¿Qué son los filamentos antiestáticos?

La descarga electrostática (ESD) se conoce comúnmente como electricidad estática. Estas descargas ocurren cuando se acumula una carga eléctrica y luego se transfiere a otro objeto, a menudo acompañada de una chispa, esto puede causar defectos en el producto o conducir a circunstancias inseguras. 

Los materiales antiestáticos se utilizan principalmente en la fabricación de productos electrónicos, debido a que reducen la descarga de electricidad estática y evitan daños a los productos. Cuando se imprimen con material seguro contra ESD, las piezas se pueden usar de manera segura y sin preocupaciones, lo que garantiza que los resultados sean de calidad, a tiempo y rentables. Estos materiales también evitan que se adhieran polvos o partículas finas a la superficie de los objetos impresos.

Estos materiales tienen una clasificación de resistencia superficial de 1x104 ohms (Ω) a 1 x 1011 ohms (Ω). lo que indica que son materiales disipativos. Si es menor que ese rango, es conductivo., si es mayor, entonces es un aislante. Los filamentos seguros contra ESD se fabrican combinando un material base como ABS, PCTG, TPU o PA y un aditivo de carbono como nanotubos de carbono, negro de carbono o fibra de carbono, dependiendo del fabricante.

El fabricante de filamentos Smart Materials 3D, ofrece dos materiales seguros contra ESD como el ABS y TPU.

• ABS ESD: No acumula estática, tampoco atrae partículas de polvo, por lo que es ideal para lugares donde se requiera disponer de un entorno limpio. Este material se imprime a 265°C-285°C y con una temperatura de cama de 100°C-110°C.
• TPUCF: El filamento flexible con fibras de carbono ofrece propiedades mejoradas como alta resistencia a la tracción, alta tolerancia al calor y una mayor resistencia química. Además, la fibra de carbono le confiere conductividad eléctrica por lo que es ideal para aplicaciones que requieren protección contra descargas electroestáticas (ESD). Este material se imprime a 215°C-245°C y con una temperatura de cama de 45°C-60°C.

Por otra parte, Essentium ofrece cinco materiales seguroscontra ESD (Colección Z), para su fabricación utiliza un proceso de extrusión patentado para extruir un filamento multicapa que concentra los nanotubos en la superficie del filamento en lugar de en todo el volumen del material. Estos materiales fáciles de imprimir y están disponible en varios tamaños y diámetros.

• PCTG-Z: Es un material fácil de imprimir con una resistencia al impacto significativamente mayor en comparación con PETG. Se imprime a una temperatura de 250°C-270°C y temperatura de cama de 70°C-80°C. Aplicaciones: jigs y fixtures semiconductores para electrónica, Calibraciones internas de máquinas, Componentes de robótica y automatización, Piezas para ambientes a prueba de explosiones.
• HTN-Z: Filamento de mayor resistencia a la temperatura con disipación de estática, diseñado para manufactura de electrónicos de uso medio, tiene propiedades mecánicas y térmicas mejoradas en comparación con los Nylon estándar. Se imprime a una temperatura de 270°C-290°C y temperatura de cama de 70°C-80°C. Aplicaciones: Auxiliar de ensamble para aparatos electrónicos, Plantillas de alineación de boquillas, Cajas eléctricas, Accesorios de colocación para placa de circuito impreso (PCB).
• TPU80A-Z: Filamento de menor dureza (más suave, más flexible), su baja fricción permite una alimentación más fácil durante la impresión. Se imprime a una temperatura de 240°C y temperatura de cama de 80°C. Aplicación: jigs and fixtures para fabricación de productos electrónicos, Colectores de piezas, correas para zapatos, Parachoques, amortiguadores de vibraciones, soportes de aislamiento.
• TPU95A-Z: filamento de durómetro medio, su baja fricción permite una alimentación más fácil durante la impresión. Se imprime a una temperatura de 240°C y temperatura de cama de 80°C. Aplicación: jigs and fixtures para fabricación de productos electrónicos. Insertos de estuches de protección, Aislamiento de vibración automotriz, Empuñaduras blandas sobremoldeadas, Mangueras y ductos flexibles.
• TPU74 D-Z: Filamento de alta dureza, es un reemplazo directo del ABS cuando se requiere una dureza extrema. Se imprime a una temperatura de 230°C-250°C y temperatura de cama de 50°C-80°C. Aplicación: jigs and fixtures para fabricación de productos electrónicos, Cubiertas resistentes a la abrasión, Pinzas robóticas, Aislamiento de vibración de carga pesada, Componentes estructurales resistentes al impacto.

Es importante asegurarse de que la configuración de la impresora sea correcta, esto puede mejorar los efectos de un material, lo que a veces aumenta el grado de protección contra ESD. Para conseguir una buena resistencia superficial se recomienda utilizar la mayor temperatura de extrusión recomendada por el fabricante posible. Se recomienda mantener la altura de capa entre 0.15 y 0.25 mm para una boquilla de 0.4mm.

Si se imprimen capas demasiado delgadas se puede dañar la retícula conductiva que recubre al filamento y esto reduce la conductividad. Si desea medir la resistencia superficial en piezas pequeñas se requiere utilizar una sonda de resistencia de dos puntos.

Algunos ejemplos de aplicaciones de uso final de materiales seguros contra ESD son:
 

• Soportes de sujeción y herramientas de montaje de componentes electrónicos
• Fabricación de placas de circuito
• Piezas y herramientas industriales
• Carcasas para dispositivos electrónicos
• Piezas microelectrónicas
• Piezas necesarias para ser resistentes a productos químicos y descargas electrostáticas