새로운 ESD 안전 소재를 사용하여 제조업체가 3D 프린팅으로 확장 가능

Formlabs는 제조업체가 전자 제품 제조 라인의 위험을 줄이고 수율을 높일 수 있도록 설계된 ESD Resin을 출시하게 되어 기쁘게 생각합니다. ESD Resin은 공장 현장에서 사용하도록 설계된 정전기 소산 부품을 생산하기 위한 비용 효율적인 솔루션입니다. 

ESD Resin의 작동 방식을 살펴보고 실내 공기 질 개선 회사인 HAVEN 사가 ESD 소재를 사용하여 어떻게 제조 규모를 확장하고 ESD 안전 지그 및 고정 장치를 사용하여 레이저 고장을 방지했는지 알아보세요.

정전기 방전(ESD)은 충전된 두 물체 사이에 갑자기 전기가 흐를 때 발생하는 현상입니다. 여러 절연 부품 사이에 마찰이 생기면 정전기가 축적됩니다. 이 부품 중 하나가 도체와 접촉하면 도체로 전기가 방출됩니다. 이는 회로판과 같은 ESD에 민감한 부품이 규정되지 않은 정전기 방전으로 인해 손상될 수 있어서 특히 전자 업계에선 위험합니다. 지그가 인클로저에 닿으면서 생기는 작은 마찰은 전자의 축적을 유발하고 정전기 방전을 초래하여 전기 부품이 단락되고 제품이 작동하지 않게 됩니다. ESD에 민감한 부품과 관련된 공정에 대한 제어가 부족하면 전체 생산 수율을 떨어뜨릴 수 있습니다.

ESD 소재는 전자 제품과 같은 정전기 충격에 민감한 부품을 보호하기 위해 정전기를 소산합니다. ESD 소재는 진정한 "도체"가 아니지만, 정전기 충격이 발생할 경우 전자가 그 표면을 흐르면서 소산합니다.

접지되면 ESD 소재는 전하가 갈 수 있는 장소를 제공하므로 전자가 표면에 걸쳐서 접지된 지점으로 무해하게 흐르게 합니다. ESD 소재는 접지 시 정전기 방지 기능이 있어 먼지, 파우더, 스티로폼 등 작은 입자가 달라붙지 않게 하는 장점도 있습니다. 많은 전자 제품 생산 시설에서 이런 입자가 축적되면 정교한 전기 및 기계 시스템의 실패를 초래합니다. 툴링 및 어셈블리 절차를 위한 ESD 소재는 전하 과부하와 정전기가 축적이 생길 경우에 고장 위험을 최소화합니다. 제조업체들은 전통적으로 이런 소재를 가공된 금속에 의존해 왔지만, 이제는 3D 프린팅에도 솔루션이 있습니다. 

3D 프린팅은 다양한 응용 분야에서 기계 가공하는 데 더 저렴하고 빠른 대안이지만, 이전에는 고품질 ESD 소재로 3D 프린팅할 수 있는 옵션이 거의 없었습니다. 많은 중소 제조업체들이 접근할 수 없는 고가 시스템이었거나, 저품질 기계로 출력되어 산업 환경에서 신뢰할 수 없었기 때문입니다. 

ESD Resin을 사용하는 Formlabs SLA 프린터는 이제 광범위한 업계에서 특정 응용 분야와 워크플로에 필수적인 솔루션을 제공합니다. 대부분의 제조된 제품에는 전자 부품이 있어서 ESD 안전 소재가 필요합니다. 

제조 부품을 프로토타이핑할 때 테스트와 검증을 위해서는 모든 부품이 함께 작동해야 하며 전자 부품이 원활하게 작동해야 합니다. 기계 가공은 아웃소싱 비용이 많이 들기 때문에 제조업체가 프로토타이핑 제작 단계에서 제품을 빼낼 수 없습니다. ESD Resin 강도는 다른 3D 프린팅 ESD 안전 소재보다 높기 때문에 엔지니어는 기계적 또는 전기적 고장 위험 없이 프로토타입을 제작할 수 있습니다. 

전기 부품과 관련된 생산 라인에서는 ESD 안전 소재에 모든 접점에 필요하기 때문에 지그와 고정 장치는 일반적으로 도체인 금속으로 가공되어 왔습니다. 이제 제조업체는 ESD Resin에 지그와 고정 장치를 출력하여 민감한 전기 부품에서 정전기를 안전하게 우회할 수 있습니다. ESD Resin의 높은 탄성계수와 인성은 강도와 내구성이 중요한 생산 환경에 이상적입니다.

어셈블리 후에 여러 공정 단계를 거치는 동안이나 공장 현장에서 나가기 전에 전기 부품을 안전하게 밀폐하고 고정해야 합니다. 고정 트레이는 크기가 크고 기하학 맞춤형인 경우가 많아 기계 가공 비용이 많이 듭니다. ESD Resin을 사용하면 제품 사양에 맞게 고정 트레이와 인클로저를 신속하게 제작할 수 있고 작업 공간에서 정전기가 발생하거나 부품을 단락시키는 취급자의 접촉 없이 제품을 안전하게 보관할 수 있습니다. 

Formlabs의 새로운 ESD Resin을 통해 모든 규모의 제조업체는 비용 효율적인 솔루션으로 맞춤형 ESD 안전 생산 툴링을 제작할 수 있어 전자제품 제조 라인의 운영 효율성을 높일 수 있습니다. 

밴쿠버에 본사를 둔 실내 공기 질 개선 회사 HAVEN 사는 ESD 소재를 프로토타이핑 및 설계에 이미 의존하던 고품질 및 경제적인 SLA 프린터를 사용할 수 있는 이점을 즉시 인식했습니다.

HAVEN 사는 실내 공기 질 개선 제품 라인을 만듭니다. HAVEN 사의 제품군은 공기 질 모니터와 공기 제어기로 구성되어 있어 실내 공기 질을 위한 완전한 밀폐형 솔루션을 제공합니다. HAVEN 사의 엔지니어는 Form 3 및 Form 3L 프린터를 사용하여 수년간 HAVEN 사의 부품을 프로토타이핑해왔지만, ESD 툴링 부품을 위한 금속 가공은 아웃소싱해야 했습니다. 

HAVEN 사의 수석 엔지니어 Phil Tsao는 이렇게 말합니다. "ESD 요구 사항 때문에 과거에는 프린터를 사용하여 먼저 프로토타입을 제작한 다음 CNC 기계를 사용했습니다. ESD 제약이 없다면 2주가 아닌 2일 만에 직접 출력하여 부품을 받을 수 있습니다." 

ESD 위생은 HAVEN 사의 생산라인에서 특히 중요합니다. 적은 양의 정전기 방전에도 일체형 레이저 부품이 탈 수 있습니다. HAVEN 사는 수년 전 상당량의 초기 장치에 숨겨진 장애나 조기 고장이 발생하자 이러한 사실을 힘든 경험으로 알게 되었습니다. 팀은 실패 원인이 몇 볼트의 정전기 방전이 레이저를 손상시킨 납땜 스테이션이라는 걸 알게 됐습니다. 그 이후로 ESD 프로토콜이 운영의 중요한 위치를 차지하게 됐습니다.

Lavrovsky는 이렇게 말합니다. "모두가 일을 멈추고 근본 원인을 파악해야 하는 상황이었습니다. 그 일로 평생 더 높은 수준으로 관리하게 됐습니다. ESD와 관련된 모든 것에 대해 부단한 경계를 강요했습니다." 

HAVEN 사는 ESD Resin을 사용하여 ESD 규정 준수를 그대로 유지하면서 사내 3D 출력 속도를 활용할 수 있습니다. ESD Resin을 베타 테스트할 기회가 주어졌을 때 HAVEN 사는 아웃소싱된 금속 가공 워크플로를 사내 3D 프린팅 가능한 솔루션으로 전환하는 실무 사례로 보았습니다. 

Tsao는 이렇게 말합니다. "과거에 ESD를 처리하는 솔루션이 있었지만, 속도가 느리고 비용이 많이 들었습니다. 당사의 작은 알루미늄 부품 중 하나는 약 $500입니다. ESD Resin으로 출력하면 다음 날 완성되고 비용도 10분의 1 이하로 내려갑니다."

단일 재료를 사용하여 한 워크플로에서 프로토타입 제작, 테스트 및 제조가 가능하기 때문에 HAVEN 사의 프로세스를 더욱 민첩하게 수행할 수 있으며 이는 하드웨어 스타트업 시 매우 중요합니다. 이러한 민첩성은 확장 기회도 의미합니다. Lavrovsky는 현재 기존 알루미늄 픽스터링이 적용된 기존 생산 라인에 모두 사용할 수 있을 뿐만 아니라 3D 프린팅 ESD Resin 픽스터링이 적용된 새로운 라인을 추가하여 생산 규모를 확대할 계획입니다. 

Lavrovsky는 이렇게 말합니다. "우리 목표는 제조 워크플로를 완벽하게 만드는 겁니다. 불확실성을 최소화하기 위해서 모든 조처를 해야 합니다. ESD Resin은 위험을 훨씬 더 줄일 수 있는 기회를 줍니다." 

ESD Resin은 당사 매장 및 공식 리셀러 파트너를 통해 구입이 가능하며, Form 3/3B, Form 3+/3B+, and Form 3L/3BL 프린터에 사용됩니다. 새로운 ESD Resin에 대해 궁금한 점이 있으세요? 당사 영업팀에 문의하셔서 사용하실 응용 분야에 ESD Resin이 적합한지 상담을 받아보세요.

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