其他方式登錄
掃一掃微信咨詢
QQ咨詢
152 1011 0562
首頁 > 3D資訊

了解3D打印材料性能參數(shù)

魔猴君  知識堂   8天前

人氣 152

很少有人喜歡閱讀長絲規(guī)格表上的“斷裂伸長率”或“每平方米沖擊強度焦耳”,但如果您需要在機器當前沒有打印配置文件的情況下嘗試使用FDM長絲,那么這就是開始的地方。

“當你想要拓展新材料領域并突破自己的舒適區(qū)時,技術資源至關重要,”蓋洛德說道。這意味著,除其他外,還要懂得如何閱讀材料技術數(shù)據(jù)表(TDS)。

遺憾的是,燈絲技術規(guī)格表沒有統(tǒng)一的標準格式。同一種材料有不同的術語,不同的國際測試方法(ISO、ASTM等),不同的計量單位,不同的引用結(jié)果(最大值、平均值等),以及一系列其他變量,使得直接比較規(guī)格表變得非常困難。

使問題更加復雜的是,一些長絲甚至沒有提到聚合物家族,例如PLA或PC或TPU,作為基礎,它們只是被簡單地命名為“柔韌”、“堅韌”、“光滑”或“耐用”。

然而,只要你理解以下概念以及它們與最終打印所需特性的關系,就能收集到必要的信息。當然,如果耗材沒有附帶規(guī)格表,那就別買了。

長絲樣品的拉伸強度(來源:Ultimaker)

力量

當然,你希望你的部件足夠堅固,但這究竟意味著什么呢?關于強度,有很多科學的測量方法。你通常會在燈絲規(guī)格表上找到至少三種。

拉伸強度(也稱為極限拉伸強度、斷裂拉伸強度、極限強度,F tu)是指材料在斷裂前被拉開時所能承受的張力或應力。測試拉伸強度實際上是將材料放入類似虎鉗的機器中,沿相反方向拉伸。實際上,該測量值與部件斷裂的速度或其脆性有關。作為參考,不銹鋼的拉伸強度為860 MPa;玻璃為33 MPa。

抗彎強度(也稱為屈服強度、斷裂模量或彎曲強度)是指材料在不斷裂的情況下能夠彎曲的程度。不要將其與彎曲模量混淆,后者指的是材料抵抗彎曲的能力。例如,木材(松木)的抗彎強度為41.4 MPa,而ABS的抗彎強度為60 MPa。

沖擊強度(也稱為懸臂梁沖擊強度、夏比沖擊強度,或通常稱為韌性)是指部件跌落時破碎的程度,或施加力時抵抗斷裂的能力。這些力的測量單位可以是焦耳/平方米(J/m2)或英尺-磅/平方英寸(ft·lb/in2)。例如,40%玻璃纖維填充的聚碳酸酯的低沖擊強度可能為110 J/m2,而“高沖擊強度”ABS的沖擊強度可能約為500 J/m2。

 

由尼龍長絲制成的零件(來源:Parts Oven via Printables)

靈活性

如果您需要最終部件具有一定程度的靈活性,您需要注意一些關鍵的測量。

如上所述,彎曲模量是指材料抵抗彎曲的傾向,換句話說,就是材料的剛度。彎曲模量高意味著材料不太柔韌。例如,大多數(shù)碳纖維增強PA 12材料都相當堅硬,最大彎曲模量約為14 Gpa。另一方面,柔性PA 11材料的彎曲模量為0.65。請注意,彎曲模量通常以兆帕(MPa)或吉帕(GPa,即MPa乘以1,000)為單位。

彈性(也稱為楊氏模量、拉伸模量、壓縮模量或彈性模量)用于評估材料的彈性,即材料變形量與使其變形所需功率之間的比率。例如,典型的TPU長絲的拉伸模量約為70 MPa(非常有彈性),而大多數(shù)PEEK長絲的拉伸模量為3720 MPa(無彈性)。

對于聚合物線材來說,硬度似乎是一個模糊的術語。它可以指耐刮擦性、耐磨性,或部件的抗凹陷能力。塑料的硬度通常以洛氏硬度或肖氏硬度表示,這與材料的強度或柔韌性幾乎沒有關系。肖氏硬度是您在談論聚合物時經(jīng)常聽到的一個術語,但它比上述測量值更為通用。例如,所有彈性體和柔性線材(例如TPU)的硬度均為肖氏A級,并且在A級中,它們有各自的數(shù)值,例如肖氏硬度95A。

為了更方便地理解這些術語和測量值,一些材料制造商開始使用類似蜘蛛網(wǎng)狀的關鍵屬性圖表,讓您一目了然地了解它們。這些圖表可以直觀地展現(xiàn)耗材的主要特性,但不同的制造商會選擇不同的六七個耗材屬性,或者以相同的順序顯示它們,因此它們對于比較專業(yè)的FDM耗材來說并不是很有用。

ABS性能概覽圖(來源:fiberlogy.com)和Solvay長絲性能比較(來源:Solvay)

許多(但并非所有)技術數(shù)據(jù)表上都包含其他有用信息,包括濕度或吸水率值(0.01為低,3為高),這對于確定如何儲存和干燥耗材的時間可能很重要;以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),它并非熔點,而是指部件能夠保持其結(jié)構(gòu)完整性的最高溫度。換句話說,打印時請勿超過Tg,也不要讓最終部件承受超過該溫度的溫度。


編譯整理:ALL3DP

   
魔猴折讓
魔猴迎賓
流程
廣告位
二維碼