Вязкие и ударопрочные материалы: Гид для начинающих

08.02.2021

Вязкость — это сочетание прочности (скорость разрушения) материала и его пластичности (лёгкость деформации). В этом смысле термин «вязкость» аналогичен термину «ударопрочность», в частности, в рамках материаловедения, поскольку вязкость определяется степенью разрушения материала под воздействием ударной нагрузки.

Наряду с прочностью вязкость считается одним из самых важных механических свойств материала. Изделие из вязкого материала деформируется до момента разрыва или разрушения и может лучше сопротивляться воздействию ударных нагрузок.

Практическое использование вязких и ударопрочных материалов

Вязкие и ударопрочные материалы часто применяются для изготовления фиксирующих приспособлений, вспомогательных элементов и инструментов, которые в дальнейшем используются на промышленных производственных линиях. К примеру, компания Heineken изготавливает прочные детали для использования на собственных производственных объектах. На своём ведущем предприятии в Кёльне, Германия, компания Ford также использует гибкие и ударопрочные вспомогательные элементы, инструменты и фиксирующие приспособления, которые выдержат интенсивную эксплуатацию как операторами, так и сборочными конвейерами. Компания Gerhard Schubert GmbH из вязких материалов создает детали для многофункциональных упаковочных установок вертикальной загрузки.

Schubert-Ultimaker-printed-tools

Компания Schubert использует вязкие и ударопрочные материалы для создания элементов упаковочных установок вертикальной загрузки.

Что ещё следует знать?

  • Линейка вязких и ударопрочных материалов от Ultimaker включает в себя Tough PLA-пластик, нейлон (Nylon), TPU 95A и ABS-пластик.
  • Нейлон и TPU часто применяются для получения экстремальной степени вязкости и прочности изделия, а материалы Tough PLA, ABS, CPE+, PP и поликарбонат (PC) (чёрный и белый) используются в случаях, когда необходимо обеспечить умеренные вязкость и прочность.
  • К невязким (хрупким) материалам можно отнести PLA-пластик, CPE-пластик и прозрачный поликарбонат.
  • Материалы, в состав которых входит углеродное волокно, зачастую также нельзя отнести к вязким и прочным материалам, поскольку они неэластичные и хрупкие. Тем не менее материалы из стекловолокна обладают более эффективной ударопрочностью.
  • Гибкие и эластичные материалы характеризуются большей прочностью, так как они устойчивы к излому.

Партнёры-производители вязких и ударопрочных материалов

Lubrizol

Estane® 3D TPU F70D — полутвёрдый (твёрдость по Шору D 70) полиэфир на основе термопластичного полиуретана (TPU) низкой температуры, характеризуется стойкостью к ультрафиолетовому излучению и высокой степенью прозрачности.

Estane® 3D TPU F98A — ТПУ высокой чёткости для быстрой печати (твёрдость по Шору A 98), полиэфир на основе поликапролактона с отличными механическими свойствами, низкой степенью искривления и усадки.

«Lubrizol Estane® 3D F70D обладает потрясающей вязкостью даже в условиях низких температур, когда другие материалы становятся хрупкими. Он очень практичен в использовании на открытом воздухе, при отрицательных температурах, — говорит Мигель Наварро, инженер по разработке прикладных решений в Lubrizol Engineered Polymers.- Использование материала Lubrizol также является отличным решением в случаях с циклической нагрузкой. Lubrizol Estane® 3D F98A — гибкий материал с высокой степенью удлинения при разрыве, применяется при изготовлении обуви или элементов автоматизированных производственных линий, так как позволяет поглощать и распределять энергию от механических воздействий, защищая от повреждений другие материалы или объекты».

EstaneTPU-F70D-065_TR_UV_PL_002

Деталь, напечатанная в материале Lubrizol Estane® 3D TPU F70D

EstaneTPU-F98A-030_CR_HC_PL_003

Деталь, напечатанная в материале Lubrizol Estane® 3D TPU F98A

Jabil Engineered Materials

TPE SEBS 1300 95 A — модифицированный стирол блок-сополимер (эластомер) с уникальным набором характеристик, включая высокую степень удлинения при разрыве по осям XY (>780%), что способствует отличной прочности при ударной нагрузке и устойчивости к износу. Данные свойства в сочетании с резиноподобной текстурой позволяют использовать материал TPE SEBS 95 A для придания мягкости захвату рабочего органа роботов, держателям материалов, контактным деталям, эластичным муфтам.

jabil-tpe-sebs-1300-95_003

Деталь, напечатанная в материале Jabil TPE SEBS 1300 95A

TPE SEBS 95A также отличается простотой печати, так как не впитывает влагу в отличие от других эластомеров. Это способствует лёгкости печати, меньшему числу неудачных результатов печати и исключительной адгезии слоёв.

Arkema

3DXFLEX™ TPE — удобный в печати материал с превосходной послойной адгезией. Он изготовлен из материала Pebax® — термопластического эластомера, который отличается своей лёгкостью, невероятной энергоотдачей и долговечностью в условиях низких температур.

«Полимер Pebax®, из которого изготавливается 3DXFlex TPE, широко известен благодаря использованию в изделиях, требующих прочности, как, например, обувь для бега или подошвы с протекторами, — говорит Стив Серп, Менеджер по маркетингу в Arkema.- В таких случаях материал должен отвечать требованиям к значительному сроку службы и феноменальному числу циклов сгибания и ударной нагрузки. Мы пытались, но не смогли разломить материал 3DXFlex TPE в ходе динамических испытаний даже по оси Z при 40 C! Теперь такие характеристики доступны и для изделий, напечатанных по технологии послойного наложения».

ARKEMA-3DFLEX-TPE

Деталь, напечатаннае в материале Arkema 3DXFLEX™ TPE

BASF 3D Printing Solutions

XSTRAND® GF30-PA6 — PA6 нейлоновый филамент, в составе которого 30% стекловолокна. Такая усиленная структура обеспечивает до 250% больше прочности по сравнению с чистым ABS-пластиком или нейлоном.

XSTRAND® GF30-PP — усиленный полипропиленовый филамент с 30% стекловолокна в составе. Материал GF30-PP обеспечивает превосходную прочность, а также устойчивость к воздействию химических веществ и ультрафиолетового излучения. Благодаря низкой степени впитывания влаги данный филамент идеально подходит для изделий для спорта и отдыха.

OC_XSTRAND_GF30-PA6

Деталь, напечатанная в материале XSTRAND® GF30-PA6

OC-XSTRAND-GF30-PP

Деталь, напечатанная в материале XSTRAND® GF30-PP

«XSTRAND®  GF30 PA & GF30 PP — класс уникальных филаментов инженерного назначения, усиленных за счёт стекловолокна, которые позволяют получить идеальное сочетание высокой жёсткости, вязкости и устойчивости к химическим воздействиям, — утверждает Роджер Силбинг, глава отдела продаж, Аддитивные решения, BASF Forward AM.- С этими материалами вы сможете повысить производительность, по мере необходимости выполняя 3D-печать изделий, устойчивых к высоким нагрузкам и сложным условиям эксплуатации. Конечные пользователи промышленных изделий также смогут поэкспериментировать с новыми решениями и бизнес-моделями благодаря филаментам XSTRAND® ».

Mitsubishi Chemical

Благодаря устойчивости к воздействию атмосферных условий, стойкости к ультрафиолетовому облучению, ударопрочности и жёсткости материал 3Diakon™ — это идеальный выбор для уличных решений. Он также отлично подходит для изготовления литьевых форм, где небольшой зольный остаток при отжиге является ключевым фактором качественного результата.

daikon_002

Деталь, напечатанная в материале Mitsubishi Chemical 3Diakon™

DURABIO™ — материал для 3D-печати без BPA (BPA-free), разработанный Mitsubishi Chemical. Благодаря высокой степени прозрачности, аналогичной полиметилметакрилату (ПММА), но лучшим ударным свойствам и повышенной устойчивости к высоким температурам DURABIO™ является отличным промежуточным материалом между поликарбонатом и ПММА.

a-vehicle-Grill---mitsubishi-durabio_002

Деталь, напечатанная в материале Mitsubishi Chemical DURABIO™

«DURABIO™ сочетает в себе большую часть достоинств поликарбоната и ПММА, — утверждает Стефано Бертани, Маркетинг и продажи, Mitsubishi Chemical.- В дополнение к отличному сопротивлению ударным нагрузкам устойчивость к ультрафиолетовому излучению и царапинам является ключевым фактором использования DURABIO™ при изготовлении цветного литья, высокоглянцевых изделий. Материал DURABIO™ превосходит поликарбонат по твёрдости и устойчивости к химическим воздействиям».

Будем держать Вас в курсе последних новостей!

Ваша команда iGo3D Russia

Наши группы в социальных сетях: