پلاستیک ها مواد پیچیده ای هستند و پیدا کردن صحیح برای برنامه خاص شما نیاز به متعادل کردن چندین ویژگی دارد. از آنجایی که فناوری مانند پرینت سه بعدی رومیزی مقرون به صرفه ، تجربه بیشتری را در اختیار مهندسین با انواع پلیمرها قرار می دهد ، دانش پایه در مورد خواص مکانیکی برای انتخاب مواد مناسب برای یک کار خاص مهم است.
در این پست ، شش ویژگی مکانیکی اساسی را که باید هنگام انتخاب بین مواد ، و به ویژه ، هنگام تصمیم گیری در مورد رزین مهندسی ، بهترین انتخاب برای پروژه خود ، در نظر بگیرید ، خواهیم دید.

مدول الاستیک: چقدر سفت است؟

مدول الاستیک مقاومت ماده ای در برابر تغییر شکل الاستیک در برابر استرس است.

دول خمشی ، اندازه گیری مربوط به پلاستیک ، اندازه گیری برای سفتی مواد یا تمایل به خم شدن است. یک ماده بسیار سفت و سخت نیاز به تغییر بیشتری نسبت به یک ماده نرم دارد. یک مدول خمشی بالا نشان دهنده یک ماده سفت تر ، مانند الماس است ، در حالی که یک مدول خمشی کم ، یک ماده الاستیک را مانند یک باند لاستیکی نشان می دهد.
مدول خمشی و مدول کششی (یا مدول جوان) از نزدیک ارتباط دارند و به طور معمول تفاوت زیادی با یکدیگر ندارند. مدول برشی پاسخ ماده را به استرس برشی توصیف می کند ، به عنوان مثال ، برش آن را با قیچی کسل کننده.

کشیدگی: آیا خم و کشش خواهد شد؟

کشیدگی مقاومت ماده در برابر شکستن هنگام کشش است.

کشیدگی به شما می گوید که چه مقدار مواد می توانند بدون شکستن یا ایجاد ترک ، کشش کنند. مواد سفت مانند پلاستیک های شکننده ، به طور معمول دارای کشیدگی کم در هنگام استراحت هستند ، در حالی که برخی از مواد نرم و الاستیک می توانند چندین برابر طول خود را قبل از شکستن بکشند. کشیدگی بالا قسمتهای مهمی برای بسته بندی است که باید خم شود ، به عنوان مثال لوله خمیردندان.
به عنوان مثال ، مواد منعطف ، کشش زیادی دارند ، در حالی که مواد شکننده مانند شیشه و سرامیک تمایل به کشیدگی بسیار کمی دارند زیرا به طور پلاستیکی تغییر شکل نمی دهند.

قدرت ضربه: آیا می تواند شوک را جذب کند؟

مقاومت در برابر ضربه توانایی ماده در جذب شوک و ضربه انرژی بدون شکستن است.

قدرت ضربه ، که گاهی اوقات به آن سختی گفته می شود ، به توانایی یک ماده در پاسخ به اثرات ناگهانی اشاره دارد. ماده ای با استحکام بالا ، مانند پلی کربنات یا نایلون ، می تواند انرژی را جذب کرده و به طور پلاستیکی تغییر شکل دهد قبل از شکستگی. به عبارت ساده تر ، ماده ای با استحکام ضربه بالا می تواند بدون شکستن روی زمین ریخته شود.
“سختی” یا قدرت ضربه مترادف با سختی نیست. مواد سازگارتر می توانند سرعت زیادی در هنگام جذب شوک ناگهانی به دست آورند.

قدرت کششی: آیا تحت فشار قرار می گیرد؟

استحکام کششی مقاومت ماده در برابر شکستن تنش است.

ماده ای با استحکام کششی بالا در مقابل شکستگی در برابر فشار و یا جدا شدن مقاومت می کند. استحکام کششی نهایی بیانگر حداکثر استرس است که در هنگام کشش یا کشش قبل از شکستن ، می تواند در برابر مواد مقاومت کند. مواد با استحکام کششی بالا شامل کربن ، شیشه و فولاد هستند.
پس از رسیدن به این استرس حداکثر ، مواد شکننده و بدون تغییر شکل پلاستیک بسیار ناگهانی شکسته می شوند ، در حالی که مواد چدنی بیشتر مقداری تغییر شکل پلاستیک را قبل از شکستگی تجربه می کنند.
امروزه ، پرینت سه بعدی به گونه ای پیشرفت کرده است که می تواند مقاومت کششی قابل مقایسه با پلاستیک های تزریق شده سنتی مانند پلی پروپیلن و ABS را فراهم کند.

دمای افت گرما: آیا گرما را تحمل می کند؟

دمای انحراف گرما (HDT) دمایی است که در آن ماده تحت بار مشخص تغییر شکل می یابد.

دمای انحراف گرما (HDT) نشان می دهد که آیا ماده ای برای کاربردهای درجه حرارت بالا مناسب است یا به عنوان درجه حرارت (اندازه گیری شده در درجه سانتیگراد) بیان شده است که در آن یک نمونه زیر بار مشخص (درMPA اندازه گیری می شود) تغییر شکل می دهد.
یک HDT بالا برای محفظه ها و اتصالات عناصر گرمایش و همچنین اجزایی که با مایعات یا گازهای داغ در تماس هستند ، مانند ابزار برای قالب های تزریق ، اتصالات سیال ، دریچه ها و نازل ها مطلوب است.

خزش: آیا تحت فشار طولانی مدت دچار تغییر شکل خواهد شد؟

Creep یک گرایش مواد به حرکت آهسته یا تغییر شکل دائمی تحت فشارهای مکانیکی است.
Creep تمایل ماده به تغییر شکل آهسته در طی مدت طولانی تحت استرس است. ماده ای با خزش زیاد نسبت به ماده ای با خزش کم احتمال تغییر شکل دارد. Creep با دیگر خصوصیات ماده تفاوت دارد زیرا در مدت زمان طولانی تری اندازه گیری می شود. خزش بستگی به زمان ، استرس و دما دارد.
انتخاب ماده ای با خزش کم برای قسمتهایی که باید در برابر فشار زیاد یا درجه حرارت بالا مقاومت کرده و شکل خود را با گذشت زمان حفظ کنند از اهمیت زیادی برخوردار است ، به عنوان مثال برای قطعاتی که وزن خود را تحمل می کنند یا قطعات نیاز به عملکردی مکرر دارند مانند تیغه توربین.

یک رویکرد چند جانبه

در واقعیت عملی ، طراحان قطعات پلاستیکی اغلب قطعات بهینه سازی شده برای یک خاصیت واحد را نمی یابند. در عوض ، آنها تصمیم می گیرند که بر اساس تجربه ، شبیه سازی های رایانه ای و سایر نقاط مرجع ، چندین ویژگی را به طور همزمان تعادل دهند.
با مراجعه به راهنماهایی مانند این ، می توانید دانش خود را در مورد مواد مختلف و آنچه در مورد آنها خوب است توسعه دهید ، اما تجربه عملی به همان اندازه مهم است. مواد مختلف را امتحان کنید و ببینید که چطور کار می کنند. بررسی کنید که اشیاء روزمره شما از چه موادی ساخته شده و خواص مکانیکی آن مواد را در نظر بگیرید. این بخشها با توجه به نحوه استفاده از آنها در نظر گرفتن کدام ویژگی ها است؟

کشیدگی زیاد و مقاومت در برابر رزین های فرمول فرم ، آن را به عنوان یک ماده عالی برای نمونه سازی بسته بندی مصرف کننده تبدیل می کند.

بسته بندی مصرف کننده برای وسایلی مانند پاک کننده های خانگی یا شامپو باید به اندازه کافی بلند باشد تا بتواند در دست کاربر خم شود و به حالت اولیه خود بازگردد ، متعادل با قدرت ضربه کافی برای زنده ماندن از بین می رود. برای این نمونه اولیه ، رزین ماندگار را انتخاب کردیم.

یک براکت (به عنوان مثال ، روی یک مانیتور رایانه ای) به مدول خمشی بالا یا سختی احتیاج دارد. همچنین انتخاب یک ماده با خزش کم بسیار حائز اهمیت است تا بخشی از آن به مرور زمان بدون تغییر شکل آهسته به کار خود ادامه دهد. برای این نیازها ، رزین خاکستری گزینه ای عالی است.

یک فن نیاز به ویژگی های نازک و قوی دارد. مدول بالای Rigid Resin فقط به این معنی نیست که قطعات پس از پرینت محکم می شوند – مدول سبز بالا یا مدول قبل از پخت ، به معنای این است که می توان قطعات بسیار نازک را با دقت و احتمال کمتری پرینت سه بعدی کرد. استحکام ضربه زیاد ، درجه حرارت بالای انحراف گرما و خزش کم بدان معنی است که این نمونه در طول زمان در برابر عناصر مقاومت می کند.