AM Akademie

Mechanické vlastnosti v tahu po chemickém vyhlazování

12. února 2021 Mechanické vlastnosti v tahu po chemickém vyhlazování

Chemické vyhlazování aditivně vyráběných polymerů umožňuje snížení drsnosti povrchu. Výsledná drsnost je přibližně 3x nižší jako před vyhlazováním (viz článek). Nižší drsnost povrchu se sebou nese velké množství benefitů jako například snížení tření, tlakových ztrát, vytvoření lesklého vzhledu, zvýraznění barev, snížení nasákavosti vody a zjednodušení údržby povrchu. Materiály vyráběné pomocí „powder bed fusion“ technologií tak můžou připomínat díly vyráběné konvenčními technologiemi, viz obrázek níže.

Mechanické vlastnosti v tahu po chemickém vyhlazování
Obr. 1 Díl z materiálu PA12 (MJF) bez zpracování VLEVO a po vyhlazení VPRAVO

 

Technologie umožňuje zpracovávat širokou škálu materiálů. Kromě termoplastů (např.: PA, ABS a PC) je kompatibilní také s termoplastickými elastomery (např.: TPE, TPU a PEBA). Kromě čistých polymerů je možné upravovat povrch také kompozitních materiálů s přídavkem například skelných a uhlíkových vláken nebo látek zpomalujících hoření. Výhod je nesporně mnoho. Co se ale děje s mechanickými vlastnostmi takto upravených dílů? Pro demonstraci jsme vykonali celkem 8 tahových zkoušek těles typu ISO 527-2 1A (o tloušťce 4 mm). Každá z hodnot tedy reprezentuje průměr ze čtyř měření. Jak je možné vidět v tabulce níže, tak v případě termoplastů nedochází k velmi výrazným změnám.

Mechanické vlastnosti v tahu po chemickém vyhlazování
Tab. 1 Výsledky tahových zkoušek materiálu PA12 (MJF) // E – modul pružnosti; σy – mez kluzu; σm – pevnost v tahu; εb – poměrné prodloužení při přetržení

 

Jednou z pozorovatelných změn je snížení modulu pružnosti materiálu (E) o přibližně 7 %. Pro dosažení stejné deformace jako u surového materiálu je u vyhlazeného zkušebního tělesa potřebné tahové zatížení nižší o přibližně 7 %. Takto malou změnu tuhosti je však možné považovat za zanedbatelnou.

Hlavním benefitem z pohledu mechanických vlastností je zvýšení poměrného prodloužení při přetržení (εb) o přibližně 20 %. V praxi to znamená, že takto zpracovaný materiál se před porušením deformuje o 20 % více. Konstruktér toho může v některých aplikacích s výhodou využít. Vyhlazením se značně omezí výskyt imperfekcí, které můžou způsobovat lokální koncentraci napětí při zatěžování a v důsledku toho také nižší prodloužení při přetržení.

Mechanické vlastnosti v tahu po chemickém vyhlazování

Obr. 2 Tahová zkouška chemicky vyhlazeného vzorku z materiálu PA12

 

Nutno však podotknout, že změny jsou značně závislé na geometrii daného dílu. U dílů s tenkými stěnami se tyto efekty projeví výrazněji jako u dílů s vyšší tloušťkou stěn. Výsledky jsou platné pro testovací tělesa o tloušťce 4 mm a můžou tak vhodně posloužit pro orientaci. Kromě toho je vliv vyhlazení na mechanické vlastnosti závislý také na zvolených procesních parametrech vyhlazování.

Použitím různých parametrů je možné dosáhnout různého finálního vzhledu a drsnosti povrchu. Pro co nejkonstantnější vyhlazení povrchů je vhodné díl navrhovat s co nejbližšími tloušťkami stěn jednotlivých prvků dílu.

Neváhejte a poraďte se s naším týmem o Vaší konkrétní aplikaci.

Další články

ONE3D Group a skupina QPAG vstupují <br>do Spacemanic. Společně vytvoří silnou průmyslovou skupinu pro vesmírný průmysl
Rosteme společně

ONE3D Group a skupina QPAG vstupují
do Spacemanic. Společně vytvoří silnou průmyslovou skupinu pro vesmírný průmysl

01. července 2025

Olomouc/Praha, 1. července 2025 Společnosti ONE3D Group a.s. a QPAG s.r.o. majetkově vstupují do společnosti Spacemanic CZ s.r.o., předního evropského vývojáře nanosatelitů a kosmických technologií. Tato strategická aliance…

Vstupujeme do oblasti civilního letectví: Podepsali jsme memorandum s BELL Flight
Rosteme společně

Vstupujeme do oblasti civilního letectví: Podepsali jsme memorandum s BELL Flight

07. dubna 2025

Praha, 3. dubna 2025 Po úspěšném startu projektu s Lockheed Martin v programu F-35 s potěšením oznamujeme, že společnost ONE3D dosáhla dalšího významného milníku. Podepsali jsme memorandum o porozumění (MoU)…

CubeSaty: Malé satelity s obrovskými možnostmi
AM Akademie

CubeSaty: Malé satelity s obrovskými možnostmi

24. srpna 2023

Ve spolupráci s CEITEC a průmyslovým partnerem jsme vyvinuli odlehčený 2U rám pro mikro družice na platformě CubeSat. Pomocí pokročilých technologií a materiálů jsme rám přizpůsobili pro konkrétní…

Rozšíření výrobních kapacit
Rosteme společně

Rozšíření výrobních kapacit

02. dubna 2017

Další stroj P396!! K 1. dubnu 2017 jsme rozšířili výrobní kapacity technologie SLS, náš strojový park se rozrostl o další špičkový SLS stroj P396 od německé firmy EOS.…

Aditivní rok 2022
Firemní kultura Rosteme společně

Aditivní rok 2022

09. listopadu 2022

Letos je to 7 let, co pomáháme akcelerovat přechod světového průmyslu na aditivní myšlení a výrobu. Rok 2022 se pomalu chýlí ke konci a my Vám tímto…

Nenechte si uniknout aditivní novinky

Jednou za 3 měsíce aktuální články, nové případovky a zprávy z oboru.
Přihlaste se k odběru!