Магазин
Leave Your Message
Категории новини
Препоръчани новини

Методи за тестване на производителността на материали за 3D печат

2026-02-05

I. Основни изпитвания на механичните характеристики: Оценка на механичната якост и жилавост на материалите

Механичните изпитвания се използват за измерване на характеристиките на полимерите под напрежение (опън, удар, огъване и др.) и са основната основа за преценка дали материалите са подходящи за носещи, удароустойчиви и други сценарии. Следните са три най-често използвани метода за механични изпитвания:

(1) Изпитване на опън: Измерване на якостта на опън и пластичността на материалите

Изпитването на опън е основен метод за оценка на механичните свойства на полимерите, чиято цел е да се определят характеристиките на деформация и разрушаване на материалите при продължително опънно усилие. Процесът на изпитване е прост: фиксирайте полимерен образец със стандартен размер върху машина за изпитване на опън, бавно прилагайте аксиално напрежение, докато образецът се счупи, и записвайте връзката между силата на опън и деформацията през целия процес.
823e9ccb02eb5a4dd452473a4e8b8d7b.png
  • Якост на опънМаксималното напрежение, необходимо за разтягане на образеца до огъване или счупване. По-конкретно, границата на провлачване съответства на напрежението, когато образецът претърпява „сгъване“ (локално изтъняване), якостта на разрушаване съответства на напрежението в момента на счупване, а граничната якост на опън е максималната стойност от двете, определяща границата на напрежение на материала.
  • Удължение при скъсване: Съотношението на удължението на образеца след счупване към първоначалната му дължина. По-високата стойност показва по-добра пластичност на материала, което означава, че той може да издържи на по-голямо разтягане преди счупване и не е склонен към крехко счупване.
  • Модул на Юнг: Характеризира твърдостта на материала (способност да устои на едноосна деформация на опън). По-високата стойност означава, че материалът се деформира по-малко под напрежение, което го прави подходящ за структурни части, изискващи твърдост.

(2) Изпитване на удар по Шарпи: Оценка на ударната жилавост на материалите

e4febf861ecb5acdfca35b1a31f4bfaf.png

Ударният тест по Шарпи се използва за оценка на способността на полимерите да устояват на мигновен удар, отразявайки жилавостта на материала. По време на теста махало с фиксирана маса се залюлява от определена височина, за да удари затегнат образец, а енергията на удара, необходима за счупване на образеца, се изчислява чрез загуба на енергия.
Основният индикатор за оценка е Ударна якост на Шарпи (Единица: kJ/m²), което е енергията на удара, необходима за счупване на образеца. По-високата стойност показва по-добра жилавост и удароустойчивост на материала; по-ниската стойност означава, че материалът е по-крехък.

(3) Изпитване за триточково огъване: Измерване на капацитета на огъване и твърдостта на материалите

Триточковото огъване се използва за оценка на способността на полимерите да устояват на статична деформация на огъване (симулиране на сценарии на напрежение, като например греди и опори). Двата края на образеца се поддържат и фиксират, а налягането се прилага бавно в средната точка до достигане на провлачване или счупване, като същевременно се записват данните за натоварването и деформацията синхронно.
След теста могат да се получат два основни показателя, отразяващи огъващите характеристики на материала:
  • Якост на огъванеМаксималното напрежение в момента на провлачване или счупване, когато материалът е огънат, определящо границата на носеща способност на материала като огъващ се компонент.
  • Модул на огъванеПодобно на модула на Юнг, той отразява твърдостта на материала при огъване. По-високата стойност означава, че материалът има по-силна устойчивост на деформация при огъване и по-добра структурна стабилност.

II. Ключови изпитвания на термичните характеристики: Оценка на термичната стабилност на материалите

В допълнение към механичната якост, термичните характеристики са от решаващо значение за компонентите, използвани във високотемпературни среди (като автомобилни и промишлени части). Следните три теста могат точно да измерят характеристиките на материалите при температурни промени:

(1) Температура на топлинно изкривяване (HDT)

878c87bd56a65a9d6faa08250fce57b6.png

Температура на топлинно изкривяване (HDT) характеризира краткосрочната топлоустойчивост на материалите под товар. По време на изпитването върху образеца се прилага фиксирано натоварване и температурата се повишава със скорост 2℃ в минута. Температурата, при която деформацията на образеца достигне 10 mm (при контакт със сензора), е температурата на топлинна деформация.
По-високата температура на топлинна деформация означава, че материалът има по-добра устойчивост на топлина под натоварване и може да поддържа стабилна производителност в среда с по-висока температура.

(2) Температура на омекване по Викат (VST)

Температура на омекване по Викат (VST) се използва за оценка на характеристиките на омекване на материалите след нагряване. Под стандартно налягане сонда се притиска към повърхността на образеца и температурата, при която сондата прониква на 1 мм в повърхността на образеца по време на нагряване, е температурата на омекване по Викат.
В сравнение с температурата на топлинно деформиране, температурата на омекване по Викат се фокусира повече върху оценката на характеристиките на омекване на материалите без значително натоварване, като по този начин се гарантира безопасността на материалите, използвани във високотемпературни среди.

(3) Скорост на течливост на стопилката (MFR)

Скорост на течливост на стопилката (MFR) отразява течливостта (вискозитета) на стопилката на полимерите при определена температура и налягане, което пряко влияе върху производителността на обработката (като например 3D печат, екструдиране и пълнене чрез шприцване). По време на теста стопилката се екструдира от дюза при фиксирани условия и теглото на екструдата в рамките на определено време се претегля.
По-високата скорост на стопилка означава, че материалът има по-нисък вискозитет, по-добра течливост и по-лесна обработка; по-ниската стойност изисква по-висока температура или налягане за формоване.

III. Основно значение на тестването

Тези шест основни теста формират цялостна система за оценка на характеристиките на полимерите (механична якост + термична стабилност). Те могат да предоставят точни данни за избор на материали за 3D печат, проектиране на продукти и контрол на качеството, като помагат за изясняване на границите на характеристиките на материалите, избягване на рискове (като недостатъчна якост и термично разрушаване) и накрая за избор на полимерни материали, които отговарят на изискванията.