• sales
  • 064-931-9191
  • admin@sync-innovation.com
  • support
  • 095-778-1204
  • support@sync-innovation.com
  • mon-sat 8:00-18:00

ESD Safe Filament คืออะไร เหมาะกับการใช้งานแบบไหน

ไฟฟ้าสถิตย์ หรือมีตัวย่อว่า ESD คือการเกิดความเสียหายอย่างหนึ่งที่เกิดขึ้นแล้วแฝงอยู่ในตัวอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจาก ESD อาจจะไม่ได้เกิดขึ้นแล้วเห็นผลในทันที แต่เป็นความเสียหายที่แฝงอยู่แล้วทำให้อุปกรณ์นั้นยังคงทำงานได้ตามปกติ เมื่ออยู่ที่โรงงานของผู้ผลิตแต่จะเกิดความบกพร่องหลังจากนั้นเมื่อส่งถึงมือผู้ใช้ปลายทาง (End-users) และใช้งานไปได้สักระยะหนึ่งซึ่งรวมถึงการผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 3D Printing ที่ใช้วัสดุหลักเป็นพลาสติกจึงตระหนักถึงผลเสียที่ตามของ ESD โดยมีการป้องกันปัญหานี้ด้วยการผลิต ESD Safe Filament เพื่อลดสาเหตุที่ต้นตอ และให้หลายบริษัทสามารถลดการลงทุนอย่างมากในพื้นที่ที่สำคัญดังกล่าวที่จะป้องกันชิ้นส่วนที่ไวต่อไฟฟ้าสถิต

มารู้จักกับ ESD กันก่อน

Electrostatic Discharge หรือ ESD เป็นประจุไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นจากความไม่สมดุลย์ของอิเล็กตรอนบนพื้นผิวของวัสดุ มีการถ่ายประจุระหว่างวัสดุหรือชิ้นส่วนของวัสดุที่มีศักดิ์ไฟฟ้าต่างกัน ซึ่งความไม่สมดุลย์ของอิเล็กตรอน ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่สามารถวัดได้บนวัสดุมีหน่วยเป็น โวลต์เตจ (voltage) หรือเรียกทั่วไปว่า โวลต์ และสนามไฟฟ้าก็จะมีผลหรือมีอิทธิพลต่อวัสดุที่อยู่รอบๆ เกิดการสะสมประจุบนพื้นผิวของชิ้นงาน ประจุที่เกิดขึ้นนี้อาจจะเกิดจากกระบวนการเสียดสีระหว่างวัสดุ (Triboelectric effect) เมื่อเกิดกระบวนการที่วัสดุสัมผัสและแยกออกจากกัน ทำให้อิเล็กตรอนมีการเคลื่อนย้ายถ่ายเทประจุ ทั้งนี้ขึ้นกับขนาดของพี้นที่สัมผัส ความเร็วของการแยกออกจากกัน ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative humidity) องค์ประกอบอื่นๆ และปัจจัยร่วมอีกหลายอย่าง

ESD

อีกปัจจัยหนึ่งก็คือ ความร้อนจาก ESD ซึ่งเป็นภัยคุกคามที่ไม่ควรมองข้ามสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า หากเกิดเหตุการณ์ ESD อาจทำให้เกิดความเสียหายทันทีหรือเกิดความล่าช้าได้ ความเสียหายที่ล่าช้าที่พบมักเรียกว่าเป็น “ข้อบกพร่องแฝง” สิ่งนี้อาจทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดปกติได้ทุกช่วงอายุ ตัวอย่างเช่น การชาร์จเพียง 30 โวลต์ ก็เพียงพอที่จะสร้างความเสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าที่บอบบางที่สุด อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบส่วนใหญ่มีความเสี่ยงจากประจุที่ 100 – 200 โวลต์

ESD-SAFETY

ความเสี่ยงของการปลดปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตที่ไม่ต้องการนั้นมีตั้งแต่ระดับอันตรายน้อยไปจนถึงร้ายแรง หรืออาจเสียชีวิตได้ เช่น ในกรณีของการเกิดประกายไฟที่ไม่พึงประสงค์ ซึ่งก่อให้เกิดการระเบิดในสภาพแวดล้อมที่ติดไฟได้ง่ายกว่าทั่วไปเช่นเดียวกับการโดนไฟฟ้าช็อตนั่นเอง

ป้องกันการเกิด ESD ได้ไหม

การกำจัดหรือการป้องกันการสะสมของประจุไฟฟ้าสถิตอาจทำได้ง่ายๆ ด้วยการทำให้เป็นกลาง (Neutralisation) เพียงแค่เปิดหน้าต่างหรือใช้เครื่องทำความชื้น (humidifier) เพื่อเพิ่มความชิ้นของอากาศ ทำให้อากาศเป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากขึ้น เครื่องสร้างไอออนจากอากาศ (air ionizer) การต่อสายดิน (Grounding) การปกป้อง (Protection) โดยการแยกชิ้นส่วนอิเล็คทรอนิกส์จากการทําให้วัตถุมีประจุไฟฟ้า ขอบเขต และการเคลื่อนย้ายฉนวน ทำให้ไฟฟ้าสถิตนั้นไม่สามารถเจาะวัสดุประเภทตัวนำไฟฟ้าได้  อย่างไรก็ตาม การใช้สิ่งป้องกัน (Preventive) น่าจะเป็นการแก้ปัญหาที่ดีที่สุดต่อปัญหา ESD คือ การป้องกันและมีเพียงตัวเองเท่านั้นที่สามารถป้องกันไม่ให้เกิดเหตุการณ์เช่นนี้ ผู้รับผิดชอบควรจะตระหนักถึงเหตุการณ์ ESD ที่อาจเกิดขึ้น และเข้าใจการประยุกต์ใช้ ESD อย่างถูกต้องในพื้นที่ที่ไวต่อผลกระทบสิ่งแวดล้อม ซึ่งรวมถึงการเลือกใช้วัสดุที่สามารถป้องการเกิด ESD ก็ได้เหมือนกัน

โดยทั่วไปแล้ววัสดุประเภทพลาสติกจะมีความเป็นฉนวนไฟฟ้า ส่งผลให้เกิดไฟฟ้าสถิตได้ง่าย ดังนั้นเมื่อนำมาผลิตเป็นชิ้นส่วนอุปกรณ์ต่างๆ ทำให้ไวเฉพาะต่อการปลดปล่อยประจุไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว นั้นอาจจะได้รับแก้ไขและป้องกันด้วยการใช้ตัวต้านไฟฟ้าสถิต ซึ่งจะเพิ่มชั้นพื้นผิวการนำไฟฟ้าเพื่อให้ประจุส่วนเกินมีการกระจายออกไปทั่วผิวหน้า เป็นการป้องกันและกำจัดการยึดติดของประจุนอกจากนี้ อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำจำนวนมากที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความไวเฉพาะต่อการปลดปล่อยประจุไฟฟ้า การต้านไฟฟ้าสถิตมักใช้ห่ออุปกรณ์เพื่อปกป้องอุปกรณ์ดังกล่าว รวมถึงอุปกรณ์ต่อสายดินสำหรับผู้ปฏิบัติงาน เช่น สายรัดข้อมือ, เก้าอี้ ESD, รองเท้า เป็นต้น

ความปลอดภัยในเรื่องต้านไฟฟ้าสถิตถูกให้ความสำคัญและนำมาใช้มากขึ้น เพื่อป้องกันการสะสมของประจุไฟฟ้าที่มาจากการสัมผัสกับพื้น โดยวิธีป้องกันได้แก่ การใส่รองเท้า ซึ่งรองเท้าเหล่านี้จะมีพื้นรองเท้าที่มีการนำไฟฟ้าที่ดี รองเท้าต้านไฟฟ้าสถิตนั้นไม่ใช่รองเท้าที่เป็นฉนวน ซึ่งจะให้ผลตรงกันข้าม คือ ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตได้ง่ายและมีปริมาณมาก เพราะรองเท้าฉนวนใช้ป้องกันไฟฟ้าช็อกอย่างรุนแรงจากไฟฟ้าสายเมนเท่านั้น 

การประยุกต์ใช้งานจากวัสดุ ESD

ESD มักจะนำมาประยุกต์ใช้งานในรูปแบบของสารตัวเติม เพื่อให้มีคุณสมบัติด้าน Electrical Property และให้มีค่า Surface Resistance อยู่ในช่วงมาตรฐานสากลต่างๆ เช่น ASTM D257 นิยมใช้กับการผลิต หรือผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้แก่

  • ชิ้นส่วน และเครื่องมืออุตสาหกรรม
  • ผู้บริโภคสินค้า เช่น เสื้อผ้า รองเท้า ถุงมือ เป็นต้น
  • ปลอกสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 
  • ท่อส่งน้ำมัน
  • อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ 
  • ชิ้นส่วนที่ต้องทนต่อสารเคมี และการคายประจุไฟฟ้าสถิต
  • อื่นๆ

ESD เป็นวัสดุที่เหมาะสมกับความต้องการของภาคอุตสาหกรรมโดยเฉพาะเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ โดยมีความทนทานและให้การป้องกันการปล่อยไฟฟ้าสถิต ช่วยลดปัญหาความเสียหายให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ได้อย่างมาก

วัสดุพอลิเมอร์ Electrostatic dissipative (ESD) จะทำหน้าที่ให้การป้องกันไฟฟ้าสถิต ซึ่งโดยธรรมชาติจะกระจายการสะสมประจุที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างการทำงานหรือการผลิต จะช่วยปกป้องแผงวงจรในระหว่างการขนส่งและการทดสอบ หรือทำให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ออกแบบมาสามารถใช้งานได้ตลอดอายุของวัสดุ ESD และจะมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำ ในขณะที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่จำเป็นและมักจะทนต่อความร้อนได้ดี

ESD Electrostatic Discharge

ESD Electrostatic Discharge

ESD Filament มีอะไรบ้าง

3D Printing Filament มีพลาสติกหลากหลายชนิดให้เลือกใช้ตามความเหมาะสมของานต่างๆ นอกจากนี้ยังมีเส้นพลากติกอีกชนิดหนึ่ง คือ  ESD safe filament ซึ่งมีคุณสมบัติด้าน Electrical Property ในการช่วยให้การป้องกันการคายประจุไฟฟ้าสถิต มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์  ทำให้ในปัจจุบันมีหลายแบรนด์ดังและหลายค่ายที่มีการผลิตเส้น Filament จากพลาสติกชนิดต่างๆ เช่น PLA, ABS, PEKK, ULTEM เป็นต้น โดยเป็นชนิดที่มีความเฉพาะเจาะจงของเส้นพลาสติก สำหรับการใช้งานในพื้นที่ที่มีไฟฟ้าสถิต ได้แก่

  • Fiberlogy  (Fiberlab S.A. จากประเทศโปแลนด์)
  • Z-ESD   (Zortrax S.A. จากประเทศโปแลนด์)
  • 3DXSTAT™  (3DXTech  จากประเทศสหรัฐอเมริกา)
  • อื่นๆ

เส้นพลาสติกเหล่านี้จะมีความต้านทานพื้นผิว (Surface Resistance) มีค่าตั้งแต่  10^6 ถึง 10^9  Ω เป็นจุดเด่นเรื่องการช่วยลดความเสี่ยงของการทำลาย ความเสียหาย หรืออันตรายกับชิ้นส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมาก และผ่านมาตรฐานการทดสอบตาม ASTM D257 

ESD 3D Printing Filament

ปริมาตรความต้านทานไฟฟ้าสถิตที่วัดได้นั้นแม้ว่าจะเหมาะสำหรับวัสดุ ESD แล้วยังขึ้นอยู่กับพื้นที่ของขั้วไฟฟ้า และความหนาของตัวอย่างวัสดุ หน่วยเป็น ohm-cm หรือ ohm-m อีกด้วย

เครื่อง 3D Printer ที่รองรับ

ESD safe filament ถูกผลิตเพื่อใช้กับ 3D Printer ระบบ FDM ทำมาจากวัสดุพลาสติกชนิดนั้นๆ เป็นส่วนประกอบหลัก ยกตัวอย่าง ESD – PETG มีองค์ประกอบ คือ PETG (polyethylene terephthalate glycol-modified)  96%, Carbon-Based Conductive Additives  2 ~ 8% และ Additives and colorants  0 ~ 4%  ดังนั้นเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่รองรับการพิมพ์วัสดุชนิดพิเศษเหล่านี้จะใช้อุณหภูมิเดิมของพลาสติกในการตั้งค่าการพิมพ์ ทำให้มีเครื่อง 3D Printer หลายรุ่นที่สามารถรองรับวัสดุจำพวกนี้ เช่น

  • Sync C series
  • Qidi X series
  • Raise3D series
Qidi X

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest

สนใจเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เรามีเครื่องที่ตอบโจทย์การใช้งานทุกประเภท ตั้งแต่บุคคลเริ่มต้นจนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ พร้อมให้คำแนะนำการใช้งาน และวัสดุที่เหมาะสม เพื่อให้คุ้มค่าการลงทุนมากที่สุด

ติดตามข่าวสารและบทความ

บทความน่าสนใจอื่นๆ

3D Printing Materials

3D Filament สำหรับงานบรรจุภัณฑ์ Packaging

อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ หรือ Packaging มีเพื่อสำหรับบรรจุชิ้นส่วนต่างๆ เครื่องใช้ไฟฟ้า และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหลาย เพื่อให้สิ่งของเหล่าสามารถขนส่งได้ง่าย และถึงมือผู้ใช้ในสภาพที่สมบูรณ์

อ่านต่อ
Fiber 3d printer desktop metal
3D Printing Technology

Desktop Metal Fiber เครื่องพิมพ์ 3 มิติสำหรับอุตสาหกรรม

Desktop Metal Fiber เป็นเครื่องในกลุ่มของวัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์จาก Desktop Metal โดยเน้นไปที่อุตสาหกรรมที่ต้องการชิ้นส่วนที่มีขนาดเบา และมีความแข็งแรงสูง

อ่านต่อ