Warmtedoorbuigingstemperatuur (HDT):definitie, betekenis en beïnvloedende factoren

Wanneer u een productiemateriaal kiest, met name kunststof, geeft het technische gegevensblad u een heleboel nuttige informatie om u te helpen bij uw keuze. De hittedoorbuigingstemperatuur (HDT) is zo'n lekkernij, en het is belangrijk om te weten of uw product zijn vorm en grootte onder druk moet behouden.

Wat is de warmtedoorbuigingstemperatuur?

De HDT van een materiaal is de temperatuur waarbij het begint te vervormen wanneer het bij hoge temperaturen aan een specifieke belasting wordt blootgesteld. Het meet het vermogen van het plastic om onder deze omstandigheden stijf of stijf te blijven. Kunststoffen met een hoge HDT blijven stijver bij hogere temperaturen, en kunststoffen met een lage HDT niet zozeer. En ja, dit is alleen relevant voor polymeren en kunststoffen, dus metalen zullen dit moeten uitsluiten (ze hebben hun eigen versies, zoals warme hardheid en kruiptesten).

HDT is waardevol (in feite een must) voor de engineering, het ontwerp en de productie van plastic producten (of producten met onderdelen gemaakt van plastic) in veel industrieën, waaronder:

• Verpakking
• Lucht- en ruimtevaart
• Automobiel
• Elektronisch
• Medisch
• Consumptiegoederen
• Bouwsector
• Spuitgieten

Bij verpakkingen worden containers in de supermarkt, op het postkantoor en zelfs thuis gestapeld en platgedrukt – en soms onder hitte – maar ze kunnen niet kromtrekken onder druk. Hetzelfde geldt voor voertuigonderdelen, zoals dashboards. Een auto staat vaak urenlang in de volle zon, maar het zou een totale ramp zijn als het dashboard naar binnen zakt als je je tas of telefoon erop legt. Bij spuitgieten is de HDT van een materiaal een van de factoren die de procescyclustijd bepalen. Het is ook een grote beslisser of een plastic wel of niet geschikt is voor gebruik als structureel onderdeel, aangezien deze begrijpelijkerwijs een behoorlijk zware taak hebben.

Wat is het belang van de warmtedoorbuigingstemperatuur (HDT)?

HDT is een nuttige maatstaf voor het bepalen van de temperatuur waarbij een materiaal niet kan worden gebruikt voor structurele toepassingen. Deze waarde kan worden gebruikt om materialen met elkaar te vergelijken. Het helpt ook om aan te geven hoe een gegoten plastic onderdeel zal presteren wanneer het onder mechanische belasting wordt geplaatst en wordt blootgesteld aan hitte. HDT is een belangrijke eigenschap in de spuitgietindustrie. Het kan inzicht geven in de vormbaarheid van het polymeer. 

De uitwerpfase van elk spuitgietproces belast het vers gegoten object. Het materiaal moet stijf genoeg zijn zodat de uitwerppennen het op de juiste manier uit de mal kunnen duwen. Het relatieve verschil tussen de HDT-waarden van twee materialen kan u helpen bij het bepalen van de juiste koelsnelheid en temperatuur. De uitwerppennen zinken in zacht, flexibel plastic dat zich nog steeds boven de HDT bevindt. Onder die temperatuur wordt het echter hard en is het eenvoudiger uit de mal te duwen. Een hogere HDT maakt een sneller vormproces mogelijk.  

Heat Deflection Temperature (HDT) is een kritische eigenschap voor 3D-printmaterialen, vooral bij gebruik van Fused Deposition Modeling (FDM) en Polyjet-apparaten. Het wordt een belangrijke overweging omdat het materiaal wordt verwarmd en gesmolten om een ​​3D-object te creëren. Tijdens het drukproces wordt het materiaal blootgesteld aan hoge temperaturen. Het moet zijn vorm en structurele integriteit behouden, zodat het eindproduct duurzaam is en er goed uitziet. 

Verschillende 3D-printmaterialen hebben verschillende HDT-waarden. Uw materiaalkeuze is afhankelijk van de specifieke toepassing en bedrijfsomstandigheden. Als een 3D-geprint onderdeel bijvoorbeeld wordt gebruikt in omgevingen met hoge temperaturen, moet het een hoge HDT-waarde hebben om zijn vorm en eigenschappen te behouden.

Raadpleeg onze gids over hoe 3D-printen werkt voor meer informatie.

Hoe meet ik de warmtedoorbuigingstemperatuur (HDT)?

Om de HDT van een materiaal te bepalen, hebben we verwarmings-, laad- en meetsystemen nodig, die allemaal worden geleverd door de HDT-testapparatuur/apparatuur (hieronder afgebeeld). Het standaard meetsysteem voor HDT is de American Society for Testing and Materials (ASTM) D 648, vergelijkbaar met de internationale ISO 75-norm.

Het HDT-meetproces bestaat uit de volgende 4 stappen:

1. Het monster wordt voorbereid en op de machine geladen in een driepuntsbuigconfiguratie, wat betekent dat het aan de twee uiteinden wordt ondersteund zodat er in het midden druk kan worden uitgeoefend.
2. Er wordt een constante buigspanning (0,46 of 1,8 MPa, afhankelijk van wat je test) op dat midden uitgeoefend.
3. Voor de warmteoverdracht wordt een minerale of siliconenolie gebruikt die het plastic niet aantast. De temperatuur wordt geleidelijk verhoogd met een gecontroleerde snelheid van 2°C/min (±0,2°C/min).
4. Het monster wordt tijdens alle stadia en temperaturen gecontroleerd, en wanneer het 0,25 mm vervormt, hebben we de HDT.