Tulostusmuovien lujuus

Vetolujuustesti

Lujuusominaisuudet ovat olennaisimpien asioiden joukossa kun valitaan tulostustyöhön sopivaa materiaalia. Minkä tiedon varassa näitä valintoja oikeastaan teemme? Havaitsin että aika heikon.

Kun aikanaan lähdin 3D-tulostusta ja materiaalien ominaisuuksia tutkimaan, tuli monelta valmistajalta vastaan arvioita, joiden mukaan juuri tämä meidän PLA tai ABS on markkinoiden vahvinta, jopa 30% vahvempaa kuin muut. Vähän aikaa näitä silmäiltyään, tunsi jo lukevansa shampoomainoksia. Oli selvää, että kaikki eivät yhtä aikaa voineet pitää paikkaansa, eikä vertailukohtia tai testimenetelmiä juuri avattu.

Insinööri sisälläni lähti hakemaan valmistajien sivuilta tuotteiden teknisiä tietoja. Minäpä otan ja taulukoin ne niin nähdään mikä sitä on lujaa ja mikä ei. Numeroita kyllä löytyi. Taulukointi tyssäsi silti alkuunsa. Sen verran tunnen nimittäin materiaalitestausta, että ymmärrän testimenetelmän tärkeyden. Eri menetelmillä tehdyt testit eivät ole vertailukelpoisia. Kovinkaan montaa vertailukelpoista joukkoa en aikaiseksi saanut. Samankin valmistajan eri tuotteet oli testattu eri menetelmillä. Nyt meni usko jo koko testaukseen. Mitä ne puheet oikein ovat?

Filamentive testikappaleet

Toki muoveilla on erilaisia mekaanisia ominaisuuksia ihan kemiansa johdosta. Erilaisista polymeereistä tulee erilaista pötköä. Eri muovien ominaisuuksia voi haarukoida vaikka täältä tai täältäTäällä on taulukon lisäksi vetolujuuksia testattu tieteellisellä traktorinrenkaan nostotestillä!

Opitaan että PLA on vetolujuudeltaan ABS:ää vahvempaa, mutta kovaa ja haurasta. ABS:llä on sitä parempi iskunkestävyys. Nylonilla sekä vetolujuus että murtovenymä ovat noin kolminkertaiset ABS:ään verrattuna. ASA kestää UV-säteilyä ja vähiten kosteutta itseensä keräävät PET ja polykarbonaatti, PC. Ainakin tiettyjen testimenetelmien perusteella.

Mitään eväitä eri valmistajien saman muovilaadun vertailuun ei kuitenkaan löydy mistään. Epäilen valmistajien ilmoittamien arvojen olevan parhaimmillaan filamenttien testituloksia, heikoimmillaan muoviraaka-aineen, granulaattien valmistajalta saatuja ”tyypillisiä” arvoja. Tulostetun kappaleen mekaaniset ominaisuudet riippuvat kuitenkin vielä monesta tulostuksen aikaisesta muuttujasta. Pitäisi siis nähdä testejä eri materiaaleilla samalla tavalla tulostettujen samanlaisten kappaleiden testeistä ja vielä samoilla menetelmillä mitattuna. Niin pitäisi, mutta sellaisia ei missään ole.

Onneksi Satakunnan Ammattikorkeakoulun automaation tutkimusryhmä tutkii myös 3D-tulostusta ja otti ongelmasta kiinni. Mittavalla koesuunnitelmalla tehdään nyt standardin mukaisia testikappaleita ja testataan ne vertailukelpoisesti. Kuvassa yllä rakentuu testikappaleita Filamallin toimittamasta kierrätyslankojen toimittajamme Filamentiven kierrätys-PLA:sta. Tuloksia tulemme raportoimaan  seuraavissa artikkeleissamme syksyn mittaan, joten kannattaa pysyä kanavalla!

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *