Испытание на прочность

Прежде чем завершить этот раздел, также полезно узнать о различных механических и термических свойствах, которые могут определять полимер. Эти 3 испытания могут определить, насколько «прочен» материал в зависимости от применения, которое вы ожидаете от вашей печати.

Сначала рассмотрим 3 основных механических испытания:

Испытание на растяжение

При испытании на растяжение образец полимера подвергается растягивающему усилию до разрыва. С помощью этого испытания можно определить предел прочности при растяжении образца, модуль Юнга и относительное удлинение при разрыве.

Ударный тест по Шарпи

Ударный тест по Шарпи — это процедура измерения количества энергии при ударе, необходимой для разрушения образца. Испытание проводятся путем фиксации соответствующего полимерного образца и отпускания маятника с заданной массой с заданной высоты для столкновения с образцом.

Трехточечный изгибной тест

Трехточечный изгибной тест измеряет сопротивление образца деформации под постепенной нагрузкой. Образцы испытываются значительными растягивающими и сжимающими напряжениями в их плоскости, а также сдвиговыми напряжениями. Это испытание позволяет определить прочность при изгибе и модуль изгиба.

Каждое из этих испытаний даст важные данные, которые определят характеристики материала:

График прочности на растяжение будет похож на приведенный ниже:

Прочность при растяжении

Прочность при растяжении характеризует максимальное напряжение, необходимое для вытягивания образца до точки, в которой он течет или разрывается. Предел прочности при текучести измеряет напряжение, при котором образец начинает течь (так называемое «горловение»), прочность при разрыве измеряет напряжение, при котором образец разрывается, а предельная прочность при растяжении — это максимальное значение из них. Это позволяет понять предел прочности материала и его поведение под нагрузкой.

Относительное удлинение при разрыве

Относительное удлинение при разрыве измеряет отношение деформации между начальной длиной и увеличенной длиной непосредственно перед разрывом. Это позволяет увидеть, насколько материал может растянуться перед разрушением.

Модуль Юнга

Модуль Юнга измеряет сопротивление полимеров деформации под нагрузкой вдоль одной оси. Модуль Юнга можно использовать для оценки жесткости конструкций, изготовленных из данного материала.

График прочности при изгибе будет похож на приведенный ниже:

Модуль изгиба

Модуль изгиба — это локальное физическое свойство, вычисляемое как отношение напряжения к деформации при изгибной деформации. Модуль изгиба схож с модулем Юнга, поскольку он проверяет способность полимера сопротивляться деформации.

Прочность при изгибе

Прочность при изгибе представляет собой наибольшее напряжение, испытываемое внутри материала в точке его текучести или разрыва.

Ударная прочность по Шарпи

Ударная прочность по Шарпи измеряет количество ударной силы или энергии (кДж/м²), необходимой для разрушения образца.

Теперь рассмотрим термические свойства:

Температура тепловой деформации (HDT)

Температура тепловой деформации — это величина температуры, при которой полимер подвергается определенной деформации. Испытание проводится с использованием заданной нагрузки при постепенном повышении температуры на 2 °C/мин и измерении температуры в тот момент, когда смещение контактного датчика образца достигает 10 мм.

Температура смягчения по Вика

Хотя сопоставима с HDT, температура смягчения по Вика отличается методом испытания, имитирующим точку, при которой температура достаточно размягчает физические свойства материала, чтобы внешнее тело под заданным давлением проникло в поверхность образца на 1 мм.

Индекс плавления

Индекс плавления характеризует поведение полимера при течении под заданным давлением и температурой. Это достигается путем экструдирования полимера и измерения общей массы экструдата за заданный промежуток времени. Чем больше материала выдавливается, тем больше масса и, следовательно, тем ниже вязкость.