Vragen? Bel +31 (0)546 604414
3D-printing is de afgelopen jaren uitgegroeid van een techniek voor prototyping naar een volwaardige productiemethode. Steeds meer bedrijven produceren seriematig eindproducten met behulp van additive manufacturing. Vooral binnen de industrie, automotive, luchtvaart, medische technologie en machinebouw neemt het gebruik van 3D-geprinte onderdelen snel toe. Waar veel aandacht uitgaat naar het printproces zelf, zien wij in de praktijk dat statische elektriciteit juist vaak een rol speelt ná het printen. Tijdens het reinigen, ontpoederen, stralen, transporteren en verpakken van onderdelen kan elektrostatische lading voor allerlei ongewenste effecten zorgen. Wij helpen bedrijven die actief zijn in de 3D-printing industrie met het analyseren en oplossen van dit soort vraagstukken. Van producenten van kunststof onderdelen tot machinebouwers en leveranciers van nabewerkingsapparatuur.
⚡️ Op deze pagina vind je meer informatie over statische elektriciteit in de 3D printing/additive manufacturing industrie. Bepaalde processen (zoals afstralen in straalcabines) komen zo vaak voor dat we hier specifieke blogs over hebben geschreven. De link naar deze blogs vind je op deze pagina.
De meeste kunststoffen die worden gebruikt voor additive manufacturing zijn uitstekende elektrische isolatoren. Daardoor kan opgebouwde statische lading nauwelijks wegvloeien. Tijdens het productieproces komt een onderdeel op verschillende momenten in contact met andere materialen. Denk aan transportbanden, opvangbakken, verpakkingen, gereedschappen of nabewerkingsmachines. Bij ieder contact ontstaat een kleine hoeveelheid elektrostatische lading. Op zichzelf is dat nauwelijks merkbaar, maar tijdens een volledig productieproces kunnen deze kleine ladingen zich opstapelen. Vooral tijdens mechanische nabewerkingen, waarbij producten intensief worden behandeld, zien we dat de opgebouwde spanning snel toeneemt.
Veel mensen verwachten dat statische elektriciteit vooral tijdens het printen ontstaat. In werkelijkheid komen de meeste problemen pas daarna aan het licht. 3D-geprinte onderdelen worden vaak ontpoederd, gestraald, gereinigd, getrommeld, gecontroleerd en verpakt. Juist tijdens deze stappen ontstaat veel wrijving tussen kunststoffen, straalmiddelen en machineonderdelen. Hierdoor kunnen zowel de producten als de gebruikte materialen sterk elektrostatisch geladen raken.
Een veelgebruikte nabewerking voor kunststof 3D-printdelen is het stralen met kunststof straalparels, oftewel polybeads. Deze methode zorgt voor een mooi egaal oppervlak zonder het product te beschadigen. Tegelijkertijd is dit één van de toepassingen waarbij wij de meeste problemen met statische elektriciteit tegenkomen. Doordat duizenden kunststof straalparels met hoge snelheid tegen een kunststof product botsen, ontstaat een aanzienlijke elektrostatische lading. Dit kan leiden tot:
Voor veel bedrijven is dit een dagelijks terugkerend probleem.
Een producent van industriële 3D-geprinte onderdelen werkte met een handmatige straalcabine waarin polybeads werden gebruikt om de producten na te bewerken. Operators kregen meerdere keren per dag elektrische schokken tijdens het wisselen van producten en het aanraken van metalen onderdelen van de cabine. Daarnaast bleven straalparels aan de binnenzijde van de cabine kleven en werkte de afzuiging minder goed dan verwacht. Uit metingen bleek dat tijdens het straalproces grote hoeveelheden statische elektriciteit werden opgebouwd. Door een 3024L ionisatiestaven toe te passen in de straalcabine verdwenen de schokken vrijwel volledig en werd ook de vervuiling van de cabine aanzienlijk minder. Voor optimaal resultaat worden de producten na die tijd ook nog afgeblazen met een 4825 ionisatiepistool.
Bij veel poederbedprocessen worden overtollige poederdeeltjes na het printen verwijderd. Ook hierbij ontstaat regelmatig statische elektriciteit. Poederdeeltjes kunnen zich hechten aan het product of aan machineonderdelen, waardoor het reinigen meer tijd kost en de kwaliteit van het eindproduct afneemt. Vooral bij droge procesomstandigheden wordt dit effect sterker.
Na de nabewerking worden onderdelen vaak geïnspecteerd, verpakt of direct geleverd aan de klant. Wanneer producten op dat moment nog statisch geladen zijn, trekken ze stof en vezels uit de omgeving aan. Dat is vooral ongewenst bij onderdelen met hoge cosmetische eisen of producten die direct worden gemonteerd in een eindassemblage. Vaak wordt gedacht dat het stof afkomstig is uit de productieomgeving, terwijl de statische lading ervoor zorgt dat het product als een magneet werkt.
Steeds meer bedrijven automatiseren ook de nabewerking van 3D-geprinte producten. Robots nemen onderdelen op, verplaatsen ze tussen verschillende processtappen en leggen ze in trays of verpakkingen. Wanneer onderdelen statisch geladen zijn, kunnen ze aan grijpers blijven kleven of zich anders gedragen dan verwacht. Hierdoor ontstaan verstoringen die niet altijd direct worden herkend als een elektrostatisch probleem.
Bij additive manufacturing ontstaat statische elektriciteit vaak niet op één specifieke plek. De lading kan tijdens verschillende processtappen worden opgebouwd en zich vervolgens pas later uiten in de vorm van stofproblemen, schokken of handlingproblemen. Daarom vinden we het belangrijk om het proces goed te analyseren en begrijpen. Op basis daarvan bepalen we welke oplossing het beste aansluit bij de situatie.
Naast producenten van 3D-geprinte onderdelen ondersteunen wij ook machinebouwers die apparatuur ontwikkelen voor additive manufacturing. Denk bijvoorbeeld aan:
Door al tijdens de ontwikkeling rekening te houden met statische elektriciteit kunnen veel problemen worden voorkomen voordat de installatie in gebruik wordt genomen.
Heb je last van elektrische schokken, stof op producten, vastplakkende polybeads of andere elektrostatische problemen tijdens het printen of de nabewerking van 3D-geprinte onderdelen? Wij denken graag met je mee. Of het nu gaat om een bestaande productielijn, een straalcabine of een nieuwe machine in ontwikkeling, samen kijken we naar de oorzaak en bepalen we welke oplossing het beste past bij jouw proces.
