Пластмассы - это сложные материалы, для каждого их применения важны те или иные свойства, чтобы выбрать правильный, нужно учесть множество нюансов.
Поскольку технология 3д-печати SLA, работает с различными полимерами, базовые знания о них позволят сделать выбор подходящего.
В этой статье мы расскажем Вам о шести самых важных механических свойствах, которые помогут определиться с выбором и наведем примеры самых подходящих с линейки полимеров Formlabs.
1. Модуль упругости.
Модуль упругости - это стойкость материала к упругой деформации под нагрузкой.
Модуль упругости при изгибе, мера, актуальная для пластмасс, является мерой жесткости материала или склонности к изгибу. Очень жесткий материал требует большего усилия для деформации по сравнению с мягким материалом. Высокий модуль упругости при изгибе указывает на более жесткий материал, такой как алмаз, в то время как низкий модуль упругости при изгибе указывает на эластичный материал, такой как резиновая лента.
Модуль упругости при изгибе и модуль упругости при растяжении (или модуль Юнга) тесно связаны между собой и, как правило, практически не различаются. Модуль сдвига описывает реакцию материала на напряжение сдвига, например, разрезая его тупыми ножницами.
Для достижения самого высокого модуля упругости при изгибе выберите фотополимерную смолу Rigid Resin, Grey Pro Resin.
2. Удлинение.
Удлинение - это стойкость материала к разрыву при растяжении.
Удлинение говорит о том, насколько материал может растягиваться, не ломаясь и не образуя трещин. Жесткие материалы, такие как хрупкие пластики, обычно имеют низкое удлинение при разрыве, в то время как некоторые мягкие, эластичные материалы могут растягиваться в несколько раз своей собственной длины перед разрушением. Высокое удлинение является важной частью упаковки, которую необходимо согнуть, например, в тюбик зубной пасты.
Пластичные материалы, например, большинство каучуков, имеют высокое удлинение, в то время как хрупкие материалы, такие как стекло и керамика, имеют тенденцию иметь очень низкое удлинение, потому что они не пластически деформируются.
Для наибольшего удлинения выберите Durable Resin или Tough Resin.
3. Ударная прочность.
Ударная прочность - способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.
Ударная вязкость, иногда называемая ударной вязкостью, относится к способности материала реагировать на внезапные удары. Материал с высокой ударной вязкостью, такой как поликарбонат или нейлон, может поглощать энергию и пластически деформироваться до разрушения. Проще говоря, материал с высокой ударной вязкостью можно упасть на пол без поломок.
«Прочность» или ударная вязкость не являются синонимами жесткости. Более подходящие материалы могут высоко цениться, когда дело доходит до поглощения внезапного удара.
Для достижения максимальной ударной прочности среди материалов Formlabs, выберите Durable Resin. Другие материалы с высокой ударной вязкостью: Tough Resin, Grey Pro Resin.
4. Прочность на растяжение.
Прочность на растяжение - это стойкость материала к разрыву при растяжении.
Материал с высокой прочностью на растяжение сопротивляется разрушению при растяжении или разрыве. Предел прочности при растяжении указывает на максимальное напряжение, которое материал может выдержать при растяжении или вытягивании до разрушения.
Как только это максимальное напряжение достигнуто, хрупкие материалы разрушаются очень резко, без пластической деформации, в то время как более пластичные материалы испытывают некоторую пластическую деформацию до разрушения.
Сегодня 3D-печать развивается так быстро, что она способна обеспечить прочность на разрыв, сравнимую с традиционными литьевыми пластиками, такими как полипропилен и АБС.
Самым лучшим материалом будет - Rigid Resin. Еще варианты: Grey Pro Resin, Tough Resin.
5. Температурный прогиб.
Температурный прогиб - это температура, при которой материал деформируется при определенной нагрузке.
Температурный прогиб (HDT) указывает, подходит ли материал для высокотемпературных применений, и выражается как температура (измеряется в ° C), при которой образец деформируется при определенной нагрузке (измеряется в МПа).
Высокий уровень HDT желателен для корпусов и креплений для нагревательных элементов, а также компонентов, которые вступают в контакт с горячими жидкостями или газами, таких как инструменты для литьевых форм, жидкостные соединители, клапаны и сопла.
Для достижения самого высокого температурного прогиба (HDT) среди материалов Formlabs, выберите High Temp Resin.
6. Ползучесть.
Ползучесть - медленное деформирование тела под действием постоянной нагрузки.
Материал с высокой ползучестью более подвержен деформации, чем материал с низкой ползучестью. Ползучесть отличается от других свойств материала тем, что измеряется в течение более длительного периода времени. Ползучесть зависит от времени, нагрузки и температуры.
Выбор материала с низкой ползучестью важен для деталей, которые должны выдерживать высокие нагрузки или температуры и сохранять свою форму во времени, например, для деталей, которые будут нести вес, или деталей, которые должны выполнять повторяющуюся функцию, таких как лопасти турбины.
Для наименьшего ползучести среди материалов Formlabs выберите Rigid Resin или Grey Pro Resin.
Многогранный подход
На практике конструкторы пластмассовых деталей не часто находят оптимизацию для одного свойства; вместо этого они принимают решения, которые балансируют несколько свойств одновременно, основываясь на опыте, компьютерном моделировании и других ориентирах.
Вы можете развивать свои знания о различных материалах и о том, для чего они хороши, ссылаясь на руководства, подобные этому, но практический опыт также важен. Попробуйте разные материалы и посмотрите, как они работают. Посмотрите, из каких материалов изготовлены предметы повседневного пользования, и рассмотрите механические свойства этих материалов. Какие свойства эти части принимают во внимание, как они будут использоваться?
Рассмотрим несколько практических примеров использования смол в 3D-печати:
Потребительская упаковка для таких предметов, как бытовые чистящие средства или шампунь, должна иметь достаточное удлинение, чтобы изгибаться в руках пользователя и возвращаться к своей первоначальной форме, сбалансированной с достаточной ударной вязкостью, чтобы выдержать падение. Для этого прототипа мы выбрали Durable Resin.
Кронштейн (например, для монитора компьютера) требует высокого модуля упругости при изгибе или жесткости. Также важно выбрать материал с низкой ползучестью, чтобы деталь продолжала выполнять свою работу с течением времени без медленной деформации. Для этих требований Grey Pro Resin - отличный выбор.
Вентилятор требует тонких, сильных особенностей. Высокий модуль упругости Rigid Resin не означает, что детали останутся прочными после печати - модуль перед последующим отверждением означает, что можно печатать очень тонкие детали с высокой точностью и с меньшей вероятностью ошибок. Высокая ударная вязкость, высокая температура теплового отклонения и низкая ползучесть означают, что этот прототип будет выдерживать воздействие элементов с течением времени.
Оригинал статьи Вы можете изучить на официальном сайте Formlabs