Test di resistenza

Prima di chiudere questa sezione, può essere utile conoscere anche le diverse proprietà meccaniche e termiche che possono definire un polimero. Questi 3 test possono determinare quanto un materiale sia “resistente” a seconda dell’applicazione richiesta dalla tua stampa.

Rivediamo innanzitutto i 3 principali test meccanici:

Prova di trazione

La prova di trazione consiste nel sottoporre un campione di polimero a tensione fino alla rottura. Il test può essere usato per determinare la resistenza a trazione del campione, il modulo di Young e l’allungamento a rottura.

Prova d’urto Charpy

La prova d’urto Charpy è il processo di misurazione della quantità di energia all’impatto necessaria a fratturare un campione di prova. Questo test viene eseguito fissando il campione di polimero appropriato e rilasciando un pendolo con una massa e un’altezza prestabilite che collide con il campione di prova.

Prova di flessione a tre punti

La prova di flessione a tre punti misura la resistenza di un campione alla deformazione sotto un carico graduale. I campioni di prova sono soggetti a importanti tensioni di trazione e compressione nel loro piano oltre a tensioni di taglio. Questo test può essere usato per determinare la resistenza alla flessione e il modulo di flessione.

Ciascuno di questi test fornirà dati importanti che definiscono le prestazioni del materiale:

La resistenza a trazione fornirà un grafico simile a quello seguente:

Resistenza a trazione

La resistenza a trazione caratterizza lo sforzo massimo richiesto per tirare il campione fino al punto in cui cede o si rompe. La resistenza a trazione al cedimento misura lo sforzo al quale un campione cede allo sforzo (noto come necking), la resistenza a trazione alla rottura misura lo sforzo al quale un campione si rompe, e la resistenza a trazione ultima è il valore massimo tra i due. Questo ci permette di comprendere il limite di resistenza di un materiale e il suo comportamento sotto sforzo.

Allungamento a rottura

L’allungamento a rottura misura il rapporto di deformazione tra la lunghezza iniziale e la lunghezza aumentata immediatamente prima della rottura. Questo ci permette di vedere la quantità di allungamento che un materiale può sopportare prima di rompersi.

Modulo di Young

Il modulo di Young misura la resistenza dei polimeri alla deformazione sotto sforzo lungo un singolo asse. Il modulo di Young può essere usato per stimare la rigidità delle strutture realizzate con il materiale.

La resistenza alla flessione fornirà un grafico simile a quello seguente:

Modulo di flessione

Il modulo di flessione è una proprietà fisica locale calcolata come rapporto tra sforzo e deformazione nella deformazione flessionale. Il modulo di flessione ha analogie con il modulo di Young poiché valuta la capacità dei polimeri di resistere alla deformazione.

Resistenza alla flessione

La resistenza alla flessione rappresenta lo sforzo massimo sperimentato all’interno del materiale nel suo punto di cedimento o rottura.

Resistenza all’urto Charpy

La resistenza all’urto Charpy misura la quantità di forza d’impatto o energia (kJ/m2) necessaria a fratturare il campione di prova.

Passiamo ora a rivedere le proprietà termiche:

Temperatura di deflessione termica

La temperatura di deflessione termica è la misura della temperatura alla quale un polimero subisce una certa quantità di deformazione. Il test viene condotto utilizzando un carico specifico, aumentando costantemente la temperatura di 2 °C/min e misurando la temperatura una volta che lo spostamento del sensore di contatto del campione raggiunge 10 mm.

Temperatura di ammorbidimento Vicat

Sebbene comparabile alla HDT, la temperatura di ammorbidimento Vicat si differenzia fornendo un metodo di prova che simula il punto in cui la temperatura ammorbidisce le proprietà fisiche del materiale a sufficienza perché un oggetto esterno, sotto una pressione prestabilita, penetri la superficie esterna del campione per 1 mm.

Indice di fusione

L’indice di fusione caratterizza il comportamento di scorrimento di un polimero sotto una pressione e una temperatura stabilite. Questo si ottiene estraendo il polimero e misurando il peso totale dell’estruso in un periodo di tempo prestabilito. Più materiale esce, maggiore è il peso e quindi minore è la viscosità.