Les décharges électrostatiques (ESD) peuvent causer des dommages irréversibles aux appareils électroniques sensibles.
Les décharges électrostatiques (ESD) peuvent endommager les circuits imprimés et les composants électroniques, entraînant des rappels de produits coûteux. Il existe de nombreuses méthodes éprouvées pour fabriquer des composants protégés contre les décharges électrostatiques, comme le moulage par injection et l'usinage CNC. Cependant, le moulage par injection n'est économiquement viable que pour la production en grande série. L'usinage CNC peut engendrer des coûts élevés et des délais de livraison longs. L'impression 3D est plus adaptée aux pièces personnalisées et à la production en petites séries.
Voici quelques exemples où l’impression 3D antistatique est probablement votre meilleure option:
Le dénominateur commun ici est une production personnalisée, en faible volume ou unique, ainsi qu'une exigence de sécurité ESD.
L’impression de composants antistatiques grâce à la fabrication additive peut avoir des avantages significatifs sur votre cycle de vie de production, avec des effets d’entraînement sur l’ensemble de votre entreprise.
Comparée aux méthodes de fabrication traditionnelles comme le moulage par injection et l'usinage CNC, l'impression 3D de pièces ESD réduit considérablement le gaspillage de matériaux et les coûts de main-d'œuvre. Elle est idéale pour les prototypes, les outils et les pièces de production en petite série ou sur mesure, sans nécessiter de moules ou de configurations d'usinage coûteux.
Les aides à la production et les pièces imprimées en 3D, résistantes aux décharges électrostatiques, peuvent être prêtes en quelques heures ou quelques jours, contre plusieurs semaines pour les pièces usinées. Grâce à des modifications de conception faciles, vous pouvez rapidement affiner et optimiser vos conceptions. Cela vous permet non seulement d'utiliser votre aide à la production plus rapidement, mais aussi d'optimiser davantage votre conception (chaque itération étant beaucoup plus rapide). Vous obtiendrez ainsi un outil de production plus ergonomique, plus performant, ou tout simplement plus bien conçu.
Dans cette optique, la fabrication additive permet de créer des pièces robustes et durables, tout en étant légères. Ceci est rendu possible grâce à l'utilisation de matériaux plus légers et à la possibilité de produire des pièces avec des structures en treillis internes et des motifs de remplissage, impossibles à réaliser avec les méthodes traditionnelles.
Plusieurs composants peuvent également être combinés en une seule pièce optimisée, réduisant ainsi le temps d'assemblage et les points de défaillance.
L'impression 3D est idéale pour l'internalisation et la gestion des stocks numériques à la demande. L'internalisation réduit les délais et est essentielle pour atténuer les turbulences politiques et économiques. Produire les pièces en interne vous évite de dépendre de fournisseurs externes. C'est également un atout pour la protection de la propriété intellectuelle de votre entreprise.
Un inventaire numérique est idéal pour minimiser les coûts de stockage des pièces détachées. L'impression à la demande est également intrinsèquement plus durable, car vous ne fabriquez pas ce dont vous n'avez pas besoin.
Chez Stratasys, nous disposons de deux technologies qui prennent en charge les matériaux antistatiques:
Chacune de ces méthodes offre des avantages uniques lors de la production de pièces dissipatives statiques, en fonction des exigences spécifiques de l'application.
Le FDM est un procédé d'impression 3D par extrusion utilisant des filaments thermoplastiques. Ces filaments peuvent être imprégnés de matériau pour les rendre conducteurs ou dissipatifs et ainsi les transformer en filaments antistatiques. Le FDM peut être utilisé pour la fabrication de pièces robustes et antistatiques de grande taille, telles que des auxiliaires de production, des montages et des boîtiers électroniques.
Avantages de l'utilisation de l'impression 3D FDM pour les applications ESD :
Ce procédé à base de résine durcit des couches de photopolymère liquide par projection numérique de lumière, produisant ainsi des pièces isotropes de haute précision avec un état de surface lisse. Le DLP est idéal pour les petits boîtiers électroniques complexes, les connecteurs et les composants de haute précision où la précision est essentielle. Les pièces sont difficilement différenciables des pièces moulées par injection.
Avantages de l'utilisation de l'impression 3D DLP pour les applications ESD:
Choisir le bon matériau peut vous faire gagner beaucoup de temps et vous éviter bien des soucis à long terme. L'essentiel est bien sûr d'adapter les spécifications du matériau aux exigences de votre application. Avant cela, il est conseillé de prendre du recul et de choisir la technologie d'impression 3D la mieux adaptée à vos besoins.
Le tableau suivant présente une comparaison très détaillée des technologies d'impression FDM et DLP de qualité industrielle. Par souci de simplicité, il est représenté par de larges traits. Pour des spécifications ou des détails particuliers, consultez notre site web ou contactez l'un de nos experts.
Chez Stratasys, nous proposons quatre matériaux adaptés aux applications sensibles aux décharges électrostatiques : trois matériaux FDM et un pour le DLP. Le tableau comparatif suivant résume les principales caractéristiques de chacun de ces matériaux. Pour plus d’ information, contactez votre représentant local Stratasys.
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Paramètre |
Antero® 840CN03 | |||
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Gamme ESD [Ω/sq] |
106 – 108 |
104 – 109 |
104 – 109 |
104 –109 |
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Plus petite fonctionnalité [µm] |
90 (XY) 100 (Z) |
127 (Z) |
127 (Z) |
127 (Z) |
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Allongement à la rupture [%] |
2 |
12 (XZ) 1.9 (ZX) |
3.4 (XZ) 1.59 (ZX) |
5.2 (XZ) 2.7 (ZX) |
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Limite d'élasticité [MPa] |
45-50 |
93.9 (XZ) 53.1 (ZX) |
35.4 (XZ) No yield (ZX) |
49.4 (XZ) 37.9 (ZX) |
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Module [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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Température de déflection |
>200 °C |
~ 155 °C |
~ 100 °C |
~ 145 °C |
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Coût |
Plus bas |
Plus élevé |
Plus bas |
Plus bas |
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Autre |
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Faible dégazage, résistant aux produits chimiques |
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Les matériaux ESD sont principalement utilisés dans la fabrication de composants électroniques, notamment pour les boîtiers et les enceintes. Tous les secteurs où sont utilisés des composants électroniques – et presque tous les secteurs d'activité actuels – nécessitent une protection ESD : de l'aérospatiale et de la défense à l'automobile, en passant par les transports et l'électronique grand public.
Choisir d'imprimer en 3D avec des matériaux ESD Stratasys plutôt que la fabrication traditionnelle offre plusieurs avantages :
La durée de vie ESD est équivalente à la durée de vie de la pièce, à condition qu'il n'y ait pas de dommages physiques ou chimiques importants sur la pièce.
Le moulage par injection entraîne un coût initial de conception du moule très élevé. Il est donc idéal pour la production de masse : plus le volume est important, plus le coût par pièce diminue, car le coût initial peut être réparti sur un plus grand nombre de pièces. En revanche, l'impression 3D de pièces ESD coûte le même prix pour la première pièce que pour la millième. C'est la solution idéale pour la production en petites et moyennes séries ou pour les prototypes, outils et pièces de série personnalisés.
Selon la géométrie et la taille de votre pièce, l'impression 3D est généralement plus rentable pour des lots allant jusqu'à 5 000 pièces. Si vous avez une pièce spécifique en tête, nos experts peuvent calculer le point de basculement pour vous.
Talk to An Expert
Siemens AG a utilisé l'impression 3D ESD pour les pinces de robot qui interagissent étroitement avec l'électronique sensible dans son usine d'automatisation des processus.
Liberty Electronics a constaté que l'impression 3D ESD était la solution optimale pour créer un dispositif permettant de monter un condensateur en céramique et un capteur de température pendant un cycle de durcissement à haute température d'un époxy structurel.
Lockheed Martin a utilisé des matériaux 3D ESD pour créer des pièces capables de résister aux exigences les plus strictes des vols spatiaux. Selon Siemens, l'impression 3D allie performance technique, coût et rapidité. Dans la fabrication traditionnelle, l'adage a toujours été : « Choisissez-en deux ».
Apprenez-en davantage sur les matériaux d’impression 3D Stratasys antistatiques ou contactez-nous pour trouver la meilleure solution pour vous.
