Filament jellemzők bemutatása
Mechanikai tulajdonságok:
Mit mutat meg a hajlítási modulus?
A hajlítási modulus, más néven bending modulus, azt írja le, hogy az anyag mennyire képes ellenállni a hajlító alakváltozásnak, amikor erő hat rá. Minél nagyobb tehát a hajlítási modulus, annál merevebb az anyag hajlítás közben, és fordítva.
Mit mutat meg a hajlítószilárdság?
A hajlítószilárdság az a legnagyobb feszültség, amelyet egy anyag hajlító igénybevétel esetén törés előtt még elvisel, ezért ez kiemelten fontos tulajdonság szerkezeti alkalmazásoknál.
Mit mutat meg a szakítómódulus?
A szakítómódulus, más néven Young-modulus, azt mutatja meg, mennyire merev egy anyag húzóerő hatására. Meghatározása a feszültség és a nyúlás arányán alapul egy szakítóvizsgálat során, ahol a próbatestet húzásnak teszik ki egészen a rugalmas határáig. A szakítómódulust általában olyan anyagok merevségének jellemzésére használják, amelyeket húzóterhelés ér, például huzalok, kábelek és egyéb olyan alkatrészek esetében, amelyek húzásnak vannak kitéve. A szakítómódulus egyik fő előnye, hogy információt ad az anyag nyúlással szembeni ellenállásáról, ami különösen fontos olyan alkalmazásoknál, ahol az anyagot húzóterhelés éri, például a repülőgépiparban.
Hajlítási modulus vs. szakítómódulus
A hajlítási modulus az anyag hajlítással szembeni ellenállását méri, míg a szakítómódulus a nyúlással szembeni ellenállását. Mindkettő kulcsfontosságú az anyag merevségének és eltérő terhelések alatti viselkedésének megértéséhez. Általánosságban a hajlítási modulus a legtöbb anyagnál magasabb, mint a szakítómódulus, mivel az anyagok jellemzően nagyobb ellenállást mutatnak nyomás esetén.
| Jellemző | Hajlítószilárdság | Folyáshatár |
Definíció | Az anyag hajlítás alatti alakváltozással szembeni ellenálló képessége | Az a feszültségszint, ahol az anyag képlékenyen deformálódni kezd |
| Mértékegység | Általában MPa-ban mérik | Általában MPa-ban mérik |
| Alkalmazás | Fontos gerendákhoz, oszlopokhoz és egyéb szerkezeti elemekhez használt anyagoknál | Fontos a gyártási folyamatokban használt anyagoknál és a tervezési számításoknál |
Mit mutat meg az ütőszilárdság?
Az ütőszilárdság azt mutatja meg, hogy az anyag mennyire képes ellenállni a törésnek ütés- és lökésterhelés hatására. Ez csak azokra az anyagokra alkalmazható, amelyek rideg töréssel mennek tönkre.
Mérésére a Charpy-vizsgálatot ritkábban használják, mint az IZOD-vizsgálatot.
A legtöbb 3D nyomtatott műanyag ütőszilárdsága lényegesen alacsonyabb, mint az ugyanabból az anyagból készült fröccsöntött vagy megmunkált tömbé. Ez a 3D nyomtatásnál alkalmazott gyártási módszerekből fakadó anizotróp tulajdonságok következménye, és jelentősen összefügghet a gyártási orientációval. Például az FDM alkatrészek általában jobb rétegek közötti kötést mutatnak, mint rétegen belüli szilárdságot, ezért az alkatrészek az építés X–Y síkjában megfelelő szilárdságot adnak, viszont a Z tengely mentén lényegesen gyengébbek.
Mit mutat meg a folyás?
A folyás a rugalmas anyagok olyan tulajdonsága, amikor elérik rugalmas határukat, majd képlékeny alakváltozáson mennek keresztül. Ha a terhelés a folyáspont alatt marad, az anyag az erő megszűnése után visszanyeri eredeti alakját/méreteit. Ha azonban a folyáspontot vagy a folyáshatárt túllépjük, az anyag képlékeny (azaz maradó) alakváltozást szenved.
Egyéb tulajdonságok:
Mit mutat meg a HDT?
A Heat Distortion Temperature / Heat Deflection Temperature (HDT) az a hőmérséklet, amelyen egy polimer vagy műanyag egy meghatározott terhelés hatására deformálódni kezd. Ez megmutatja az anyag hőstabilitását és azt, hogy mennyire alkalmas magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz.
A Heat Distortion Temperature (HDT) és a Heat Block Temperature (HBT) két különböző polimertulajdonság, amelyeket a műszaki adatlapokon gyakran felcserélve használnak. Valójában azonban más-más szempontból írják le a polimer viselkedését hő és terhelés hatására.
HDT: azt a hőmérsékletet méri, amelyen egy polimerminta adott terhelés alatt deformálódik, jellemzően 0,25 mm-es lehajlásnál. Ezt az ASTM D648 szabvány szerint határozzák meg, és azt mutatja meg, hogy az anyag mennyire áll ellen az alakváltozásnak emelt hőmérsékleten.
HBT: arra a hőmérsékletre utal, amelyen egy polimertömb a hő hatására lágyulni és deformálódni kezd. Ez azt mutatja meg, hogy az anyag mennyire képes elviselni a hőt anélkül, hogy elveszítené szerkezeti integritását.
Bár mindkét tulajdonság fontos anyagválasztáskor, a HDT inkább az anyag alak- és teherbírás-megtartó képességére fókuszál terhelés alatt, míg a HBT azt mutatja meg, hogy az anyag mennyire képes lágyulás nélkül ellenállni a hőnek. A HDT és HBT közötti különbség megértése kulcsfontosságú a mérnökök és tervezők számára olyan alkalmazásoknál, ahol hő és terhelés egyaránt jelen van.
| Tulajdonság neve | Leírás |
| Heat Deflection Temperature HDT | A HDT azt mutatja meg, hogyan változik az anyag merevsége a hőmérséklet emelkedésével. |
Vicat-lágyulási hőmérséklet | A Vicat-vizsgálatot arra használják, hogy meghatározzák azt a hőmérsékletet, amelyen egy adott méretű tű egy meghatározott terhelés mellett adott mélységig behatol a műanyag próbatestbe. |
| Üvegesedési hőmérséklet Tg | Az üvegesedési hőmérséklet az a hőmérséklet, amelyen a polimer kristályos vagy félkristályos része megolvad. Ekkor rendezett szerkezetből amorf szerkezetűvé válik. Egy anyagnak több Tg értéke is lehet. Egy-egy szerkezetileg eltérő kristályos fázishoz tartozhat külön Tg. Az anyag Tg értékét az erősítések, töltőanyagok, lágyítók vagy egyéb adalékok csak nagyon kis mértékben befolyásolják, mert ez elsősorban a polimer szerkezetétől vagy morfológiájától függ. |
Mit mutat meg a gyúlékonyság?
A gyúlékonyság azt mutatja meg, milyen gyorsan tud egy anyag meggyulladni, amikor gyújtóforrás éri. Fontos ezt megérteni, különösen akkor, ha valamilyen formában éghető anyagokkal dolgozunk.
UL 94, azaz a műanyagok gyúlékonyságára vonatkozó biztonsági szabvány készülékek és berendezések alkatrészeihez, az Egyesült Államokban működő Underwriters Laboratories által kiadott műanyag-gyúlékonysági szabvány. A szabvány azt határozza meg, hogy az anyag a meggyújtás után hajlamos-e önkioltásra vagy a láng terjedésére. Az UL94 ma már harmonizálva van az IEC 60695-11-10 és 60695-11-20, valamint az ISO 9772 és 9773 szabványokkal.
A VW-1 (függőleges huzalégési) minősítést néha tévesen az UL 94-hez kötik, de ezt (és néhány más gyúlékonysági vizsgálatot) valójában az UL 1581 írja le (elektromos vezetékekre, kábelekre és hajlékony zsinórokra vonatkozó referencia-szabvány).
Osztályozások
A legalacsonyabb (legkevésbé égéskésleltetett) szinttől a legmagasabbig (legerősebben égéskésleltetett):
HB (vízszintes égés): lassú égés vízszintesen elhelyezett próbatesten; égési sebesség < 76 mm/perc 3 mm-nél kisebb vastagság esetén, vagy az égés 100 mm előtt megáll. (Az égési sebesség kevesebb mint 3'/perc, vagy az égés az 5” jel előtt megszűnik. A HB minősítésű anyagokat önkioltónak tekintik.)
V-2 (függőleges égés): a függőlegesen elhelyezett próbatesten az égés 30 másodpercen belül megszűnik; égő cseppek lehullása megengedett.
V-1 (függőleges égés): a függőleges próbatesten az égés 30 másodpercen belül megszűnik; a cseppek lehullása megengedett, amennyiben azok nem égnek.
V-0 (függőleges égés): a függőleges próbatesten az égés 10 másodpercen belül megszűnik; a cseppek lehullása megengedett, amennyiben azok nem égnek.
5VB (felületi égés): a függőleges próbatesten az égés 60 másodpercen belül megszűnik; csepegés nem megengedett; a lemezpróbatesten átégés (lyuk) előfordulhat.
5VA (felületi égés): a függőleges próbatesten az égés 60 másodpercen belül megszűnik; csepegés nem megengedett; a lemezpróbatesten átégés (lyuk) nem megengedett.
Mit jelent az ESD a filament tulajdonságaként?
Mi az ESD általában?
Az ESD akkor következik be, amikor két tárgy között hirtelen elektromos töltésátadás történik, ami gyakran látható szikrával jár. Ez hétköznapi helyzetekben is előfordulhat, például amikor valaki szőnyegen járás után megérint egy kilincset, ipari környezetben azonban komoly következményekkel járhat, többek között érzékeny elektronikai eszközök és rendszerek károsodását okozhatja.
Az ESD filamentek olyan 3D nyomtatási anyagok, amelyeket kifejezetten úgy terveztek, hogy megelőzzék vagy elvezessék az elektrosztatikus kisülést, így védve az érzékeny elektronikai alkatrészeket a nyomtatás során és használat közben.
Mik azok az ESD filamentek?
Az ESD (Electrostatic Discharge) filamentek speciális 3D nyomtatási anyagok, amelyek vezető adalékokat, például szén nanocsöveket vagy grafént tartalmaznak a statikus elektromosság felhalmozódásának szabályozására. Ezeknek a filamenteknek alacsony a felületi ellenállásuk, így képesek biztonságosan elvezetni az elektrosztatikus töltéseket, ami kiemelten fontos elektronikai eszközökhez, érzékelőkhöz vagy egyéb ESD-érzékeny környezetbe szánt alkatrészek nyomtatásakor.
Az ESD filamentek megbízható megoldást nyújtanak olyan alkatrészek nyomtatására, amelyeknek biztonságban kell maradniuk az elektrosztatikus kisülésekkel szemben, ötvözve a funkcionális tartósságot az elektromos biztonsággal az érzékeny felhasználási területeken.