Wytrzymałość filamentów: HDT 0
Wytrzymałość filamentów: HDT

HDT, czyli o termicznych parametrach historii ciąg dalszy

O tym, jak niezwykle istotna jest rola temperatury w przetwórstwie filamentów, nie trzeba wspominać. Odpowiednio dobrane warunki termiczne umożliwiają przecież przemianę filamentowych włókien w trójwymiarowe wydruki. Znajomość właściwości temperaturowych tworzywa pozwala jednak nie tylko na dostosowanie ustawień pracy drukarki 3D tak, aby wykonała ona z niego wysokojakościowy obiekt przestrzenny. Termiczne cechy filamentu stanowią cenne informacje dotyczące jego wytrzymałości. Jedną z takich właściwości termoplastu jest jego temperatura mięknięcia według Vicata. Stanowiła ona główną bohaterkę jednego z opublikowanych do tej pory artykułów, które powstały w ramach Kompendium Druku 3D. Czy jest to jednak jedyny termiczny parametr umożliwiający określenie trwałości filamentu? Zdecydowanie nie! Kolejnym przykładem wyznacznika termicznej wytrzymałości tworzyw jest HDT, czyli temperatura odkształcenia cieplnego materiału.

Czym jest HDT?

Rozwinięcie skrótu, jakim jest HDT, to Heat Deflection Temperature, co w języku polskim oznacza pojęcie znane zarówno jako temperatura ugięcia pod obciążeniem, jak również wspomniana już we wstępie artykułu temperatura odkształcenia cieplnego. Pomiar tego parametru stosuje się w celu ustalenia wytrzymałości materiałów, jakimi są m.in. tworzywa termoplastyczne. Nic więc dziwnego w tym, że pod kątem jego wartości bada się filamenty, których składniki bazowe stanowią polimery będące termoplastami. Wielkość, jaką przyjmuje HDT badanego materiału wyraża się zwykle w stopniach Celsjusza (°C). Jak parametr ten należy interpretować? HDT oznacza temperaturę, w jakiej badane tworzywo ulega odkształceniu wskutek oddziaływania na próbkę pewnej siły o specyficznych, zgodnych z badawczymi procedurami wartościach. Materiał, dla którego wielkość omawianego, termicznego parametru jest sprawdzana, zostaje obciążony. Wartość obciążenia oddziałującego na tworzywo w trakcie takiego badania nie ulega zmianie. Zmienia się natomiast temperatura, na której działanie wystawione zostało tworzywo. Zwiększa się ona do momentu, w którym próbka materiału ulegnie odkształceniu się. Jaką formę zjawisko to przybierze? Będzie ono ugięciem próbki tworzywa. Materiał obciążany jest do momentu, w którym głębokość ugięcia (punkcie bezpośredniego działania aparatu obciążającego na termoplast) osiągnie określoną dla danej normy wartość. Powszechnie stosuje się co najmniej kilka różnych procedur dokonywania pomiaru HDT tworzyw. Opisane są one m.in. w normach ISO 75 oraz ASTM D648.

Jak zmierzyć HDT tworzywa?

Schemat przykładowej metody pomiaru HDT

Rysunek powyższy przedstawia aparaturę badawczą i sam pomiar wartości HDT wybranego materiału. Zilustrowana procedura zgodna jest ze zbiorem zasad, jaki stanowi norma ASTM D648. Część grafiki, którą oznaczono numerem 1 przedstawia aparaturę wraz z próbką tworzywa przed rozpoczęciem procesu podwyższania temperatury. Literą A oznaczono termometr, z kolei litera D oznacza źródło ciepła. Próbka (C) zanurzona jest w oleju (F), który będzie stopniowo podgrzewany. Szybkość zachodzenia procesu podwyższania temperatury oleju ma stałą wartość. Litera B oznacza obciążnik, którego koniec styka się z próbką termoplastu w jej centrum. Siła, jaką działa on na tworzywo, którego wartość HDT stanowi przedmiot badania, nie ulega zmianie w trakcie trwania procesu badawczego. Nacisk na próbkę wynosić może zazwyczaj 1.8 N/mm2 (niuton na milimetr kwadratowy) lub 0.46 N/mm2. Fragment grafiki, który oznaczono liczbą 2 przedstawia próbkę, w której nastąpiło odkształcenie. Litera E wskazuje na jego głębokość. Jej wartość równa jest 0.25mm. Wskazywaną przez termometr temperaturę będzie wówczas stanowić HDT. 

Filament Easy PET-G firmy Fiberlogy

Wartość HDT filamentu Easy PET-G firmy Fiberlogy jest równa 68°C (norma: ISO 75-2).

HDT. Czy znajomość jej wartości jest przydatna?

HDT to parametr, który oznacza temperaturę, w jakiej materiał odkształci się. Jego znajomość umożliwia zatem określenie, czy filament, dla którego jego wartość poznano, cechuje się dużą wytrzymałością termiczną, czy też jego temperaturowa odporność jest niewielka. HDT pozwala też na zdefiniowanie twardości materiału, co nietrudno wywnioskować. Odkształcenia cieplne tworzyw nie należą do zjawisk pożądanych zwłaszcza wtedy, gdy wykonany z nich wydruk ma charakteryzować się wysoką niepodatnością na ich zachodzenie. W dobraniu odpowiedniego filamentu, z którego powstać ma trójwymiarowy obiekt, który wystawiany będzie na ekspozycję temperatury, pomocna okazuje się zatem znajomość wartości HDT takiego materiału. Producenci wykorzystywanych w druku 3D techniką FDM termoplastów zamieszczają informacje dotyczące omawianego, termicznego parametru swoich tworzyw zamieszczają w ich kartach technicznych (TDS). ROSA 3D Filaments, Spectrum Filaments i Fiberlogy to zaledwie kilka przykładów firm, które dane takie we wspomnianych w zdaniu poprzednim dokumentach umiejscawiają. Filament filamentowi bywa nierówny. Nietrudno pojąć, dlaczego tak jest. Skład danego typu filamentu zależy od jego producenta. Dlatego też lista składników wykorzystanych do wyprodukowania określonego rodzaju tworzywa wykorzystywanego tworzywa różnić się będzie w zależności od firmy je produkującej. Skład filamentu wpływa na jego wartość HDT. Jak powszechnie wiadomo, składniki współtworzące taki produkt to nie tylko materiał bazowy, którego nazwa występuje w jego nazwie handlowej. W jego skład wchodzą także różnego rodzaju wypełniacze. Mogą to być także pigmenty. Odciskają one piętno na wartości HDT filamentu. Znajomość tego parametru umożliwia zatem dokonanie analizy porównawczej wytrzymałości termicznej danego typu tworzywa w zależności od producenta, który je oferuje. Warto zatem przeglądać techniczne karty filamentów w poszukiwaniu ich wartości HDT - są to niezwykle cenne informacje, które mogą okazać się pomocne w wyborze produktu precyzyjnie dopasowanego do potrzeb użytkownika drukarki 3D.

Filament PETG Standard firmy ROSA 3D Filaments

Wartość HDT filamentu PETG Standard wyprodukowanego przez ROSA 3D Filaments równa jest 78°C (norma: ASTM E2092).

Komentarze do wpisu (0)

Informacja w stopce
Menu Szukaj Menu więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl