Entstehung und Eliminierung von elektrostatischer Ladung im 3D-Druck
Um ein gutes Druckergebnis zu erhalten, muss die elektrostatische Ladung gezielt eliminiert werden oder, noch besser, man lässt sie gar nicht erst entstehen.
Während des Druckprozesses entstehen an verschiedenen Stellen elektrostatische Aufladungen:
- Bewegliche Teile reiben aneinander → triboelektrischer Effekt
- Kunststoff-Filamente sind häufig isolierende Materialien, welche die Ladung nicht ableiten, sondern speichern.
- Pulverbett-Verfahren (SLS, MJF): Das feine Kunststoff- oder Metallpulver lädt sich beim Verteilen elektrostatisch auf.
Die Problematik, welche entsteht, ist vielschichtig.
Partikelanziehung und daraus entstehende Verschmutzung
- Aufgeladene Oberflächen ziehen Staub oder Pulver an, was zu Verunreinigungen führen kann, welche besonders bei sensiblen oder medizinischen Anwendungen inakzeptabel sind.
- Auch nicht leitende Kunststoffteile im Druckraum oder Bauteile können sich elektrostatisch aufladen und Staub magnetisch anziehen.
Fehlerhafte Bauteile oder Prozessunterbrüche
- Elektrostatische Entladungen (ESD) können zu Störungen der Elektronik führen, insbesondere bei offenen oder schlecht abgeschirmten Komponenten.
- Im Pulverbett kann eine plötzliche Entladung sogar eine kleine Zündung oder lokale Schäden verursachen.
Sicherheitsrisiko in explosionsgefährdeten Bereichen
- Fein verteiltes Kunststoff- oder Metallpulver kann durch die elektrostatische Aufladung zu einer potenziellen Zündquelle werden. Es besteht das Risiko einer Staubexplosion.
Lösungen und Vorbeugen
Um Ladungen gar nicht erst entstehen zu lassen, sollte folgenden Punkten Beachtung geschenkt werden:
- Erdung und Ableitung
- Raumklima kontrollieren
- Vermeidung isolierender Werkstoffe
Nicht immer können diese Punkte berücksichtigt werden und es kommt dennoch zu elektrostatischer Aufladung.
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