Ahoj! Ako dodávateľ v priemysle 3D tlačových kompozitov sa ma často pýtajú na metódy testovania týchto úžasných materiálov. V tomto blogovom príspevku sa s vami podelím o niektoré z najbežnejších testovacích metód, ktoré používame na zabezpečenie kvality a výkonu našich 3D tlačených kompozitov.
1. Mechanické skúšanie
Mechanické testovanie je kľúčové pre pochopenie toho, ako budú 3D tlačené kompozity fungovať pri rôznych zaťaženiach a namáhaniach. Jednou z najbežnejších mechanických skúšok je ťahová skúška. Pri skúške ťahom sa vzorka kompozitu ťahá, kým sa nerozbije. Počas tohto procesu meriame aplikovanú silu a veľkosť deformácie. Z týchto meraní môžeme vypočítať dôležité vlastnosti, ako je medza pevnosti v ťahu, medza klzu a modul pružnosti.
Napríklad, ak vyrábame 3D tlačený kompozitný diel pre leteckú aplikáciu, potrebujeme poznať jeho pevnosť v ťahu, aby sme sa uistili, že dokáže odolať vysokým silám, ktorým bude vystavený počas letu. Ďalšou mechanickou skúškou je skúška ohybom. Tento test sa používa na určenie toho, ako sa bude kompozit správať, keď je ohnutý. Vzorku položíme na dve podpery a v strede aplikujeme zaťaženie. Pevnosť v ohybe a modul sa potom vypočítajú na základe zaťaženia a priehybu vzorky.
Dôležité je aj testovanie kompresie. Meria, ako dobre môže kompozit odolávať rozdrveniu. Aplikovaním tlakového zaťaženia na vzorku môžeme určiť jej pevnosť v tlaku a modul. Tieto vlastnosti sú nevyhnutné pre aplikácie, kde bude kompozit vystavený tlakovým silám, ako napríklad pri stavbe budov alebo mostov.
2. Tepelné testovanie
Tepelné vlastnosti sú ďalším kľúčovým aspektom 3D tlačených kompozitov. Jedným z hlavných tepelných testov je diferenciálna skenovacia kalorimetria (DSC). DSC meria tepelný tok spojený s fyzikálnymi a chemickými zmenami v materiáli ako funkciu teploty. To nám umožňuje určiť dôležité tepelné vlastnosti, ako je teplota skleného prechodu (Tg), teplota topenia (Tm) a teplota kryštalizácie.
Teplota skleného prechodu je obzvlášť dôležitá, pretože označuje bod, v ktorom sa kompozit mení z tvrdého, krehkého stavu do gumovitejšieho stavu. Napríklad, ak používame 3D tlačený kompozit pre komponent vo vysokoteplotnom motore, musíme zabezpečiť, aby jeho Tg bola dostatočne vysoká na to, aby si zachovala svoje mechanické vlastnosti za prevádzkových podmienok.
Ďalším tepelným testom je termogravimetrická analýza (TGA). TGA meria zmenu hmotnosti vzorky ako funkciu teploty. To nám pomáha pochopiť tepelnú stabilitu kompozitu a identifikovať všetky prchavé zložky, ktoré môžu byť prítomné. Ak sú prítomné prchavé zložky, mohli by časom potenciálne ovplyvniť výkon a trvanlivosť kompozitu.
3. Nedeštruktívne testovanie (NDT)
Nedeštruktívne testovacie metódy sú skvelé, pretože nám umožňujú hodnotiť kvalitu 3D tlačených kompozitov bez poškodenia dielov. Jednou z najčastejšie používaných metód NDT je ultrazvukové testovanie. Pri ultrazvukovom testovaní sa do kompozitu vnášajú vysokofrekvenčné zvukové vlny. Akékoľvek vnútorné chyby, ako sú dutiny alebo delaminácie, spôsobia, že sa zvukové vlny budú odrážať alebo rozptyľovať inak. Analýzou týchto ozvien môžeme odhaliť a lokalizovať defekty.
Röntgenové testovanie je ďalším silným nástrojom NDT. Môže poskytnúť podrobné snímky vnútornej štruktúry kompozitu. Pomocou röntgenových lúčov môžeme zistiť, či existujú nejaké vnútorné chyby, ako je pórovitosť alebo nesprávne spojenie medzi rôznymi vrstvami v 3D tlačenom kompozite. To je užitočné najmä pri kontrole zložitých tvarovaných dielov, kde vizuálna kontrola nemusí byť dostatočná.
Zaujímavou metódou NDT je aj infračervená termografia. Funguje tak, že zisťuje teplo vyžarované z povrchu kompozitu. Akékoľvek vnútorné chyby alebo poškodenia môžu spôsobiť lokálne zmeny teploty, ktoré je možné zistiť pomocou infračervenej kamery. Táto metóda je rýchla a dokáže pokryť veľkú plochu kompozitu v krátkom čase.
4. Chemická analýza
Chemická analýza je dôležitá pre pochopenie zloženia 3D tlačených kompozitov. Jednou z bežných techník je Fourierova transformačná infračervená spektroskopia (FTIR). FTIR meria absorpciu infračerveného žiarenia kompozitom. Rôzne chemické väzby absorbujú infračervené žiarenie pri špecifických frekvenciách, takže analýzou absorpčného spektra môžeme identifikovať chemické funkčné skupiny prítomné v kompozite.
Je to užitočné na kontrolu kvality a na zabezpečenie toho, aby mal kompozit správne chemické zloženie. Napríklad, ak používame kompozit vystužený uhlíkovými vláknami, FTIR nám môže pomôcť potvrdiť prítomnosť uhlíkových väzieb a ďalších relevantných funkčných skupín.
Ďalšou metódou chemickej analýzy je energetická disperzná röntgenová spektroskopia (EDS). EDS možno použiť na určenie elementárneho zloženia kompozitu. Funguje tak, že vzorku bombarduje elektrónmi a potom analyzuje röntgenové lúče emitované vzorkou. To nám umožňuje identifikovať rôzne prvky prítomné v kompozite a ich relatívne koncentrácie.
5. Mikroštrukturálna analýza
Mikroštrukturálna analýza nám pomáha pochopiť vnútornú štruktúru 3D tlačených kompozitov na mikroskopickej úrovni. Skenovacia elektrónová mikroskopia (SEM) je široko používaná technika. SEM využíva zväzok elektrónov na vytvorenie snímok povrchu kompozitu s vysokým rozlíšením. Pomocou SEM môžeme vidieť distribúciu výstužných vlákien, kvalitu rozhrania matrica - vlákno a akékoľvek defekty alebo dutiny, ktoré môžu byť prítomné v mikroskopickom meradle.
Transmisná elektrónová mikroskopia (TEM) je ešte výkonnejšia. Môže poskytnúť podrobné informácie o vnútornej štruktúre kompozitu v nanoúrovni. TEM je užitočný na štúdium kryštálovej štruktúry komponentov v kompozite a na pochopenie interakcie medzi rôznymi fázami na veľmi jemnej úrovni.
Prečo sú tieto testy pre našich zákazníkov dôležité
Ako dodávateľKompozity pre 3D tlačTieto testovacie metódy sú nevyhnutné na poskytovanie vysokokvalitných produktov našim zákazníkom. Dôkladným testovaním našich kompozitov môžeme zabezpečiť, že spĺňajú špecifické požiadavky rôznych aplikácií.
Napríklad, ak ste v automobilovom priemysle a potrebujete 3D tlačené kompozitné diely s vysokým pomerom pevnosti k hmotnosti, naše mechanické testovanie nám pomôže vybrať tie správne materiály a výrobné procesy, aby sme to dosiahli. Ak pracujete na projekte, ktorý vyžaduje, aby kompozity odolali vysokým teplotám, naše tepelné testovanie zaistí, že materiály budú fungovať za týchto podmienok.
Naše nedeštruktívne testovacie metódy tiež znamenajú, že môžeme dodať diely bez vnútorných chýb, čím sa znižuje riziko zlyhania počas používania. A pomocou chemickej a mikroštrukturálnej analýzy môžeme zabezpečiť konzistenciu a čistotu našich kompozitov, čo je rozhodujúce pre dlhodobý výkon.
Náš sortiment
Ponúkame široký sortiment 3D tlačených kompozitov, vrátane3D oplet z uhlíkových vlákiena2,5D oplet z uhlíkových vlákien. Tieto produkty boli prísne testované pomocou metód, ktoré som opísal vyššie. Sú známe svojou vynikajúcou mechanickou pevnosťou, tepelnou stabilitou a chemickou odolnosťou.
Či už pôsobíte v leteckom, automobilovom, medicínskom alebo inom odvetví, ktoré môže ťažiť z 3D tlačených kompozitov, máme pre vás ten správny produkt. Náš tím odborníkov je vždy pripravený spolupracovať s vami, aby sme pochopili vaše špecifické potreby a odporučili najlepšie kompozitné materiály a vzory.
Kontaktujte nás kvôli obstarávaniu
Ak máte záujem o kúpu našich 3D tlačených kompozitov, budeme radi, ak sa ozvete. Naše testovacie metódy zaisťujú, že získavate produkty najvyššej kvality, ktoré budú spĺňať vaše požiadavky na výkon. Neváhajte nás kontaktovať a začať diskusiu o obstarávaní. Môžeme vám poskytnúť vzorky, technické špecifikácie a informácie o cenách prispôsobené vašim potrebám.
Referencie
- Callister, WD a Rethwisch, DG (2018). Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod. Wiley.
- Pipes, RB, Figliola, RS, & Bennett, JE (2016). Kompozitné materiály: Dizajn a aplikácie. CRC Press.
- Medzinárodné normy ASTM pre testovanie kompozitných materiálov.