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魔猴君 知識(shí)堂 16天前
很少有人喜歡閱讀長(zhǎng)絲規(guī)格表上的“斷裂伸長(zhǎng)率”或“每平方米沖擊強(qiáng)度焦耳”,但如果您需要在機(jī)器當(dāng)前沒(méi)有打印配置文件的情況下嘗試使用FDM長(zhǎng)絲,那么這就是開(kāi)始的地方。
“當(dāng)你想要拓展新材料領(lǐng)域并突破自己的舒適區(qū)時(shí),技術(shù)資源至關(guān)重要,”蓋洛德說(shuō)道。這意味著,除其他外,還要懂得如何閱讀材料技術(shù)數(shù)據(jù)表(TDS)。
遺憾的是,燈絲技術(shù)規(guī)格表沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式。同一種材料有不同的術(shù)語(yǔ),不同的國(guó)際測(cè)試方法(ISO、ASTM等),不同的計(jì)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(wèn)題更加復(fù)雜的是,一些長(zhǎng)絲甚至沒(méi)有提到聚合物家族,例如PLA或PC或TPU,作為基礎(chǔ),它們只是被簡(jiǎn)單地命名為“柔韌”、“堅(jiān)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(guān)系,就能收集到必要的信息。當(dāng)然,如果耗材沒(méi)有附帶規(guī)格表,那就別買(mǎi)了。
長(zhǎng)絲樣品的拉伸強(qiáng)度(來(lái)源:Ultimaker)
力量
當(dāng)然,你希望你的部件足夠堅(jiān)固,但這究竟意味著什么呢?關(guān)于強(qiáng)度,有很多科學(xué)的測(cè)量方法。你通常會(huì)在燈絲規(guī)格表上找到至少三種。
拉伸強(qiáng)度(也稱(chēng)為極限拉伸強(qiáng)度、斷裂拉伸強(qiáng)度、極限強(qiáng)度,F tu)是指材料在斷裂前被拉開(kāi)時(shí)所能承受的張力或應(yīng)力。測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度實(shí)際上是將材料放入類(lèi)似虎鉗的機(jī)器中,沿相反方向拉伸。實(shí)際上,該測(cè)量值與部件斷裂的速度或其脆性有關(guān)。作為參考,不銹鋼的拉伸強(qiáng)度為860 MPa;玻璃為33 MPa。
抗彎強(qiáng)度(也稱(chēng)為屈服強(qiáng)度、斷裂模量或彎曲強(qiáng)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(qiáng)度為41.4 MPa,而ABS的抗彎強(qiáng)度為60 MPa。
沖擊強(qiáng)度(也稱(chēng)為懸臂梁沖擊強(qiáng)度、夏比沖擊強(qiáng)度,或通常稱(chēng)為韌性)是指部件跌落時(shí)破碎的程度,或施加力時(shí)抵抗斷裂的能力。這些力的測(cè)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(qiáng)度可能為110 J/m2,而“高沖擊強(qiáng)度”ABS的沖擊強(qiáng)度可能約為500 J/m2。
由尼龍長(zhǎng)絲制成的零件(來(lái)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(guān)鍵的測(cè)量。
如上所述,彎曲模量是指材料抵抗彎曲的傾向,換句話說(shuō),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(qiáng)PA 12材料都相當(dāng)堅(jiān)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(qǐng)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(chēng)為楊氏模量、拉伸模量、壓縮模量或彈性模量)用于評(píng)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(zhǎng)絲的拉伸模量約為70 MPa(非常有彈性),而大多數(shù)PEEK長(zhǎng)絲的拉伸模量為3720 MPa(無(wú)彈性)。
對(duì)于聚合物線材來(lái)說(shuō),硬度似乎是一個(gè)模糊的術(shù)語(yǔ)。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(qiáng)度或柔韌性幾乎沒(méi)有關(guān)系。肖氏硬度是您在談?wù)摼酆衔飼r(shí)經(jīng)常聽(tīng)到的一個(gè)術(shù)語(yǔ),但它比上述測(cè)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(jí),并且在A級(jí)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(shù)語(yǔ)和測(cè)量值,一些材料制造商開(kāi)始使用類(lèi)似蜘蛛網(wǎng)狀的關(guān)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(huì)選擇不同的六七個(gè)耗材屬性,或者以相同的順序顯示它們,因此它們對(duì)于比較專(zhuān)業(yè)的FDM耗材來(lái)說(shuō)并不是很有用。
ABS性能概覽圖(來(lái)源:fiberlogy.com)和Solvay長(zhǎng)絲性能比較(來(lái)源:Solvay)
許多(但并非所有)技術(shù)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(duì)于確定如何儲(chǔ)存和干燥耗材的時(shí)間可能很重要;以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),它并非熔點(diǎn),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(shuō),打印時(shí)請(qǐng)勿超過(guò)Tg,也不要讓最終部件承受超過(guò)該溫度的溫度。
編譯整理:ALL3DP