iglidur I8-ESD: Abriebfeste Bauteile mit ESD Eigenschaften

Paul Gomer | 5. Mai 2020

Jede Maschine enthält bewegliche Bauteile, die im Einsatz Reibung verursachen. Im Gegensatz zu Metall, müssen Bauteile aus verschleißfesten iglidur Kunststoffen nicht noch zusätzlich geschmiert werden (weil sie Festschmierstoffe enthalten) – allerdings können Polymere die durch Reibung entstehende elektrostatische Entladung nicht ableiten. In der Halbleiter- und Elektrotechnik kann eine statische Entladung durch Bauteile schon bei für den Menschen nicht fühlbaren Entladungen zu bleibenden Schäden am Produkt führen. Um diese Bauteile dauerhaft vor irreversiblen Schäden zu schützen, ist eine kontrollierte Entladung nötig, d.h. es müssen Materialien mit definierten Oberflächenwiderständen verwendet werden, die weder isolierend noch leitend sind, eben antistatisch bzw. statisch ableitfähig.

Mit iglidur I8-ESD bringt igus ein SLS Material aus den Markt, welches die additive Fertigung von Prototypen, Serienteilen und Ersatzteilen mit ESD-Eigenschaften ermöglicht. Neben Energieketten, Lagern und Halbzeug mit antistatischen Eigenschaften können Kunden nun auch schnell gefertigte, individuelle ESD-Kunststoff-Komponenten als Einzelstück oder Serie beziehen.

Was zeichnet ein ESD Material aus?

Die Gefahr der elektrischen Entladung wird allgemein als ESD bezeichnet (vom englischen electrostatic discharge, deutsch: Elektrostatische Entladung). Die Ursache einer elektrostatischen Entladung ist die Reibung zweier isolierender Materialien gegeneinander. Im Alltag begegnet uns dieses physikalische Phänomen z.B. beim Blitz während eines Gewitters, bei der Berührung von Türklinken oder beim Laufen über Teppichböden mit Kunststoffschuhen. Der Oberflächenwiderstand für den ESD-Bereich muss somit geringer als 1012 und größer als 106 Ohm sein, sonst gilt das Material als isolierend oder leitfähig. In den meisten Materialdatenblättern sind die elektrischen Eigenschaften durch die Kennwerte spez. Durchgangswiderstand (Ωxcm) und/oder als Oberflächenwiderstand (Ω) angegeben. [Quelle: Fachbeitrag: ESD – die unsichtbare Gefahr, ELV Journal 04/2010, Matthias Schmidt]

Weitere Informationen zum Thema Bauteile aus antistatischen Kunststoffen finden Sie in unserem Beitrag über Gleitlager für den EX- und ATEX Bereich.

Die Materialeigenschaften von iglidur I8-ESD

Speziell für Anwendungen, in denen die dissipativen elektrischen Materialeigenschaften sensible Elektronikbauteile schützen sollen, wurde das neue Lasersintermaterial iglidur I8-ESD entwickelt.

Neben der statischen Leitfähigkeit verfügt iglidur I8-ESD über eine hohe Abriebfestigkeit gegenüber einem standard PA12 Lasersintermaterial, somit eignet es sich ideal für alle Anwendungen, bei denen elektrostatische Aufladungen vermieden werden müssen. Die herausragenden Eigenschaften im Überblick:

  • Schmiermittel- und wartungsfrei
  • Hohe Abriebfestigkeit
  • Elektrostatisch ableitend (ESD)
  • Farbe: schwarz (durchgängig)
  • Erhöhte Steifigkeit
  • Verfügbar als SLS Pulver oder im 3D-Druck-Service in 1-3 Tagen

Das Materialdatenblatt zu iglidur I8-ESD ist hier zum Download verfügbar.

Verschleißeigenschaften im Vergleich

Wie alle iglidur Werkstoffe, wurde auch iglidur I8-ESD in zahlreichen Versuchen hinsichtlich seiner Reibwerte getestet. In praktischen Verschleißtests konnte die hohe Abriebfestigkeit von iglidur I8-ESD bestätigt werden. Ob in linearer oder schwenkender Anwendung, iglidur I8-ESD zeigt z.B. im Schwenk eine Faktor 2 bessere Verschleißrate als reguläre SLS-Materialien.

Testergebnisse aus dem igus Labor, iglidur I8-ESD im Schwenkverschleiß-Test
Testergebnisse aus dem igus Labor, iglidur I8-ESD im Linearverschleiß-Test


Warum ist die Leitfähigkeit leicht richtungsabhängig?

Die mechanischen Kennwerte sind in den meisten Werkstoffen für das pulverbettbasierte Lasersinter-Verfahren richtungsabhängig (d.h. anisotrop). So ist die Zugfestigkeit in der XY-Ebene oftmals ein Vielfaches besser als die in Aufbaurichtung gefertigter XZ/YZ-Ebene. Praktisch ist damit die Schichtfestigkeit in der Ebene höher als die Festigkeit zwischen den Schichten.

Die elektrische Leitfähigkeit von Kunststoffen ist neben der Konzentration der leitfähigen Füllstoffe von der Partikelverteilung im Kunststoff abhängig. Die verfahrensspezifische Schichtauftragung beim Lasersintern durch eine Rakel oder einer Rolle führt hier zu einer erhöhten Ausrichtung der Füllstoffe und insgesamt zu einer größeren Inhomogenität der Füllstoffverteilung. Die gemessene elektrische Leitfähigkeit in Aufbaurichtung ist damit geringer (höherer Oberflächenwiderstand). Für iglidur I8-ESD liegt der richtungsabhängige Unterschied bei dem spezifischen Durchgangswiderstand zwischen 3,4*106 Ωxcm und 2,8*107 Ωxcm. (Vgl. Datenblatt). Die Differenzen liegen jedoch innerhalb des  Bereiches für ESD fähige Materialien.

iglidur I8-ESD als Material kaufen oder Bauteile drucken lassen

Da sich iglidur I8-ESD für die Verarbeitung auf regulären Lasersintern eignet, kann es als SLS Pulver erworben und auf der eigenen Anlage verarbeitet werden. Wer keine eigene SLS-Anlage hat oder nur wenige Teile daraus benötigt, kann die Bauteile im igus 3D-Druck-Service bestellen – die Auslieferung erfolgt in 1-3 Werktagen.



Haben Sie Fragen zu iglidur I8-ESD oder benötigen Unterstützung bei der Planung eines Projektes damit? Wir beraten Sie gerne persönlich telefonisch oder vor Ort.


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3D-Druck 3D-Druck-Service ESD

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