Elektronik

Additive Fertigung in der Elektronikindustrie

Verbessern Sie die Elektronikfertigung durch additive Verfahren. Profitieren Sie von der schnellen Produktion langlebiger, präzise konstruierter Gehäuse, die Komponenten zuverlässig schützen und gleichzeitig komplexe Designs sowie eine effiziente Fertigung ermöglichen.

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Additive Fertigung in der Elektronikindustrie

Herausforderungen

Was fordert der Elektroniksektor – und was ist unsere Lösung

ESD-Schutz | Flammwidrigkeit & Emissionskontrolle

Der 3D-Druck unterstützt die Herstellung hochwertiger, ESD-sicherer und flammwidriger Komponenten im Elektroniksektor, indem er präzise abgestimmte Materialformulierungen mit komplexer Geometriekontrolle kombiniert. Durch die Auswahl und Modifikation von Polymeren mit leitfähigen, dissipativen oder flammhemmenden Additiven können Hersteller Bauteile produzieren, die elektrostatische Entladungen aktiv verhindern, Brandrisiken reduzieren und strenge Sicherheitsstandards der Industrie erfüllen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fertigungsmethoden erlaubt der 3D-Druck eine schichtweise Kontrolle der Materialplatzierung. Dies erlaubt die Produktion funktionell graduierter Bauteile, bei denen spezifische Bereiche gezielt für Leitfähigkeit, mechanische Festigkeit oder thermische Stabilität optimiert sind. Darüber hinaus ermöglicht der 3D-Druck ein schnelles Prototyping und Designtests, um die Einhaltung von Sicherheitsstandards noch vor der Serienproduktion zu verifizieren. Digitale Konstruktionsdaten und die schichtweise Fertigung gewährleisten Rückverfolgbarkeit und Wiederholgenauigkeit, was für die regulatorische Dokumentation und Audits von entscheidender Bedeutung ist.

Designfreiheit und Individualisierung

Der 3D-Druck ermöglicht beispiellose Gestaltungsfreiheit und Individualisierung im Elektroniksektor, insbesondere bei der Erstellung von Gehäusen. Konventionelle Fertigungsverfahren schränken oft Formen, Montagetechniken und ästhetische Details aufgrund von Werkzeugbeschränkungen und standardisierten Produktionsläufen oft ein. Die additive Fertigung hebt diese Restriktionen auf. Sie erlaubt es Ingenieuren und Designern, komplexe Geometrien zu realisieren, mehrere Komponenten in ein einziges Bauteil zu integrieren und interne sowie externe Merkmale sowohl für die Leistung als auch für die Ästhetik zu optimieren. Jedes Gehäuse kann präzise auf seine Funktion zugeschnitten werden, um eine perfekte Passform für spezifische Elektronik zu gewährleisten und gleichzeitig überlegene mechanische und thermische Eigenschaften zu bewahren. Diese Flexibilität erstreckt sich auch auf die Kleinserien- oder sogar Einzelstückfertigung und ermöglicht einzigartige Designs oder schnelle Iterationen ohne die Kosten- und Zeitnachteile, die mit Werkzeugänderungen verbunden sind. Das Ergebnis sind schnellere Entwicklungszyklen, leichte und dennoch robuste Bauteile sowie ein hohes Maß an kreativer und funktionaler Freiheit, das die Entwicklung und Produktion von Elektronikgehäusen grundlegend verändert.

Miniaturisierung & Präzision

Im Elektroniksektor werden Komponenten immer kleiner, leichter und dichter bestückt, ohne dass dabei Abstriche bei der Leistung oder Zuverlässigkeit gemacht werden. Die Miniaturisierung erfordert extrem enge Maßtoleranzen, eine präzise Ausrichtung von Steckverbindern und exakte Abstände für hochdichte Leiterplatten (PCBs), mikroelektromechanische Systeme (MEMS), Sensoren und Halbleitergehäuse. Präzision ist entscheidend, da bereits geringe Abweichungen zu elektrischen Fehlfunktionen führen können – was in Anwendungen von der Unterhaltungselektronik bis hin zur Luft- und Raumfahrt sowie der Medizintechnik inakzeptabel ist. Der 3D-Druck unterstützt Miniaturisierung und Präzision, schichtweise Fertigung komplexer Komponenten ermöglicht, die mit traditionellen Fräs- oder Spritzgussverfahren nur schwer oder gar nicht herstellbar wären. Merkmale wie feine Kanäle oder integrierte Stützstrukturen können mit einer Genauigkeit im Mikrometerbereich gefertigt werden.

Materialien

Unsere empfohlenen Materialien

ESD-Sicher

ESD-Sicher

Formula 1B ist ein starres, elektrostatisch ableitfähiges Photopolymer-Resin. Es basiert auf einer Urethan-Methacrylat-Basis, die eine stabile Dispersion vereinzelter, funktionalisierter Kohlenstoffnanoröhrchen (D'Func) enthält, um einen gleichmäßigen Oberflächenwiderstand zu gewährleisten und mechanische Kerneigenschaften wie Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit zu optimieren. Formula 1B bietet eine Kombination von Eigenschaften, die es besonders für ESD-sichere Elektronikanwendungen prädestiniert.

Es liefert einen Oberflächenwiderstand im Bereich von 10⁶–10⁷ Ω und gewährleistet eine isotrope elektrostatische Entladung in alle Richtungen, wodurch die Anisotropie-Probleme herkömmlicher, kohlenstoffgefüllter Harze überwunden werden. Das Material weist zudem eine hervorragende chemische Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, Kraftstoffen und Reinigungsmitteln sowie eine hohe Maßhaltigkeit auf, was es ideal für Bauteile mit engen Toleranzen macht. Die robusten mechanischen Eigenschaften, einschließlich Steifigkeit und Schlagzähigkeit, kombiniert mit einer glatten Oberflächengüte, unterstützen die Fertigung präziser Baugruppen und Gehäuse.

Eigenschaften

  • Oberflächenwiderstand: 10⁶–10⁷ Ω
    Zugfestigkeit: 95 MPa
    Biegemodul: 3100 MPa
    Schlagfestigkeit: 22 J/m

Anwendungsfälle

  • Abdeckmasken für die Schutzlackierung
  • Träger und Gehäuse für elektronische Bauteile
Hochtemperatur ESD-Sicher

Hochtemperatur ESD-Sicher

C-Lite® ist ein hochtemperaturbeständiges, elektrostatisch ableitfähiges Photopolymer-Resin, das eine stabile Dispersion vereinzelter, funktionalisierter Kohlenstoffnanoröhrchen (D'Func) enthält, um gleichmäßige ESD-Eigenschaften zu garantieren.

Die daraus gefertigten Bauteile halten extremen Betriebstemperaturen von bis zu 250 °C stand. Das Material bietet eine vollkommen isotrope ESD-Leistung mit einem Oberflächenwiderstand im Bereich von 10⁶–10⁷ Ω, was eine gleichmäßige statische Ableitung in alle Richtungen sicherstellt. Es unterstützt hohe Einsatztemperaturen bis 250 °C und eignet sich damit für anspruchsvolle Elektronikanwendungen. Darüber hinaus liefert es eine hervorragende Oberflächenqualität mit feiner Detailauflösung, ideal für Präzisionskomponenten und Baugruppen. Außerdem ist es non-outgassing und hat erfolgreich die NASA ASTM E595-77/84/90 Outgassing-Tests bestanden.

Eigenschaften

  • Oberflächenresistenz: 10⁶–10⁷ Ω
  • Zugfestigkeit: 65 MPa
  • Bruchdehnung: 3%
  • Biegefestigkeit: 100 MPa

Anwendungsfälle

  • Werkzeuge für die Leiterplattenfertigung
  • Hochtemperaturbeständige ESD-Werkstückträger und Lötrahmen
  • Präzise ESD-Schutzvorrichtungen
Extrem geringe dielektrische Verluste

Extrem geringe dielektrische Verluste

ATARU™ wurde für außergewöhnliche Hochtemperaturbeständigkeit und Haltbarkeit entwickelt. ATARU™ bietet zudem eine hervorragende Oberflächenqualität und einen extrem niedrigen dielektrischen Verlust. Das Material zeigt robuste mechanische Eigenschaften, die Steifigkeit und Haltbarkeit für präzise elektronische Komponenten gewährleisten. Es zeichnet sich durch ultra-niedrige dielektrische Verluste aus, wobei die Df- und Dk-Werte bis zu einer Frequenz von 40 GHz minimal bleiben. Dies macht es ideal für Hochfrequenzanwendungen, bei denen die Signalintegrität von entscheidender Bedeutung ist.

Die thermischen Eigenschaften umfassen eine Wärmeleitfähigkeit von 0,28–0,31 W/m·K (25–100 °C) und eine spezifische Wärmekapazität von 0,97–1,5 J/g·K, was ein effizientes Thermomanagement in Elektronikbaugruppen unterstützt. Die thermische Leistung ist herausragend, mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) und einer Wärmeformbeständigkeit (HDT) von über 300 °C (geprüft nach IPC-TM-650 und ISO 75-2).

Eigenschaften

  • Wärmekapazität: 0,97–1,5 J/g·K
  • Zugmodul: 5640 MPa - 5790 MPa
  • Zugfestigkeit: 69 MPa - 73 MPa
  • Bruchdehnung: 1,9% 

Anwendungsfälle

  • Steckverbinder für Elektronik
  • Hochfrequenzantennen
  • Formteile unter hohem Druck & Temperatur (Kohlefaserformung)
Große ESD-Sichere Komponenten

Große ESD-Sichere Komponenten

Stratasys® ABS-ESD7 ist ein elektrostatisch ableitfähiges ABS-Thermoplast, das für den FDM-3D-Druck entwickelt wurde. Es ermöglicht die Herstellung großer, maßhaltige Bauteile, die statische Aufladungen sicher ableiten – ideal für Elektronikfertigungen und die Produktion elektronischer Erzeugnisse. ABS-ESD7 basiert auf Standard-ABS, ist jedoch mit Kohlenstoff modifiziert, um einen kontrollierten Oberflächen- und spezifischen Durchgangswiderstand zu gewährleisten, während die typische Festigkeit und Steifigkeit von ABS erhalten bleiben.

as Material ist für Fortus-/FDM-Systeme verfügbar und eignet sich für Anwendungen wie Vorrichtungen, Halterungen, Gehäuse und Handhabungsgeräte für Leiterplatten, Elektronikbaugruppen, Geräte oder Prozesse mit Pulver- und Staubentwicklung. Der spezifische Durchgangswiderstand von ABS-ESD7 liegt etwa zwischen 10⁴ und 10⁹ Ω·cm und ordnet sich damit klar in die ESD-sichere Kategorie ein – weder vollständig isolierend noch vollständig leitfähig.

Eigenschaften

  • Oberflächenwiderstand: von 10⁶ bis 10⁹ Ohm
  • Zugfestigkeit: 36 MPa
  • Zugmodul: 2400 MPa
  • Biegefestigkeit: 61 MPa

Anwendungsfälle

  • Gehäuse und Verpackungsmaterialien für Endverbraucher-Validierung
  • Große funktionale Prototypen für elektronische Geräte
  • Absaugungen
 Flexible ESD-Sichere Komponenten

Flexible ESD-Sichere Komponenten

3DXtech® TPU ESD ist ein technisches thermoplastisches Polyurethan-Elastomer, das aufgrund seiner Kombination aus exzellenter Flexibilität, einfacher Druckbarkeit, chemischer Beständigkeit und hoher Zähigkeit ausgewählt wurde. Das Filament ist so formuliert, dass es eine ESD-sichere elektrische Leitfähigkeit mit einem Ziel-Oberflächenwiderstand von 10²–10³ Ω bietet.

Für die Elektronikindustrie macht dies das Material überall dort zur idealen Wahl, wo elektrostatische Entladungen eine Gefahr für sensible Bauteile darstellen. ESD-sichere Werkstoffe sind unerlässlich, um empfindliche Elektronik zu schützen, die Einhaltung von Industrienormen zu gewährleisten und geschäftskritische Komponenten in Sektoren wie der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung und der Automobilindustrie abzusichern – während sie gleichzeitig Risiken in Hochrisikobereichen wie der Öl- und Gasindustrie minimieren.

Was diesen Werkstoff von starren ESD-Alternativen unterscheidet, ist seine Flexibilität. Zu den Hauptvorteilen gehören eine hohe Bruchdehnung von über 300 %, eine semi-flexible Härte von Shore 90A, eine hervorragende Schichthaftung, eine exzellente Dauerfestigkeit, eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und die Fähigkeit, die Flexibilität selbst bei niedrigen Temperaturen beizubehalten. Dadurch eignet es sich hervorragend für Kabelmanagementschläuche, flexible Gehäuse, Schutzabdeckungen, Dichtungen und Bauteilträger in Elektronik-Montagelinien.

Eigenschaften

  • Oberflächenwiderstand: 10³ Ohm (Zielwert) / 10⁷–10⁹ Ohm/sq (gemessen) 
  • Dehnung bei Bruch: >300%
  • Zugfestigkeit: 28 MPa
  • Biegefestigkeit: 31 MPa

Anwendungsfälle

  • Schutzhüllen
  • Kabelmanagementteile
  • Gehäuse, Steckverbinder
  • Flexible Vorrichtungen
  • Absaugungen

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