Модуль упругости пластиков для 3D печати

Мы вам уже рассказали, что означает характеристика пластик «прочность на изгиб». Теперь рассмотрим другой важный параметр – модуль упругости.

Если параметр «прочность на изгиб» говорит нам об устойчивости пластика к изгибу, то параметр «модуль упругости» - говорит о жесткости материала.

Модуль упругости при изгибе – описывает состояние материала, с точки зрения упругости. При этом на материал оказывается сила в заданном направлении. Под состоянием материала, с точки зрения упругости, имеются ввиду деформации в упругой области.

Измерение модуля упругости пластиков для 3Д печати проводится следующим образом:

1. Исследуемый образец устанавливается в реверсный аппарат, с трехточечным методом тестирования. Ширина опор вычисляется по следующей формуле Lv=16·h±5, где h – толщина исследуемой пластины из пластика.
2. Далее увеличивают нагрузку наконечником, он опускается с постоянной скорость 2 мм в мин. Фиксируют изгибающее напряжение σ_и при максимальном усилии (когда образец разрушился):

F_p – сила, при которой происходит разрушение

L_v – дистанция между нижними опорами

b – ширина пластины

h – толщина пластины

Для расчета модуля упругости используют следующую формулу:

F₁ = (0,05–0,1)×F_р 

F₂ = 0,2 F_р – усилия при нагружении образца

f₁,  f₂ – прогибы, соответствующие нагрузкам F₁ и F₂

b – ширина пластины

h – толщина пластины

Как пример, приведем данные модуля упругости при изгибе пластиков Tiger3D:

Итог: чем выше значение «модуль упругости», тем более жесткий материал. Таким образом, в зависимости от параметров «прочность на изгиб» и «модуль упругости», пластик может быть прочным и жестким, хрупким и жестким, прочным и мягким, или же и хрупким и мягким. К примеру, пластик ABS - жесткий и прочный, гибкие пластики типа Flex - прочные и мягкие, а водорастворимый HIPS - и мягкий и хрупкий.

Показатели прочности и упругости пластика для 3D печати являются определяющими для готового изделия. Эти параметры влияют на эластичность и хрупкость получаемого изделия. В зависимости от этих данных крайне важно изначально подобрать верный материал для печати в зависимости от поставленной задачи.