雖然很少有人對(duì)長(zhǎng)絲規(guī)格表中“斷裂伸長(zhǎng)率”或“沖擊強(qiáng)度”這類(lèi)術(shù)語(yǔ)感興趣,但當(dāng)您需要使用一臺(tái)尚未配置相應(yīng)打印參數(shù)文件的FDM長(zhǎng)絲時(shí),這些數(shù)據(jù)就是關(guān)鍵的切入點(diǎn)。
“當(dāng)您希望嘗試新材料并突破自身舒適區(qū)時(shí),技術(shù)資料顯得尤為重要,”蓋洛德指出。這其中包括理解如何正確閱讀材料技術(shù)數(shù)據(jù)表(TDS)。

遺憾的是,長(zhǎng)絲技術(shù)數(shù)據(jù)表目前缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式。同一種材料的參數(shù)可能使用不同術(shù)語(yǔ)、依據(jù)不同的國(guó)際測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(如ISO、ASTM)、采用不同的計(jì)量單位,并引用不同類(lèi)別的結(jié)果(如最大值、平均值等)。這些變量使得直接對(duì)比不同規(guī)格表變得十分困難。
問(wèn)題還在于,部分長(zhǎng)絲甚至不會(huì)注明其基礎(chǔ)聚合物類(lèi)型(如PLA、PC或TPU),而僅以“柔韌”、“堅(jiān)韌”、“光滑”或“耐用”等描述性名稱(chēng)代替。但只要理解下文將介紹的核心概念及其與最終打印件性能的關(guān)聯(lián),您就能從中提取必要信息。當(dāng)然,如果某款耗材未提供技術(shù)數(shù)據(jù)表,建議謹(jǐn)慎購(gòu)買(mǎi)。
我們都希望打印部件足夠堅(jiān)固,但“堅(jiān)固”具體指什么呢?關(guān)于強(qiáng)度,存在多種科學(xué)的測(cè)量方式,通常在規(guī)格表中能找到至少三種。
拉伸強(qiáng)度(亦稱(chēng)極限拉伸強(qiáng)度、斷裂拉伸強(qiáng)度,常標(biāo)記為Ftu)是指材料在被拉斷前所能承受的最大拉應(yīng)力。測(cè)試方法類(lèi)似于將樣品置于夾具中向兩端拉伸。此數(shù)值實(shí)際反映了部件斷裂的難易程度或材料的脆性。例如,不銹鋼的拉伸強(qiáng)度約為860 MPa,而玻璃約為33 MPa。
抗彎強(qiáng)度(又稱(chēng)屈服強(qiáng)度、斷裂模量或彎曲強(qiáng)度)指材料在斷裂前能承受的彎曲程度。請(qǐng)注意不要與“彎曲模量”混淆,后者衡量的是材料抵抗彎曲變形的能力。以松木為例,其抗彎強(qiáng)度約為41.4 MPa,而ABS塑料則可達(dá)60 MPa。
沖擊強(qiáng)度(常稱(chēng)為懸臂梁沖擊強(qiáng)度、夏比沖擊強(qiáng)度,或通俗理解為韌性)表示部件在受到突然沖擊(如跌落)時(shí)抵抗斷裂的能力。其單位通常為焦耳/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沖擊強(qiáng)度可能約110 J/m2,而高抗沖ABS可能達(dá)到500 J/m2左右。

若您需要最終部件具備一定的柔韌性,則需關(guān)注以下幾項(xiàng)關(guān)鍵測(cè)量值。
如前所述,彎曲模量表征材料抵抗彎曲變形的能力,即材料的剛性。彎曲模量越高,材料越不易彎曲。例如,多數(shù)碳纖維增強(qiáng)PA12材料相當(dāng)堅(jiān)硬,最大彎曲模量可達(dá)14 GPa左右;而柔性PA11的彎曲模量可能僅為0.65 GPa。注意,彎曲模量的單位通常是兆帕(MPa)或吉帕(GPa,1 GPa = 1000 MPa)。
彈性模量(也稱(chēng)楊氏模量、拉伸模量)用于評(píng)估材料的彈性,反映了變形程度與所需應(yīng)力之間的比例關(guān)系。例如,典型TPU長(zhǎng)絲的拉伸模量約為70 MPa(彈性很好),而大多數(shù)PEEK長(zhǎng)絲的拉伸模量可高達(dá)3720 MPa(彈性很低)。
對(duì)于聚合物線(xiàn)材,“硬度”一詞含義較為寬泛,可能指耐刮擦性、耐磨性或抗壓痕能力。塑料硬度常用洛氏硬度或肖氏硬度表示,這與前述的強(qiáng)度或柔韌性指標(biāo)關(guān)聯(lián)不大。肖氏硬度在彈性體與柔性材料(如TPU)中較為常見(jiàn),所有此類(lèi)材料均屬于肖氏A標(biāo)尺,并通過(guò)具體數(shù)值進(jìn)一步區(qū)分,例如肖氏95A。

為便于理解這些術(shù)語(yǔ)和測(cè)量值,部分材料制造商開(kāi)始采用蜘蛛網(wǎng)圖等關(guān)鍵屬性圖表,讓用戶(hù)能直觀對(duì)比材料特性。然而,不同制造商可能選擇展示不同的六到七種屬性,或采用不同的排列順序,因此這類(lèi)圖表在進(jìn)行專(zhuān)業(yè)FDM耗材對(duì)比時(shí),其效用可能仍有限。
許多技術(shù)數(shù)據(jù)表還會(huì)包含其他實(shí)用信息,例如吸濕率或吸水率(數(shù)值在0.01表示低吸濕,3表示高吸濕),這對(duì)于確定儲(chǔ)存條件和干燥時(shí)長(zhǎng)非常重要;以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。Tg并非熔點(diǎn),而是材料保持其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的最高溫度上限。這意味著,打印溫度不應(yīng)超過(guò)Tg,且最終部件也不應(yīng)在高于此溫度的環(huán)境中長(zhǎng)期使用。
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