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El nuevo material antiestático que permite a los fabricantes crecer con la impresión 3D

Electronics 3D Printing with ESD Safe Material

Desde Formlabs, nos complace anunciar el lanzamiento de la ESD Resin, un material diseñado para que los fabricantes reduzcan el riesgo y aumenten el rendimiento de sus líneas de fabricación de productos electrónicos. La ESD Resin es una solución rentable para producir piezas disipadoras de estática, diseñadas para el uso en la fábrica.

Sigue leyendo para saber cómo funciona la ESD Resin y cómo la utiliza la empresa de calidad del aire en interiores HAVEN para expandir la fabricación de sus productos y prevenir los fallos del láser mediante el uso de dispositivos de sujeción con guía y accesorios antiestáticos.

ESD-safe resin
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Presentación de la ESD Resin de Formlabs

Descubre la ESD Resin, un material de impresión 3D rentable para producir piezas disipadoras de estática, diseñadas para el uso en la fábrica.

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¿Qué es la descarga electrostática?

La descarga electrostática (ESD, por sus siglas en inglés) se produce cuando surge un flujo de electricidad repentino entre dos objetos con carga. La electricidad estática se acumula cuando hay fricción entre los múltiples componentes aislantes. Cuando uno de estos componentes entra en contacto con un material conductor, la electricidad se descarga en este. Esto es especialmente peligroso en la industria electrónica, en la que se pueden dañar las piezas sensibles a las descargas electroestáticas como las placas de circuito debido a una descarga estática no regulada. Algo tan insignificante como la fricción que se produce cuando un dispositivo de sujeción toca una carcasa puede generar una acumulación de electrones y producir una descarga electrostática, lo que da lugar a un cortocircuito en los componentes eléctricos y a un producto que no funciona. Así que la falta de control sobre los procesos en los que intervienen las piezas sensibles a las descargas electroestáticas puede disminuir el rendimiento global de la producción.

¿Qué son los materiales antiestáticos?

Los materiales antiestáticos disipan la electricidad estática para proteger los componentes que pueden ser sensibles a las descargas electroestática, como los componentes electrónicos. En realidad, estos materiales no son "conductores", pero los electrones capaces de fluir a través de sus superficies para disipar las descargas estáticas cuando ocurren.

Cuando se conectan a tierra, los materiales antiestáticos le proporcionan a la carga eléctrica un lugar al que dirigirse, lo que permite que los electrones fluyan sin causar daño a través de su superficie y hacia un punto de tierra. Otra ventaja es que estos materiales son antiestáticos cuando están conectados a tierra, por lo que las partículas pequeñas como el polvo, el polvo de impresión o el poliestireno no se adhieren a ellos. Estas partículas tienden a acumular electricidad estática y acaban provocando el fallo de sistemas mecánicos y eléctricos delicados en muchas fábricas de productos electrónicos. Los materiales antiestáticos para el utillaje y los procedimientos de ensamblaje minimizan el riesgo de error tanto en casos de sobrecarga eléctrica como de acumulación estática. Tradicionalmente, los fabricantes recurrían a los metales mecanizados para obtener estos materiales, pero ahora disponen de soluciones de impresión 3D. 

La ESD Resin, para la impresión de piezas en 3D en la fabricación de productos electrónicos

La impresión 3D es una alternativa más barata y rápida al mecanizado en muchas aplicaciones, pero hasta ahora había pocas opciones para imprimir en 3D materiales antiestáticos de alta calidad. Bien porque son parte de un sistema muy caro que está fuera del alcance de muchas fábricas pequeñas y medianas, o bien porque se imprimen con impresoras de baja calidad y son poco fiables en entornos industriales. 

Ahora, las impresoras SLA de Formlabs con ESD Resin ofrecen una solución que es vital para las aplicaciones procesos de trabajo específicos en una amplia gama de sectores. La mayoría de los productos manufacturados contienen componentes electrónicos, por lo que se necesitan materiales antiestáticos para manipularlos.

ESD Safe 3D Printing Resin

Cuando se fabrican los prototipos de las piezas, todos los elementos deben funcionar juntos durante el proceso de ensayo y validación y los componentes electrónicos tienen que funcionar sin problemas. La subcontratación del mecanizado es cara y conlleva plazos de producción largos, lo que les impide a los fabricantes sacar sus productos de la fase de prototipo. Dado que la tenacidad de la ESD Resin es mayor que la de muchos otros materiales antiestáticos impresos en 3D, los ingenieros pueden crear prototipos sin riesgo de fallo mecánico o eléctrico. 

ESD Safe 3D Printing Material

En una cadena de producción en la que intervienen componentes eléctricos, los materiales antiestáticos son necesarios en todos los puntos de contacto. Por lo general, los dispositivos de sujeción con guía y las fijaciones están hechos de metal, que es un conductor por naturaleza. Pero ahora, los fabricantes pueden imprimirlos en la ESD Resin para desviar de forma segura la electricidad estática de las piezas eléctricas sensibles. El módulo y tenacidad elevados de la ESD Resin la hacen ideal para los entornos de producción donde la resistencia y durabilidad son esenciales.

ESD Resin Formlabs

Después del montaje, los componentes eléctricos deben encerrarse y sujetarse de forma segura durante las diferentes fases del proceso o antes de salir de la fábrica. Las bandejas de soporte son grandes y a menudo tienen formas geométricas personalizadas, lo que encarece su mecanizado. Las bandejas de soporte y las carcasas pueden fabricarse rápidamente con la ESD Resin para adaptarse a las características de los productos y para almacenarlos de forma segura sin que la estática del entorno o el contacto de los manipuladores produzca un cortocircuito en la pieza. 

Electrostatic Discharge Safe Material 3D Printed Part
ESD Safe 3D Printing Resin Sample Part
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Cómo el fabricante de productos electrónicos HAVEN redujo el coste y el plazo de producción de las piezas antiestáticas hasta un 90 %

Los fabricantes de todos los tamaños pueden aumentar la eficiencia del trabajo de sus cadenas de producción de electrónica con la nueva ESD Resin de Formlabs, una solución rentable para crear utillaje de producción antiestático hecho a medida. 

La empresa de calidad del aire en interiores HAVEN con sede en Vancouver reconoció inmediatamente los beneficios de disponer de un material antiestático en las impresoras SLA de alta calidad y asequibles que ya utilizaban para sus diseños y prototipos.

"Todos reconocen la utilidad de la impresión 3D en el diseño de productos y la creación rápida de prototipos. Estamos empezando a ver el valor que tiene en la fabricación, creando la línea que fabrica el producto"

- Vlad Lavrovsky, director tecnológico de HAVEN

HAVEN crea una línea de productos de calidad del aire interior. Esta línea de productos está compuesta por un monitor de calidad del aire y un regulador del aire que proporcionan una solución integral de circuito cerrado para la calidad del aire interior. Los ingenieros de HAVEN han creado los prototipos de los componentes de la empresa con las impresoras Form 3 y Form 3L durante años, pero tenían que externalizar el mecanizado de metales para los componentes de utillaje antiestáticos. 

ESD compliant tooling components

"Debido a los requisitos antiestáticos, siempre hemos usado primero las impresoras para crear los prototipos y después la máquina CNC. Cuando no había problemas de descarga electrostática, imprimíamos directamente y obteníamos las piezas en dos días en vez de en dos semanas", señaló el ingeniero jefe de HAVEN, Phil Tsao. 

La limpieza ESD es particularmente importante para las cadenas de producción de HAVEN, ya que incluso una pequeña descarga electrostática podría quemar el componente láser integral. La empresa lo aprendió por las malas hace años, cuando una cantidad significativa de los primeros dispositivos tuvieron fallos latentes y prematuros. Al final, el equipo localizó la causa del error en la estación de soldadura, en la que unos cuantos voltios de descarga electrostática estaban dañando el láser. Desde entonces, el protocolo antiestático ha estado al frente de todas sus operaciones.

"Se necesitaba toda la ayuda posible, así que dejamos lo que estábamos haciendo para encontrar la causa de esa situación. Esto nos obligó a tener un mayor cuidado de ahí en adelante. Nos vimos obligados a vigilar constantemente todo lo relacionado con las descargas electroestáticas", dijo Lavrovsky. 

El uso de la ESD Resin permite que HAVEN aproveche la velocidad de la impresión 3D in situ sin sacrificar la conformidad antiestática. Cuando pudieron hacer una prueba de fase beta de la ESD Resin, se percataron de que podían cambiar su proceso de trabajo de mecanizado de metales externalizado por una solución de impresión 3D de uso interno.

Prototyping with ESD safe materials

"Sin duda había soluciones para lidiar con las descargas electrostáticas en el pasado, pero eran lentas y caras. Una de nuestras piezas pequeñas de aluminio cuesta unos 500 $. La imprimimos con la ESD Resin y estuvo lista al día siguiente por la décima parte del coste o menos", afirmó Tsao.

ProcesoCostePlazo de producción
Mecanizado de aluminio500$Dos semanas
ESD Resin40-50 $Un día

La posibilidad de crear prototipos, realizar ensayos y fabricar en un solo proceso de trabajo y empleando un único material agiliza el proceso de HAVEN, algo muy importante al ser una empresa emergente de hardware. Esta agilidad también representa oportunidades de ampliación. Lavrovsky se plantea expandir la producción ahora que puede utilizar tanto la cadena de producción con accesorios de aluminio tradicionales como una nueva cadena adicional con accesorios impresos en 3D con la ESD Resin. 

"Nuestro objetivo es hacer que el proceso de trabajo de fabricación sea perfecto. Queremos que la incertidumbre sea mínima... Estamos tomando todas las medidas posibles. La ESD Resin nos da la oportunidad de reducir aún más el riesgo", señaló Lavrovsky.

Comienza ya a usar la ESD Resin

La ESD Resin ya está disponible en nuestra tienda y en las de los revendedores, para utilizarse en la Form 3/3B, la Form 3+/3B y la Form 3L/3BL. ¿Tienes preguntas sobre este producto? Contacta con nuestro equipo de ventas para evaluar la ESD Resin para el uso que quieras darle.

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