FormLabs - matrialkvalitet

3D printing Resin - Hvordan? - Form 3 - PreForm - Dashboard - Form Wash & Form Cure - Material utvalg - Matrial kvalitet - Farge blanding

---

Siden er under utvikling (GS-29.05.2023)

Dette kapitelet om materielle egenskaper gjelder ikke bare resin til FormLabs printere. Dette vil gjelde alle materialer om det er epoksy, polyuretan og/eller alle andre materialer man kunne tenke seg å bruke i produksjon. Så dette kapittelet kan gi god kompetanse og vurderingsevne for andre typer prosjekter.

Matrialers egenskaper

Når man skal velge et bestemt materiale til sitt resin 3D-print er det ofte viktig med hvilke egenskaper dette materialet har. Det kan være om det trenger å ha noen spesielle egenskaper for mykhet, tåle kjemikalier eller høy varme. I tillegg så er det ofte viktig å kjenne materialets toleranser for bøying og strekking.

Noen av de egenskapene som kan være aktuelle å vurdere:

• Konduktivitet.
• Korrosjonsmotstand.
• Tetthet.
• Duktilitet / formbarhet.
• Elastisitet / stivhet.
• Brudd seighet.
• Hardhet.
• Plastisitet.

For å ferdigstille materialet for et teknisk produkt eller applikasjon, er det viktig å forstå de mekaniske egenskapene til materialet.
De mekaniske egenskapene til et materiale er de som påvirker den mekaniske styrken og evnen til et materiale til å støpes i passende form. Noen av de typiske mekaniske egenskapene til et materiale inkluderer:

• Styrke
• Seighet
• Hardhet
• Herdbarhet
• Sprøhet
• Formbarhet
• Duktilitet
• Kryp og skli
• Motstandsdyktighet
• Utmattelse

Styrke

Det er egenskapen til et materiale som motvirker deformasjon eller nedbrytning av materiale i nærvær av ytre krefter eller belastning. Materialer som vi ferdigstiller for våre ingeniørprodukter, må ha passende mekanisk styrke for å kunne arbeide under forskjellige mekaniske krefter eller belastninger.

Seighet

Det er et materiales evne til å absorbere energien og blir plastisk deformert uten å sprekke. Dens numeriske verdi bestemmes av mengden energi per volumenhet. Enheten er Joule/m3. Verdien av seighet til et materiale kan bestemmes av spennings-tøyningsegenskaper til et materiale. For god seighet bør materialer ha god styrke samt duktilitet.

For eksempel: sprø materialer, med god styrke, men begrenset duktilitet er ikke tøffe nok. Omvendt er materialer med god duktilitet men lav styrke heller ikke tøffe nok. Derfor, for å være tøft, bør et materiale være i stand til å tåle både høy belastning og belastning.

Hardhet

Det er et materiales evne til å motstå permanent formendring på grunn av ytre stress. Det finnes ulike mål på hardhet - ripehardhet, innrykkhardhet og reboundhardhet.

Shore-skala

Matrialets hardhet måles i Shore A eller D skalaen. Finnes andre skalaer men dette er de to mest brukte. A for mykere produkter og D for hardere produkter.

Skrapehardhet

Ripehardhet er materialers evne til å motsette riper til ytre overflatelag på grunn av ytre kraft. Innrykk hardhet Det er materialers evne til å motvirke bulken på grunn av stans fra eksterne harde og skarpe gjenstander. Rebound hardhet Rebound hardhet kalles også som dynamisk hardhet. Det bestemmes av høyden på "sprett" av en diamanttippet hammer som faller fra en fast høyde på materialet.

Herdbarhet

Det er et materiales evne til å oppnå hardheten ved varmebehandling. Det bestemmes av dybden opp til som materialet blir hardt. SI-enheten for herdbarhet er meter (lik lengde). Herdbarheten til materialet er omvendt proporsjonal med materialets sveiseevne.

Sprøhet

Sprøhet av et materiale indikerer hvor lett det blir brudd når det utsettes for en kraft eller belastning. Når et sprøtt materiale utsettes for en belastning, observerer det svært mindre energi og får brudd uten betydelig belastning. Sprøhet er omvendt til materialets duktilitet. Materialets sprøhet er temperaturavhengig. Noen metaller som er formbare ved normal temperatur blir sprø ved lav temperatur.

Formbarhet

Formbarhet er en egenskap ved faste materialer som indikerer hvor lett et materiale blir deformert under trykkspenning. Formbarhet er ofte kategorisert etter materialets evne til å dannes i form av et tynt ark ved å hamre eller rulle. Denne mekaniske egenskapen er et aspekt av plastisiteten til materialet. Formbarheten til materialet er temperaturavhengig. Med temperaturøkning øker materialets formbarhet.

Duktilitet

Duktilitet er en egenskap ved et fast materiale som indikerer hvor lett et materiale blir deformert under strekkspenning. Duktilitet er ofte kategorisert etter materialets evne til å bli strukket inn i en ledning ved å trekke eller trekke. Denne mekaniske egenskapen er også et aspekt av plastisiteten til materialet og er temperaturavhengig. Med økning i temperatur øker materialets duktilitet.

Kryp og skli

Kryp er egenskapen til et materiale som indikerer materialets tendens til å bevege seg sakte og deformeres permanent under påvirkning av ytre mekanisk påkjenning. Det resulterer på grunn av lang tids eksponering for store ytre mekaniske påkjenninger med begrenset kapasitet. Kryp er mer alvorlig i materiale som er utsatt for varme i lang tid. Slip in materiale er et plan med høy tetthet av atomer.

Motstandsdyktighet

Spenst er materialets evne til å absorbere energien når den deformeres elastisk ved å påføre stress og frigjøre energien når stress fjernes. Proof elastisitet er definert som den maksimale energien som kan absorberes uten permanent deformasjon. Elastighetsmodulen er definert som den maksimale energien som kan absorberes per volumenhet uten permanent deformasjon. Det kan bestemmes ved å integrere stress-strain-kuren fra null til elastisk grense. Enheten er joule/m3.

Utmattelse

Fatigue er svekkelse av materiale forårsaket av gjentatt belastning av materialet. Når et materiale utsettes for syklisk belastning, og belastning over en viss terskelverdi, men mye under materialets styrke (endelig strekkgrense eller flytespenningsgrense), begynner det å dannes mikroskopiske sprekker ved korngrenser og grensesnitt. Etter hvert når sprekken en kritisk størrelse. Denne sprekken forplanter seg plutselig og strukturen blir knust. Formen på strukturen påvirker trettheten veldig. Firkantede hull og skarpe hjørner fører til forhøyede spenninger der utmattingssprekken starter.

Material Properties Data

Material proprties for Draft resin.
The following material properties are comparable for all Formlabs Standard Resins.

	DRAFT MATERIAL PROPERTIES DATA				STANDARD GREY MATERIAL PROPERTIES DATA
	Green	Post-Cured at Room Temperature	Post-Cured at 60 °C		Green	Post-Cured at Room Temperature	Post-Cured at 60 °C
Tensil Properties
Ultimate Tensile Strength	23 MPa	28 MPa	36 MPa		38 MPa	-	65 MPa
Tensile Modulus	0,9 GPa	1,3 GPa	1,6 GPa		1,6 GPa	-	2,8 GPa
Elongation at Break	17 %	10 %	7 %		12 %	-	6,2 %
Flexural Properties
Flexural Modulus	0,6 GPa	0,9 GPa	1,5 GPa		1,25 GPa	-	2,2 GPa
Impact Properties
Elongation at Break	35 J/m	35 J/m	21 J/m		16 J/m	-	25 J/m
Temperature Properties
Heat Deflection Temp. @ 1,8 MPa	43,3 °C	44,3 °C	50,1 °C		42,7 °C	-	58,4 °C
Heat Deflection Temp. @ 0,45 MPa	50,6 °C	50,7 °C	63,4 °C		49,7 °C	-	73,1 °C

1 Materialegenskaper kan variere med delens geometri, utskriftsretning, utskriftsinnstillinger og temperatur.
2 Data ble hentet fra grønne deler, trykt ved bruk av Form 2, 100 µm, klare innstillinger, vasket og lufttørket uten etterherding.
3 Data ble hentet fra deler trykt ved hjelp av Form 2, 100 µm, Fjern innstillinger og etterherdet med 1,25 mW/cm² 405 nm LED-lys for 60 minutter ved 60 °C

Solvent Compatibility - STD Grey

Prosentvektøkning over 24 timer for en trykt og etterherdet 1 x 1 x 1 cm kube nedsenket i respektive løsemiddel:

Solvent	24 hr weight gain (%)		Solvent	24 hr weight gain (%)
Acetic Acid, 5 %	< 1		Hydrogen Peroxide (3 %)	< 1
Acetone	sample cracked		Isooctane	< 1
Isopropyl Alcohol	< 1		Mineral Oil, light	< 1
Bleach, ~5 % NaOCl	< 1		Mineral Oil, heavy	< 1
Butyl Acetate	< 1		Salt Water (3.5 % NaCl)	< 1
Diesel	< 1		Sodium hydroxide (0.025 %, pH = 10)	< 1
Diethyl glycol monomethyl ether	1.7		Water	< 1
Hydrolic Oil	< 1		Xylene	< 1
Skydrol 5	1		Strong Acid (HCI Conc)	distorted