Menguasai Lembar Data Material untuk Pemilihan yang Cerdas

Riset adalah bagian yang tidak dapat dihindari dari proses pemilihan material — untuk mengetahui apakah material tertentu cocok untuk aplikasi Anda, Anda perlu melakukan due diligence. Deskripsi material umum dapat memberi Anda cukup informasi untuk menunjuk Anda ke arah yang benar, seperti apakah plastik tertentu cocok untuk aplikasi laut atau apakah logam rentan terhadap korosi. Untuk mendapatkan pemahaman yang mendalam tentang material tertentu, Anda perlu melihat data sheet-nya.

Material data sheet menggambarkan berbagai material berdasarkan propertinya dan merupakan alat yang sangat berguna untuk tim produk. Namun, mereka dapat membingungkan jika Anda tidak memiliki latar belakang teknik atau teknis. Artikel ini akan membantu Anda mem-parsing material data sheet sehingga Anda dapat membuat keputusan yang tepat saat datang ke pemilihan material.

Sebelum kita membahas berbagai properti material plastik yang dapat Anda temukan pada material data sheet, penting untuk memahami bahwa properti material yang dilaporkan pada data sheet akan bergantung pada cara material diuji. Karena alasan itu, biasanya ada standar yang menguraikan kondisi uji — seperti standar ASTM — pada technical data sheet. Berikut adalah semua yang perlu Anda ketahui.

Properti Tensile

Properti tensile, properti material mekanis yang paling banyak dilaporkan, menunjukkan bagaimana material berperilaku ketika diundani beban, gaya, dan stres tarik. Beberapa pengukuran tensile meliputi:

• Ultimate tensile strength — Seberapa besar stres yang dapat ditahan material, di luar yang pecahan tidak dapat dihindari. Ultimate tensile strength biasanya dilaporkan sebagai psi atau MPa, yang pada dasarnya adalah gaya per satuan luas.

• Tensile strength at yield, or yield strength — Seberapa besar stres yang dapat ditahan material sebelum deformasi permanen yang tidak dapat diperbaiki. Yield strength biasanya dilaporkan sebagai psi atau MPa.

• Tensile elongation at yield — Seberapa jauh material dapat meregang sebelum deformasi permanen ("kesegaran"). Tensile elongation at yield biasanya dilaporkan sebagai persentase peningkatan panjang.

• Modulus of elasticity — Seberapa besar material berubah bentuk di bawah stres ("kekakuan"). Modulus of elasticity biasanya dilaporkan sebagai psi atau MPa.

Seringkali menggunakan tension melalui tensile tests untuk menentukan properti mekanis material. Tensile tests dirancang untuk menemukan seberapa kuat material, seberapa kaku material, dan seberapa jauh meregang atau meregang. Uji ini sederhana — salah satu klem menarik material sampai pecah.

Gaya yang diberikan diukur selama tensile test, kemudian dibagi dengan luas penampang sampah uji untuk mengukur "stress." Perubahan panjang, atau "strain", juga diukur. Stress dan strain kemudian di-plotting untuk memahami hubungan di antara keduanya, darimana banyak properti mekanis dapat ditentukan.

Properti Flexural

Properti flexural, jenis properti material mekanis yang sering dilaporkan lainnya, menunjukkan bagaimana material berperilaku ketika diundani beban, gaya, dan stres lentur. Sementara beberapa objek memerlukan properti flexural yang ditingkatkan untuk digunakan dalam dukungan struktural, komponen lain memerlukan lebih banyak fleksibilitas untuk menghindari kerusakan. Ada dua properti flexural khusus yang biasanya Anda temukan pada technical data sheet:

• Flexural strength — Seberapa besar stres yang dapat ditahan material sebelum secara permanen membengkok

• Flexural modulus — Kecenderungan material untuk menahan regangan, direpresentasikan oleh rasio stress terhadap strain

Biasanya, uji flexural strength tiga titik digunakan untuk menentukan flexural strength dan flexural modulus. Ini melibatkan penaruhan batang material di dua dukungan, kemudian memberikan tekanan pada tengah batang dengan press hidrolik. Umumnya, flexural strength material lebih tinggi daripada tensile strengthnya. Polimer yang diisi atau diuat, seperti polyamides dan acetals, memiliki properti flexural yang ditingkatkan, sementara material fleksibel seperti elastomers biasanya memiliki flexural strength dan modulus yang lebih rendah.

Properti Impact

Properti impact merujuk pada seberapa besar impact yang dapat ditahan material, yang pada dasarnya berarti seberapa banyak energi yang dapat diserap tanpa pecah. Cara paling umum untuk menguji properti impact di Amerika Utara adalah menggunakan IZOD impact testing system. Untuk menguji impact strength, sampah material diamankan dalam klem. Lengan bandul berat diangkat, kemudian berayun ke bawah dan mengenai sampah material.

Ada dua jenis pengujian impact strength — tes berlubang dan tes tanpa lubang. Notched impact testing melibatkan memukul lengan terhadap permukaan yang berlubang, sementara dalam unnotched tests lengan berayun ke permukaan datar. Notched tests cenderung memberikan hasil yang lebih realistis dan oleh karena itu lebih populer daripada unnotched tests.

Kualitas individual material mempengaruhi properti impactnya. Secara umum, material karet menghasilkan resistensi impact yang lebih baik karena elongasi at break yang tinggi. Cabang rantai panjang dan struktur kristal yang lebih besar juga dapat meningkatkan properti impact plastik.

Kekakuan

Kekakuan material menentukan seberapa baik dapat menahan deformasi yang disebabkan oleh abrasi lokal atau indentasi. Karena rentang kekakuan sangat luas, mencakup dari sangat lembut hingga sangat keras, ada berbagai skala yang digunakan untuk mengukur dan menentukan kekakuan material. Dua skala kekakuan material yang paling umum adalah:

• Rockwell scale, digunakan untuk mengukur material keras seperti logam atau batu permata.

• Shore scale, yang digunakan untuk mengukur kekakuan polimer. Shore scale dapat mengukur material yang lebih lembut, seperti gel dan karet, serta material yang lebih kaku seperti nylon dan polipropilena.

Selama uji kekakuan, batang kecil dengan ujung bola atau ujung kerucut ditekan ke dalam sampah material pada gaya tertentu, dan seberapa jauh batang ditekan ke dalam material menentukan kekakuannya.

Properti Termal

Properti termal material menunjukkan bagaimana bereaksi terhadap suhu. Berikut adalah properti termal inti dari suatu material:

• Continuous Service Temperature — Menunjukkan suhu di atasnya properti mekanis sangat menurun

• Heat Deflection Temperature — Mengukur kekakuan material saat suhu meningkat

• Coefficient of Linear Thermal Expansion (CLTE) — Mendeskripsikan kecenderungan material untuk mengubah ukuran karena perubahan suhu

• Thermal conductivity — Mendeskripsikan seberapa besar material meningkat suhu dengan sejumlah energi yang diberikan padanya

Pengujian properti termal sederhana, kecuali ketika datang ke menentukan glass transition temperature material. Hanya material amorf yang tidak memiliki struktur kristal, seperti polycarbonate dan polystyrene, yang memiliki glass transition temperature. Ini, diukur dalam Tg, menentukan suhu di mana material menjadi karet.

Material data sheet decoding with Fast Radius

Membaca material data sheet adalah cara yang baik untuk memulai mempelajari lebih banyak tentang material calon untuk proyek mendatang. Namun, seperti yang Anda lihat dalam artikel ini, technical data sheet dapat sulit dipahami. Plus, ini bukan pengganti untuk saran ahli.

Mitra manufaktur yang berpengalaman seperti Fast Radius dapat membantu memandu Anda melalui proses pemilihan material dan membungkam material data sheet yang kompleks. Anggawa tim Fast Radius memiliki pengetahuan dan pengalaman industri yang luas, dan kami akan menggunakan keahlian tersebut untuk memastikan Anda memilih material yang tepat untuk aplikasi Anda. Jika Anda siap memulai proyek berikutnya, hubungi kami hari ini.

Untuk lebih banyak panduan tentang manufaktur material, termasuk cara memilih material yang tepat untuk cetak injeksi, urethane casting, atau pemesinan CNC, kunjungi pusat sumber daya Fast Radius.

Siap membuat bagian Anda dengan Fast Radius?