Расшифровка листов технических данных

Исследования — неизбежная часть процесса выбора материала — чтобы выяснить, подходит ли тот или иной материал для вашего применения, вам необходимо проявить должную осмотрительность. Общие описания материалов могут дать вам достаточно информации, чтобы указать вам правильное направление, например, подходит ли конкретный пластик для морских применений или подвержен ли металл коррозии. Чтобы получить более глубокое представление о том или ином материале, вам необходимо ознакомиться с его техническим описанием.

Листы технических данных описывают различные материалы по их свойствам и являются невероятно полезным инструментом для групп разработчиков. Однако они могут сбивать с толку, если у вас нет инженерного или технического образования. Эта статья поможет вам проанализировать спецификации материалов, чтобы вы могли принимать обоснованные решения, когда дело доходит до выбора материала.

Прежде чем мы углубимся в различные свойства пластиковых материалов, которые вы можете найти в паспорте материала, важно понять, что сообщаемые свойства листа материала будут в некоторой степени зависеть от того, как материал тестируется. По этой причине обычно существуют стандарты, описывающие условия испытаний, такие как стандарты ASTM, в технических паспортах. Вот все, что вам нужно знать.

Свойства при растяжении

Свойства растяжения, наиболее часто упоминаемые механические свойства материалов, показывают, как материал ведет себя при воздействии тянущих нагрузок, сил и напряжений. Некоторые измерения растяжения включают:

• Предельная прочность на растяжение — Какое напряжение может выдержать материал, при превышении которого разрушение неизбежно. Предельная прочность на растяжение обычно указывается в фунтах на квадратный дюйм или МПа, что, по сути, представляет собой усилие на единицу площади.

• Предел текучести при растяжении или предел текучести — Какое напряжение может выдержать материал, прежде чем произойдет непоправимая остаточная деформация. Предел текучести обычно указывается в фунтах на квадратный дюйм или МПа.

• Удлинение при растяжении при пределе текучести — Насколько материал может растянуться до неустранимой деформации («растяжимости»). Удлинение при растяжении при пределе текучести обычно указывается в виде процентного увеличения длины.

• Модуль упругости — насколько материал деформируется под нагрузкой («жесткость»). Модуль упругости обычно указывается в фунтах на квадратный дюйм или МПа.

Обычно для определения механических свойств материала используется растяжение посредством испытаний на растяжение. Испытания на растяжение предназначены для определения того, насколько прочный материал, насколько он жесткий и насколько он может удлиняться или растягиваться. Тест простой — один из зажимов тянет материал до тех пор, пока не сломается.

Приложенная сила измеряется во время испытания на растяжение, а затем делится на площадь поперечного сечения испытуемого образца для измерения «напряжения». Также измеряется изменение длины или «деформация». Затем наносят на график напряжение и деформацию, чтобы понять взаимосвязь между ними, по которой можно определить многие механические свойства.

Свойства гибкости

Изгибные свойства, еще один часто упоминаемый тип механических свойств материала, показывают, как материал ведет себя при воздействии изгибающих нагрузок, сил и напряжений. В то время как некоторые объекты требуют повышенных свойств изгиба для использования в несущих конструкциях, другие компоненты нуждаются в большей гибкости, чтобы избежать повреждений. Есть два конкретных свойства изгиба, которые вы обычно найдете в техническом паспорте:

• Прочность на изгиб — Какое напряжение может выдержать материал, прежде чем окончательно согнуться.

• Модуль изгиба — Склонность материала сопротивляться изгибу, представленная отношением напряжения к деформации.

Обычно для определения прочности на изгиб и модуля изгиба используется трехточечное испытание на прочность на изгиб. Это включает в себя размещение бруска материала на двух опорах, а затем приложение давления к центру бруска с помощью гидравлического напорного пресса. Обычно прочность материала на изгиб выше его прочности на растяжение. Наполненные или армированные полимеры, такие как полиамиды и ацетали, обладают повышенными свойствами при изгибе, тогда как гибкие материалы, такие как эластомеры, обычно имеют более низкую прочность на изгиб и модуль упругости.

Свойства воздействия

Ударные свойства относятся к тому, сколько ударов может выдержать материал, что, по сути, означает, сколько энергии он может поглотить, не сломавшись. Наиболее распространенным способом проверки ударных свойств в Северной Америке является использование системы испытаний на удар IZOD. Для испытания на ударную вязкость образец материала закрепляют в зажиме. Тяжелый маятник поднимается, затем опускается и ударяет по образцу материала.

Существует два вида испытаний на ударную вязкость — испытания с надрезом и испытания без надреза. Испытание на удар с надрезом включает в себя удар рукой о поверхность с надрезом, тогда как при испытании без надреза рычаг качается на плоскую поверхность. Тесты с надрезом, как правило, дают более реалистичные результаты и поэтому более популярны, чем тесты без надреза.

Индивидуальные свойства материала влияют на его ударные свойства. Вообще говоря, каучукообразные материалы обеспечивают лучшую ударопрочность из-за их высокого удлинения при разрыве. Разветвления с длинной цепью и более крупные кристаллические структуры также могут повысить ударопрочность пластика.

Твердость

Твердость материала определяет, насколько хорошо он может сопротивляться деформации, вызванной локальным истиранием или вдавливанием. Поскольку диапазон твердости огромен, от сверхмягких до невероятно твердых материалов, для измерения и определения твердости материалов используются различные шкалы. Двумя наиболее распространенными шкалами твердости материалов являются:

• шкала Роквелла , используемый для измерения твердых материалов, таких как металлы или драгоценные камни.

• Береговые весы , который используется для измерения твердости полимеров. Береговые весы могут измерять более мягкие материалы, такие как гели и каучуки, а также более жесткие материалы, такие как нейлон и полипропилен.

Во время испытания на твердость небольшой стержень со сферическим или конусообразным концом вдавливается в образец материала с определенной силой, и сила вдавливания стержня в материал определяет его твердость.

Тепловые свойства

Тепловые свойства материала показывают, как он реагирует на температуру. Вот основные тепловые свойства материала:

• Непрерывная рабочая температура — Указывает температуру, выше которой механические свойства значительно ухудшаются

• Температура теплового прогиба — Измеряет жесткость материала при повышении температуры.

• Коэффициент линейного теплового расширения (CLTE) — Описывает склонность материала изменять размер из-за изменения температуры.

• Теплопроводность — Описывает, насколько увеличивается температура материала по отношению к количеству энергии, подвергнутой ему.

Проверка термических свойств проста, за исключением случаев, когда речь идет об определении температуры стеклования материала. Только аморфные материалы, не имеющие кристаллической структуры, такие как поликарбонат и полистирол, имеют температуру стеклования. Это значение, измеряемое в Tg, определяет температуру, при которой материал становится резиноподобным.

Декодирование листа технических данных с помощью Fast Radius

Чтение технического описания материала — отличный способ узнать больше о предполагаемых материалах для предстоящего проекта. Однако, как вы можете видеть в этой статье, технические данные могут быть сложными для понимания. Кроме того, это не заменит совет специалиста.

Опытный партнер-производитель, такой как Fast Radius, может помочь вам в процессе выбора материала и демистифицировать сложные спецификации материалов. Члены команды Fast Radius обладают обширными отраслевыми знаниями и опытом, и мы будем использовать этот опыт, чтобы убедиться, что вы выбираете правильный материал для своего приложения. Если вы готовы начать свой следующий проект, свяжитесь с нами сегодня.

Для получения дополнительных руководств по производству материалов, в том числе по выбору подходящего материала для литья под давлением, литья уретана или обработки с ЧПУ, посетите ресурсный центр Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату