Essentium TPU 95A-Z ESD

Essentium ist ein Hersteller von professionellen FDM-3D-Druckgeräten und -materialien, der im Bereich der additiven Fertigung führend ist. Essentium hebt sich von anderen Herstellern durch die Entwicklung von technischen Materialien ab, die auf spezifische Anwendungen in Bereichen wie der Luftfahrt, der Automobilindustrie oder dem Energiesektor ausgerichtet sind.

Eine der herausragendsten Materialgruppen im Katalog von Essentium sind zweifellos die ESD-Materialien. Essentium hat den unterschiedlichen Bedürfnissen der Unternehmen Rechnung getragen und Filamente mit verschiedenen Zusammensetzungen und Eigenschaften entwickelt, die konkrete und spezifische Lösungen bieten. Daher verfügt es über Hochtemperatur-ESD-Filamente oder flexible ESD-Materialien, wodurch es sich von anderen Herstellern unterscheidet, die nur Standard-ESD-Materialien wie ABS anbieten.

Eine elektrostatische Entladung (ESD) ist die plötzliche Übertragung von elektrischer Ladung von einem Objekt auf ein anderes. Dieser Ladungstransfer führt manchmal zu einem sichtbaren und sogar hörbaren Funken. In der Elektronikfertigung kann ein solches Ereignis zu katastrophalen Schäden an empfindlichen elektronischen Geräten und integrierten Schaltkreisen führen. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Risiken durch die Verwendung von ESD-sicheren Materialien zu minimieren.

Bild 1: Elektrostatische Entladung. Quelle: Essentium.

Flexibles ESD-Filament

Zu den flexiblen ESD-Filamenten gehört das TPU 95A-Z ESD-Filament, ein statisch leitfähiges Filament auf TPU-Basis.

TPU (Thermoplastisches Polyurethan) ist ein thermoplastischer Kunststoff, genauer gesagt ein lineares elastomeres Polymer, das zur Familie der Polyurethane gehört. Innerhalb von TPU gibt es verschiedene Härtebereiche. Im Bereich des FDM-3D-Drucks wird die Härte in der Regel mit den Skalen Shore A oder Shore D angegeben, die die Härtebereiche von Thermoplasten für AM perfekt abdecken. 

Video 1: Essentium Materials Guide: ESD. Quelle: Essentium.

TPU 95A-Z ESD-Filament hat eine Shore-Härte von 95A, was zu einem mittelharten Filament mit guter Flexibilität, Schlagzähigkeit und chemischer Beständigkeit führt, die für das Basismaterial typisch sind. Zusätzlich zu diesen Eigenschaften wurde das TPU 95A-Z ESD-Filament entwickelt, um elektrostatische Elektrizität abzuleiten.

Merkmale und Anwendungen in der Industrie

Seine wichtigsten Eigenschaften sind die folgenden:

• ESD-sicher
• Flexibel
• Hohe Zugfestigkeit
• Hoher Prozentsatz an Bruchdehnung
• Ausgezeichnete Abrieb-, Reiß- und Verschleißfestigkeit
• Hohe Schlagfestigkeit
• Hervorragende Schwingungsdämpfung
• Flexibilität bei niedrigen Temperaturen
• Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chemikalien, Lösungsmittel, Öl und Ozon

Video 2: Merkmale von ESD-Filamenten. Quelle: Essentium.

In der Regel enthalten die meisten ESD-Filamente einen relativ hohen Anteil an Kohlenstoff (15-25 %), der die Eigenschaften des Basispolymers verändert, seine Leistung beeinträchtigen und zu möglichen Kontaktspuren auf anderen Materialien führen kann. Im Gegensatz zu diesen Filamenten sind die ESD-Filamente von Essentium so konzipiert, dass sie die erforderlichen Oberflächenbeständigkeitseigenschaften bieten, ohne die Leistung des Basispolymers, in diesem Fall TPU, zu beeinträchtigen. Darüber hinaus ist 95A-Z ESD TPU ein sauberes Material, das keine Spuren auf anderen Kontaktteilen hinterlässt.

All dies wird dank der von Essentium entwickelten Mehrschichttechnologie mit einem viel geringeren Kohlenstoffanteil als bei anderen Filamenten erreicht, nämlich nur 0,01 %. Bei dieser Technologie werden hochreine Kohlenstoff-Nanoröhren mit einem geschützten Extrusionsverfahren kombiniert, um ein mehrschichtiges Filament herzustellen, bei dem die Kohlenstoff-Nanoröhren an der Oberfläche des Filaments und nicht im gesamten Volumen des Materials konzentriert sind.

Bild 2: Die von Essentium entwickelte Mehrschichttechnologie. Quelle: Essentium.

TPU 95A-Z ESD-Filament ist ein Material, das sich aufgrund seiner reibungsarmen Oberfläche leicht verarbeiten lässt, was einen reibungslosen Materialtransport während des Druckvorgangs erleichtert und garantiert. Es kann auf fast jedem Desktop-FDM-3D-Drucker auf dem Markt gedruckt werden und kann sogar mit einem Bowden-Extrusionssystem gedruckt werden.

Alles in allem bietet das TPU 95A-Z ESD-Filament ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen seinen Dehnungs-, Schlag- und Zugfestigkeitseigenschaften und seiner elektrostatischen Leitfähigkeit. Aus all diesen Gründen ist es ein idealer Werkstoff für die Herstellung von Teilen wie z. B.:

• Schnelles Prototyping: TPU 95A-Z ESD ermöglicht ein schnelles Prototyping, mit dem Ideen sehr schnell umgesetzt werden können. So können verschiedene Modelle oder Verbesserungen eines ursprünglichen Entwurfs materialisiert, getestet und präsentiert werden, bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist.
• Endverbrauchsteile: Dank seiner mechanischen und chemischen Eigenschaften ermöglicht das TPU 95A-Z ESD-Filament den 3D-Druck von Endverbrauchsteilen und -komponenten schnell, präzise und mit guter Wiederholbarkeit, was in einigen Fällen die Herstellung von Teilen ermöglicht, die mit anderen Fertigungsmethoden oder -technologien sehr komplex wären.

Einige spezifische Anwendungen von TPU 95A-Z ESD-Filament sind die Herstellung von elektronischen Produkten, ESD-Sicherheitsvorrichtungen und -Einsätzen, Antivibrationspads, Buchsen, Schwingungsisolierung für Automobile, Griffe, Schläuche und Schläuche, wodurch es für alle Arten von Industrien sehr nützlich ist. Eine weitere häufige Anwendung dieses Materials ist die Herstellung von staubfreien Teilen für Labors und Hochentwicklungszentren, da die meisten gängigen Kunststoffmaterialien durch die Ansammlung statischer Elektrizität Staub und Schmutz anziehen.