Elektrostatische Entladung / Ionisierer
Ein Ionisierer beseitigt statische Ladung in verschiedenen Umgebungen.
Der Entladungsbereich reicht von ganzen Räumen bis hin zu bestimmten Punkten.
Die Produktpalette umfasst auch einen Stabtypen, welcher mit geringer Druckluft betrieben werden kann, bei gleichzeitiger herausragender Entladungsleistung.
Zudem gibt es Gebläsetypen zur Entladung ohne Druckluft, Punktentladungstypen, die statische Ladung an bestimmten Stellen vollständig beseitigen und eine Ausblaspistole, die jederzeit und überall eingesetzt werden kann.
Empfohlene Artikel
Produktpalette : Stabtypen
Beseitigen Sie elektrostatische Aufladung für eine Objektfläche von bis zu 3000 mm bei einem Abstand von 300 bis 1500 mm. Betriebskosten können dank der energiesparenden Konstruktion um bis zu 60% reduziert werden. Die Modellreihe SJ-E ist die Vorzeigemodellreihe bei den elektrostatischen Entladungsgeräten von KEYENCE.
Die Modellreihe SJ-H zeichnet sich durch hohe Entladungsgeschwindigkeit, geringen Wartungsaufwand und höchster Entladungsleistung in allen Umgebungen aus. Während zusätzlich unterstützende Druckfuft üblicherweise zur Verbesserung der elektrostatischen Entladungfähigkeit verwendet wird, kann ein Luftstrom bei bestimmten Gegebenheiten Probleme verursachen. Die Modellreihe SJ-H erreicht den höchsten Grad an elektrostatischer Entladung in der Industrie ohne den Einsatz von Druckluft. Druckluftunterstützte elektrostatische Entladung ist ebenfalls möglich. Dank der internen Regelung der Ionenerzeugung, erreicht die Modellreihe SJ-H einen erstklassigen wartungsarmen Betrieb. Das besonders platzsparende Gehäuse und die integrierten Funktionen, erfüllen alle Anforderungen an die elektrostatische Entladung und bieten ein breites Anwendungsspektrum.
Produktpalette : Gebläsetypen
Der Multi-Sensor Ionisator der Modellreihe SJ-F700 garantiert Ihnen eine vollständige Automatisierung der regelmäßigen Wartung – eine wesentliche Aufgabe bei jedem elektrostatischen Entladungssystem. Das Gerät besitzt eine automatische Reinigungsfunktion der Elektroden. Zudem überwacht es die Menge der erzeugten Ionen und passt diese selbständig an. Der SJ-F700 ist völlig wartungsfrei und bietet gleichzeitig eine extrem leistungsstarke elektrostatische Entladung (mit einer Ionenbalance von +/- 1V, einer Entladungsgeschwindigkeit von 0,5 Sekunden und einem elektrostatischen Entladungsbereich von 3m). Nutzen Sie das Entladungsgebläse des wartungsfreien Multi-Sensor Ionisators SJ-F700 zur elektrostatischen Entladung und Entfernung von Fremdkörperanhaftungen.
Bei dem kompakten elektrostatischen Entladungsgebläse der Modellreihe SJ-LF, wird dem Bediener sichtbar angezeigt, ob eine elektrostatische Aufladung vorhanden ist oder erfolgreich entfernt wurde. Die Visualisierungs-LED und die Statusanzeige am Entladungsgebläse zeigen den aktuellen Status der elektrostatischen Aufladung im Entladungsbereich an. Somit kann der Bediener sofort feststellen, ob die elektrostatische Aufladung auf dem Objekt ordnungsgemäß beseitigt wurde. Das kompakte Gehäuse ist nur ein Fünftel so groß wie bisherige kleine Entladungsebläse, was zahlreiche Installationsoptionen in der Produktionslinie ermöglichen. Dank des integrierten Lüfters, muss keine Druckluft über einen Kompressor zugeführt werden. Störungen und Fehlerfälle können über integrierte Alarmausgänge permanent überwacht werden.
Elektrostatische Entladungsgebläse der Modellreihe SJ-F2000/5000 werden besonders bei breiten Entladungsbereichen eingesetzt. Die besonders schnelle Entladungsleistung und das hochpräzise Ionengleichgewicht unterstützen zusammen mit dem breiten Luftstrom eine optimale Entladung für große Bauteile. Erzeugte Ionen werden passend zur elektrostatischen Aufladung des Bauteils in den Entladungsbereich zugeführt, um eine maximal effektive Entladung einzuleiten. Die elektrostatischen Entladungsgebläse der Modellreihe SJ-F2000/5000 bieten eine hohe Leistung und ausgezeichnete Benutzerfreundlichkeit in Form eines wartungsfreundlichen Gehäuses und einem präventiven Verschleiß- & Schmutzablagerungsschutz der Elektrode.
Produktpalette : Punkttypen
Die kompakten Düsen-Ionisatoren der Modellreihe SJ-LM bieten effektive Entladung und Visualisierung elektrostatischer Entladung in einem kompakten Gehäuse. Drehungen entlang zweier Achsen sind möglich, wodurch Benutzer die Richtung der elektrostatischen Entladung frei anpassen können, ohne dabei die Einbauposition verändern zu müssen. Sogar bei eingeschränkten Platzverhältnissen ist es möglich, die relevante Stelle von statischer Elektrizität zu befreien, ohne das Layout zu verändern. Die Visualisierungs-LED zeigt den Status der elektrostatischen Entladung an. Auf diese Weise lässt sich sofort feststellen, ob das Objekt noch elektrostatisch aufgeladen ist oder nicht, was die Überprüfung des Betriebs erleichtert. Die Düsen-Ionisatoren der Modellreihe SJ-LM bieten neben der Zuverlässigkeit der elektrostatischen Entladung weitere interessante Funktionen, wie Alarme und Warnungen, die auf eventuelle Fehler aufmerksam machen.
Die Mikro-Entladesysteme der Modellreihe SJ-M werden aufgrund der sehr kleinen Bauform da eingesetzt, wo entweder sehr wenig Platz für den Einbau vorhanden ist oder an Positionen, bei denen ganz gezielt kleinere Bereiche entladen werden müssen. Je nach Anwendungsfall können die Düsen noch mit Aufsätzen bestückt werden, um den Entladebereich den individuellen Anforderungen anzupassen. Die Auslegung der Systeme für Umgebungstemperaturen von bis zu 80°C ermöglichen einen Einsatz in nahezu allen Bereichen.Das funktionale Steuergerät zeigt den Status der elektrostatischen Entladung mit einem elektrostatischen Monitor an, der den Grad der elektrostatischen Aufladung des Messobjekts anzeigt, einem Ionenpegel-Monitor, der eine Selbstdiagnose durchführt und den Ionenpegel anzeigt. Zusätzlich ist eine Alarmfunktion gegeben, die eine unzureichende Effektivität der elektrostatischen Entladung ausgibt.
Produktpalette : Pistolentyp
Die Druckluft-Ausblaspistole mit Entladungsfunktion der Modellreihe SJ-LG bietet leistungsstarke Partikelentfernung in einem robusten Gehäuse. Durch die Integration eines Magnetventils mit hohem Durchfluss und niedrigem Druckverlust bleibt der Luftstrom weitestgehend unverändert. Dadurch wird einerseits die Entfernung von Partikeln enorm verbessert sowie ein erneutes Festsetzen der Partikel aufgrund elektrostatischer Anziehung verhindert. Die Front-LED beleuchtet den Arbeitsbereich und hilft, die Oberfläche vor und nach der Reinigung auf Partikel zu überprüfen. Das robuste Gehäuse besteht aus stoßfesten Materialien und ist durch seine feste Struktur widerstandsfähig gegen Aufprall- und Außeneinwirkungen.
Wenn es um die Vermeidung von statischer Aufladung geht, gibt es einige Möglichkeiten. Hierzu gehört die Erdung, anstistatische Kleidung, Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle sowie die aktive statische Entladung. Bei der aktiven statischen Entladung werden Ionisierer eingesetzt, die statische Aufladung durch die Erzeugung von positiven und negativen Ionen auf dem Produkt neutralisieren. Einige Modelle können außerdem durch statische Aufladung anhaftende Fremdpartikel effektiv entfernen. Dank des sicheren und effizienten Verfahrens zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung im Vergleich zu anderen Maßnahmen, werden Ionisatoren häufig in Produktionsanlagen eingesetzt.
Vorteile von Ionisierern
Lager, in denen Folien oder empfindliche elektronische Komponenten gelagert werden, müssen effektiv und großflächig entladen werden. Die Stabmodelle bieten hierbei eine Option, große Räume flächendeckend zu neutralisieren.
Stabionisatoren, die mit der Impuls-AC oder der Impuls-DC-Methode arbeiten, sind effektiv für die Neutralisierung von Aufladung in großen Räumen. Durch die Erzeugung und Abgabe von Ionen im gesamten Raum, werden auch in der Luft befindliche Staubpartikel entladen und deren Anhaften auf Oberflächen minimiert. Beispiel: Die Verwendung eines Entladungsstabs vor dem Eingang zu einem ESD Bereich, kann verhindern, dass elektrostatisch aufgeladene Partikel durch Personen in den Raum eingebracht werden. So werden Beschädigungen empfindlicher Bauteile oder Verschmutzungen verhindert.
In Prozessen verwendete Staubabscheider können dazu führen, dass leichte Materialien, wie Folien, in der Saugluft flattern oder dass leichte Elektronikteile weggeblasen werden. Ionisatoren ohne Gebläse können elektrostatische Aufladung beseitigen, ohne störende Luftströme zu verursachen.
Ionisatoren ohne Gebläse entfernen elektrostatische Ladungen von Produkten, die empfindlich auch Staub und Luftströme reagieren, ohne selbst Luft zu verwenden. Beispiel: Ein ohne Gebläse oder Druckuft arbeitender Ionisator kann elektrostatische Aufladung von dünnen Bögen / Folien entfernen, ohne dass diese flattern. Auf diese Weise können auch kleine und emfpindliche Bauteile sicher und effektiv entladen werden, ohne diese durch Luftverwirbelungen negativ zu beeinflussen. Bei kleinen Teilen ist der Einsatz von platzsparenden Punktentladesystemen empfehlenswert.
Beim Abblasen von Staub mit Druckluft entsteht erneute statische Aufladung, die wiederum dazu führt, dass erneut Staub an der Oberfläche haften bleibt. Der Einsatz von ionisierter Druckluft hingegen, führt zur Entfernung von Staub und der gleichzeitigen Entladung der Oberfläche. So wird ein Wiederanhaften von Staub vermieden.
Ionisatoren, die Staub durch Druckluft entfernen, entfernen gleichzeiteig die anhaftenden Partikel und die statische Elektrizität. Dies geschieht im Prozess automatisch parallel, so dass ein Wiederanhaften von Staub verhindert wird. Mögliche Einsatzgebiete von Ionisatoren sind Fördersysteme für empfindliche oder schnell verschmutzende Materialien sowie Übergänge des Produkttransports zu Reinräumen.
Anwendungsbereiche von Ionisierern
Lebensmittel und Pharmazie: Luftduschen können Staub nicht beseitigen
Bevor Personen einen Raum betreten oder Gegenstände in den Raum eingebracht werden, entfernen Luftduschen mithilfe eines durch einen HEPA-Filter gereinigten Luftstrahls den Staub von Oberflächen. Wenn die Oberflächen jedoch statisch geladen sind oder erst durch den Luftstrom selbst statisch aufgeladen werden, kann der gerade abgeblasene Staub direkt wieder auf der Oberfläche haften bleiben, da die statische Elektrizität nicht entfern wurde. In derartigen Fällen sollten Ionisatoren verwendet werden, die mit der ionisierten Luft den Staub entfernen und gleichzeitig die Oberfläche neutralisieren. So wird eine erneute Anhaftung von Staub deutlich reduziert.
Kunststoff: Spritzgussteil verbleibt in der Form
Durch elektrostatische Aufladung durch Reibung oder Temperatureinflüsse kann es dazu kommen, dass Kunststoffteile in der Form haften bleiben. Dies kann zu Stillstandzeiten oder sogar Beschädigungen der Anlage führen. Um dies zu vermeiden können Sensoren installiert werden, die nicht ausgeworfene Produkte erkennen. Alternativ oder unterstützend ist der Einsatz von Ionisatoren sinnvoll, die eine vorhandene elektrostatische Aufladung beseitigen und das Anhanften von Partikel oder Produktresten verhindern. Diese Maßnahme reduziert Stilstandzeiten durch notwendigen manuellen Eingriff der Bediener und trägt zur Verbesserung der Produktivität bei.
Elektrische Komponenten: Schmutzanhaftung während der Montage
Während der Montage von elektrischen Komponenten können elektrostatische Aufladungen durch Reibung und Ablösevorgänge entstehen. Staub und Partikel werden somit angezogen und haften an den geladenen Teilen. Die Verschmutzung wird nicht entfernt und die Teile werden in diesem Zustand verbaut, was zu späteren Problemen oder Reklamationen führen kann. Insbesondere wenn es auf die Qualität der Entladung ankommt, ist der Einsatz von Ionisatoren zu empfehlen, die eine Visualisierung des Entladestatus geben. Dies kann über einzelne LEDs an den Systemen oder sogar über eine farbliche Darstellung per LED Spot geschehen, die dem Bediener schnell und einfach den Ladezustand des Bauteils deutlich macht.
Anhaften von Fremdkörpern
Die Anhaftung von Partikeln an Oberflächen hängt davon ab, ob die Materialien leitend oder nicht leitend sind. In beiden Fällen kann ein Ionisator zur Vorbeugung eingesetzt werden. Ist die Oberfläche aus Kunststoff, Gummi oder einem anderen nichtleitenden Material und der Ort der elektrostatischen Aufladung ist bekannt, kann durch eine gezielte, örtliche elekstrostatische Entladung entgegengewirkt werden. Je nach zu entladendem Teil und den Gegebenheiten können hierfür Entladestäbe, Gebläse oder Punktentladesysteme eingesetzt werden. Bei großen Teilen kann sich auch der Einsatz einer Entladepistole anbieten.
Elektrostatische Entladung von Menschen
Menschen laden sich durch Bewegung ständig auf. Neben vorbeugenden Maßnahmen und dem Tragen von ESD Kleidung können Ionisatoren dafür sorgen, dass zusätzliche Sicherheit gegen ESD Schäden besteht. Entladestäbe, die für derartige Zwecke eingesetzt werden können, arbeiten in einem solchen Fall mit einer geringeren Frequenz. Grund hierfür ist die große Distanz, die von den Ionen zurückgelegt werden muss, bevor die Entladung des Menschen stattfindet. Bei einer zu geringen Frequenz, würden sich die Schichten der unterschiedlichen Ionen (positive und negative Ionen) durch den immer vorhandenen Luftzug verwirbeln und sich gegenseitig neutralisieren. Daher ist bei der Entladung großer Räume oder der Installation in großer Distanz die Einstellung einer geringen Frequenz entscheidend.
Probleme beim Transfer
Es gibt in der Praxis unterschiedliche Probleme bei Transferprozessen. Mögliche Fehlerquellen sind inkohärente Übergabetakte, Reibungen, Ansaugung auf Objektoberflächen, magnetische Kraft oder elektrostatische Aufladung. Die selbst nicht sichtbare elektrostatische Aufladung ist ein sehr häufiger Grund für diese Probleme und wird oft nur sehr spät oder gar nicht erkannt. Wichtig ist hier die Identifikation der Problemstelle - bspw. durch das Messen elektrostatischer Aufladung - und ein gezieltes Entgegenwirken durch den Einsatz von Ionisatoren. So können haften bleibende Folien oder auch sich beim Transport durch Aufladung umkippende Kunststoffflaschen entladen werden, um den Prozess wieder reibungslos ablaufen zu lassen.
Schäden durch elektrostatische Entladung (ESD)
Elektrostatsiche Entladungen können elektronische Bauteile zerstören. Dieses Problem tritt auf, wenn sich die angesammelte elektrostatische Entladung entlädt und ein größerer Strom als normal in den Schaltkreisen fließt, Die dadurch erzeugt Wärme kann die Bauteile beschädigen, so dass die Funktion nicht mehr gegeben ist. Um dies zu vermeiden, ist es wichtig, die Entstehung statischer Elektrizität zu verhindern, vorhandene Aufladung zu beseitigen und elektrostatische Entladungen auszuschließen. Möglich ist das durch Erdung, hinzufügen von leitfähigen Bestandteilen und dem Einsatz von Ionisatoren - insbesondere dann wenn eine Erdung nicht möglich ist.
Fehlfunktion von elektronischen Anlagen und Geräten
Überall dort wo sich statische Elektrizität entlädt, gibt es elektromagnetisches Rauschen, welches zu Fehlfunktionen in elektrischen Anlagen und Geräten führen kann. Das Problem hierbei liegt nicht an der Menge der elektrostatischen Ladung, sondern im elektromagetischen Rauschen. Daher ist es wichtig, dass Schäden durch richtige Erdung und den Einsatz von Ionisatoren vermieden werden. Beispiel: In einer Dosenfertigungslinie können sich aufgeladene Dosen entladen. Das dadurch entstehende elektromagnetische Rauschen kann im schlimmsten Fall zu einem Stillstand des Systems führen. Der Einsatz von Ionisatoren ist erforderlich, um solche Fehlfunktionen zu verhindern. Aufgrund der berührungslosen Arbeitsweise ist ein nachträglicher Einbau der Ionisatoren einfach machbar.
Auftragungs- und Beschriftungsprobleme
Auftragungs- und Beschriftungsprobleme werden durch Coulomb-Kräfte verursacht. Nehmen wir an, dass die Materialien vor dem Auftragsverfahren negativ aufgeladen sind. Ist das aufzutragende Material ebenfalls negativ geladen, stoßen sich die beiden Teile ab, so dass ein sauberer Auftrag nicht gewährleistet werden kann. Dies betrifft beispielsweise Dichtungsmittel oder auch Tintentropfen bei Inkjet-Markierungen. Verhindert werden kann dieses Problem durch den Einsatz von Ionisatoren, die so gesehen die Coulomb-Kraft ausschalten. Für den Einsatz empfiehlt sich in der Regel die Verwendung eines Punktentladesystems, welches direkt auf die Spitze der Düse ausgerichtet wird.
Probleme mit statischer Elektrizität können je nach Branche oder Verfahren unterschiedlicher Art sein. Wir stellen typische Probleme der statischen Elektrizität in verschiedenen Branchen und Prozessen vor und zeigen einige Fälle von Verbesserungen durch die Einführung von Ionisatoren in der Praxis.
Häufig gestellte Fragen zu Elektrostatische Entladung / Ionisierern
Die beiden allgemein bekannten Ursachen für die Entstehung statischer Elektrizität sind:
• Aneinander reibende Objekte (Reibung)
• Ablösen eng verbundener Objekte (Ablösung)
Grundsätzlich wird statische Elektrizität schon dann erzeugt, wenn Objekte miteinander in Berührung kommen. Statische Elektrizität, die durch Reibung erzeugt wird, ist Teil der durch Kontakt verursachten elektrostatischen Aufladung. Allerdings ist die durch Reibung erzeugte statische Elektrizität in der Regel größer als die durch einfachen Kontakt verursachte, da die Reibung an der Grenzfläche die Kontaktfläche vergrößert.
Das Anhaften von Staub und Partikeln an Metallobjekten (leitende Objekte) wird durch geladenen Staub und Partikel verursacht, die in die Nähe des Objekts gelangen und im Inneren des Objekts eine elektrostatische Induktion erzeugen. Elektrostatische Induktion tritt auch dann auf, wenn ein Objekt geerdet ist, so dass direkte Antistatik-Maßnahmen für Metallobjekte nicht effektiv sind. Antistatik-Maßnahmen sollten sich daher gegen Staub und Partikel richten, die sich in der Luft befinden. Dies ist nur möglich, wenn die komplette Umgebung möglichst durchgehend neutralisiert wird.
Bei Baugruppen, bei denen implementierte Leiterplatten in Kunststoffteile eingesetzt werden, hören wir am häufigsten davon, dass dies auf einer leitfähigen Matte oder einem Montagewerkzeug aus Metall erfolgt. Hierbei kann die elektrostatische Induktion zu einem Problem werden und eine elektrostatische Entladung ist nicht möglich. Führen Sie die elektrostatische Entladung daher dann durch, wenn sich die Objete in der Luft befinden. Wenn beispielsweise Kunststoffteile flach auf ein Montagewerkzeug aus Metall gelegt werden, kann die Kontaktfläche so weit wie möglich verkleinert und vom leitenden Bereich ferngehalten werden, um elektrostatische Aufladung zu beseitigen. Darüber hinaus ist die Entladung der statischen Elektrizität aus dem gesamten Raum die effektivste Methode zur Vermeidung von ESD-Schäden. Die Verwendung eines Ionisators ist eine Möglichkeit, statische Elektrizität aus der Umgebung zu beseitigen.
Dieser Leitfaden enthält detailliertes Grundwissen über statische Elektrizität, einschließlich ihrer Entstehung und verschiedener Probleme, die durch statsiche Elektrizität verursacht werden. Ebenso finden Sie Informationen, wie Sie den Problemen entgegenwirken können. Eine Pflichtlektüre für jeden, der damit beginnen möchte, Probleme mit statischer Elektrizität zu bekämpfen.
Probleme mit Partikelanhaftung treten in Branchen wie der Halbleiter-, LCD-, Lebensmittel-, Arzneimittel- und der Automobilindustrie auf. Dieser Leitfaden enthält umfangreiche Informationen zu diesem Thema, angefangen bei der Entstehung von Partikelanhaftungen bis hin zu deren Vermeidung oder Entfernung und Informationen zu den aktuellen elektrostatischen Entladungssystemen.