Decodeermateriaalgegevensbladen

Onderzoek is een onvermijdelijk onderdeel van het materiaalselectieproces - om erachter te komen of een bepaald materiaal geschikt is voor uw toepassing, moet u uw due diligence doen. Algemene materiaalbeschrijvingen kunnen u voldoende informatie geven om u in de goede richting te wijzen, bijvoorbeeld of een bepaalde kunststof geschikt is voor maritieme toepassingen of dat een metaal gevoelig is voor corrosie. Om een ​​diepgaand begrip van een bepaald materiaal te krijgen, moet je naar het gegevensblad kijken.

Materiaalinformatiebladen beschrijven verschillende materialen op basis van hun eigenschappen en zijn een ongelooflijk handig hulpmiddel voor productteams. Ze kunnen echter verwarrend zijn als je geen technische of technische achtergrond hebt. Dit artikel helpt je materiaalgegevensbladen te ontleden, zodat je weloverwogen beslissingen kunt nemen als het gaat om materiaalkeuze.

Voordat we ingaan op de verschillende materiaaleigenschappen van kunststof die u op een materiaalgegevensblad kunt vinden, is het belangrijk om te begrijpen dat de gerapporteerde materiaalbladeigenschappen enigszins afhangen van hoe het materiaal wordt getest. Om deze reden zijn er meestal normen die testomstandigheden beschrijven - zoals ASTM-normen - op een technisch gegevensblad. Hier is alles wat je moet weten.

Trekeigenschappen

Trekeigenschappen, de meest gerapporteerde mechanische materiaaleigenschappen, geven aan hoe een materiaal zich gedraagt ​​wanneer het wordt blootgesteld aan trekbelastingen, krachten en spanningen. Enkele trekmetingen zijn:

• Ultieme treksterkte — Hoeveel spanning een materiaal kan weerstaan, waarboven breuk onvermijdelijk is. De uiteindelijke treksterkte wordt meestal gerapporteerd als psi of MPa, wat in wezen een kracht per oppervlakte-eenheid is.

• Treksterkte bij rekgrens, of vloeigrens — Hoeveel spanning kan een materiaal hebben voordat onherstelbare, blijvende vervorming optreedt. Opbrengststerkte wordt meestal gerapporteerd als psi of MPa.

• Trekrek bij opbrengst — Hoeveel een materiaal kan uitrekken zonder onherstelbare vervorming (“rekbaarheid”). Trekverlenging bij opbrengst wordt meestal gerapporteerd als een procentuele toename in lengte.

• Elasticiteitsmodulus — Hoeveel een materiaal vervormt onder spanning (“stijfheid”). Elasticiteitsmodulus wordt meestal gerapporteerd als psi of MPa.

Het is gebruikelijk om spanning te gebruiken via trekproeven om de mechanische eigenschappen van een materiaal te bepalen. Trekproeven zijn ontworpen om te ontdekken hoe sterk een materiaal is, hoe stijf het is en hoeveel het kan uitrekken of uitrekken. De test is eenvoudig:een van de klemmen trekt aan het materiaal totdat het breekt.

De uitgeoefende kracht wordt gemeten tijdens een trekproef en vervolgens gedeeld door de dwarsdoorsnede van het testmonster om "spanning" te meten. Verandering in lengte, of "rek", wordt ook gemeten. Spanning en rek worden vervolgens uitgezet om de relatie daartussen te begrijpen, waaruit veel mechanische eigenschappen kunnen worden bepaald.

Flexurale eigenschappen

Buigeigenschappen, een ander vaak gemeld type mechanische materiaaleigenschappen, geven aan hoe een materiaal zich gedraagt ​​wanneer het wordt blootgesteld aan buigbelastingen, krachten en spanning. Terwijl sommige objecten verhoogde buigeigenschappen vereisen voor gebruik in structurele ondersteuningen, hebben andere componenten meer flexibiliteit nodig om schade te voorkomen. Er zijn twee specifieke buigeigenschappen die u gewoonlijk op een technisch gegevensblad aantreft:

• Buigkracht — Hoeveel spanning een materiaal kan hebben voordat het permanent buigt

• Flexurale modulus — De neiging van een materiaal om buiging te weerstaan, weergegeven door een spanning-rekverhouding

Gewoonlijk wordt een driepunts buigsterktetest gebruikt om de buigsterkte en buigmodulus te bepalen. Dit houdt in dat een staaf van het materiaal over twee steunen wordt geplaatst en vervolgens druk wordt uitgeoefend op het midden van de staaf met een hydraulische koppers. Het is gebruikelijk dat de buigsterkte van een materiaal hoger is dan de treksterkte. Gevulde of versterkte polymeren, zoals polyamiden en acetalen, hebben verhoogde buigeigenschappen, terwijl flexibele materialen zoals elastomeren meestal een lagere buigsterkte en modulus hebben.

Impacteigenschappen

Impacteigenschappen verwijzen naar hoeveel impact een materiaal kan weerstaan, wat in wezen betekent hoeveel energie het kan absorberen zonder te breken. De meest gebruikelijke manier om te testen op impacteigenschappen in Noord-Amerika is het gebruik van het IZOD-impacttestsysteem. Om de slagvastheid te testen, wordt een materiaalmonster vastgezet in een klem. Een zware slingerarm gaat omhoog, zwaait dan naar beneden en botst op het materiaalmonster.

Er zijn twee soorten slagvastheidstesten:gekerfde tests en niet-gekerfde tests. Gekerfde impacttesten omvatten het slaan van de arm tegen een gekerfd oppervlak, terwijl bij niet-gekerfde tests de arm op een plat oppervlak zwaait. Gekerfde tests geven doorgaans meer realistische resultaten en zijn daarom populairder dan niet-gekerfde tests.

De individuele eigenschappen van een materiaal beïnvloeden de impacteigenschappen. Over het algemeen geven rubberachtige materialen een betere slagvastheid vanwege hun hoge rek bij breuk. Vertakkingen met lange ketens en grotere kristallijne structuren kunnen ook de slagvastheid van een kunststof verhogen.

Hardheid

De hardheid van een materiaal bepaalt hoe goed het bestand is tegen vervorming veroorzaakt door plaatselijke slijtage of inkepingen. Omdat het bereik van hardheden enorm is, van superzachte tot ongelooflijk harde materialen, worden er verschillende schalen gebruikt om de materiaalhardheid te meten en te bepalen. De twee meest voorkomende materiaalhardheidsschalen zijn:

• Rockwell-schaal , gebruikt voor het meten van harde materialen zoals metalen of edelstenen.

• Wegschaal , die wordt gebruikt om de hardheid van polymeren te meten. Shore scale kan zachtere materialen meten, zoals gels en rubbers, maar ook stijvere materialen zoals nylon en polypropyleen.

Tijdens een hardheidstest drukt een klein staafje met kogel of kegelvormig uiteinde met een specifieke kracht in een materiaalmonster, en hoeveel de staaf in het materiaal drukt, bepaalt de hardheid ervan.

Thermische eigenschappen

De thermische eigenschappen van een materiaal geven aan hoe het op temperatuur reageert. Dit zijn de belangrijkste thermische eigenschappen van een materiaal:

• Continue servicetemperatuur — Geeft de temperatuur aan waarboven de mechanische eigenschappen sterk afnemen

• Hittedoorbuigingstemperatuur — Meet de stijfheid van een materiaal als de temperatuur stijgt

• Coëfficiënt van lineaire thermische uitzetting (CLTE) — Beschrijft de neiging van een materiaal om van formaat te veranderen als gevolg van een verandering in temperatuur

• Thermische geleidbaarheid — Beschrijft hoeveel een materiaal in temperatuur stijgt in verhouding tot de hoeveelheid energie die eraan wordt blootgesteld

Testen op thermische eigenschappen is eenvoudig, behalve als het gaat om het bepalen van de glasovergangstemperatuur van een materiaal. Alleen amorfe materialen die geen kristallijne structuren hebben, zoals polycarbonaat en polystyreen, hebben een glasovergangstemperatuur. Dit, gemeten in Tg, bepaalt de hitte waarbij een materiaal rubberachtig wordt.

Decodering van materiaalgegevensblad met Fast Radius

Het lezen van een materiaalgegevensblad is een uitstekende manier om meer te leren over toekomstige materialen voor een aankomend project. Zoals u in dit artikel kunt zien, kan een technisch gegevensblad echter een uitdaging zijn om te begrijpen. Bovendien is het geen vervanging voor deskundig advies.

Een ervaren productiepartner zoals Fast Radius kan u helpen bij het materiaalselectieproces en het ontrafelen van complexe materiaalgegevensbladen. De teamleden van Fast Radius hebben uitgebreide branchekennis en ervaring, en we zullen die expertise gebruiken om ervoor te zorgen dat u het juiste materiaal voor uw toepassing kiest. Als je klaar bent om je volgende project te starten, neem dan vandaag nog contact met ons op.

Ga voor meer handleidingen over materiaalproductie, inclusief hoe u het juiste materiaal selecteert voor spuitgieten, urethaangieten of CNC-bewerkingen, naar het Fast Radius-resourcecentrum.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?