrovsky 說。
使用 ESD Resin 使 HAVEN 能夠利用內部 3D 打印的速度，而不會犧牲 ESD 合規性。當有機會對 ESD Resin 進行 beta 測試時，HAVEN 看到了將其外包金屬加工工作流程轉換為內部 3D 打印解決方案的商業案例。
“過去肯定有處理 ESD 的解決方案，但它們速度慢且成本高。 我們的一個小型鋁製零件大約是 500 美元。 我們用 ESD Resin 打印出來，第二天就以 10 分之一甚至更低的成本拿到了它，”Tsao 說。
能夠使用單一材料在一個工作流程中進行原型設計、測試和製造，使 HAVEN 的流程更加靈活，這對他們作為硬件初創公司來說非常重要。 這種敏捷性也代表著擴大機會。 Lavrovsky 計劃擴大生產規模，因為他既可以使用帶有傳統鋁夾具的原始生產線，又可以增加一條帶有 3D 打印 ESD 樹脂夾具的新生產線。
“我們的目標是使我們的製造工作流程完美無缺。 我們希望將不確定性降至最低……您採取一切可能的措施。 ESD 樹脂讓我們有機會進一步降低風險，”Lavrovsky 說。