ポリアミド12の引張試験データの一貫性を確保するために、なぜ切断ダイを備えた実験室用プレスが使用されるのですか？

ポリアミド12において、レーザー法よりも切断ダイを備えた実験室用プレスを選択する主な理由は、熱的欠陥の導入を排除することです。レーザーは熱を使用して材料を切断しますが、実験室用プレスは機械的な力を使用して、調製段階中に試験片が化学的および物理的に変化しないことを保証します。

機械試験データの整合性は、サンプルの「履歴」にかかっています。機械的切断は、熱応力とエッジの劣化を回避し、ASTM D638などの規格への準拠を歪める可能性のある人工的な破壊点を防ぎます。

材料の一貫性を維持する

実験室用プレスの最も重要な利点は、熱がないことです。レーザー切断は、試験片の周囲に沿って必然的に熱影響部（HAZ）を作成します。

ポリアミド12のような熱可塑性プラスチックの場合、この局所的な加熱は結晶構造を変化させたり、ポリマー鎖を劣化させたりする可能性があります。機械プレスは周囲温度で材料を切断し、試験する特性が切断プロセスの人工物ではなく、材料固有のものであることを保証します。

二次レーザー切断によって導入される熱応力は、機械的特性試験の精度を妨げます。試験片のエッジが熱によって脆化または軟化している場合、引張試験の結果は、バルク材料ではなく、損傷したエッジを反映します。

プレスを使用することで、収集される応力ひずみデータが、サンプル調製の結果ではなく、材料の組成と加工履歴の結果のみであることが保証されます。

引張試験片には特定の幾何学的形状が必要です。特に、グリップ部がゲージ長に遷移する「ショルダー」周辺です。レーザーベースのシステムは、これらの複雑な遷移をスムーズにトレースする際に制限に直面することがよくあります。

標準化された切断ダイは、正確な仕様に合わせて機械加工されています。プレスで使用すると、これらの重要な遷移を毎回完璧に再現し、バッチ内のすべてのサンプルで幾何学的標準化を保証します。

有効なデータを取得するには、試験片のエッジに切り込み、バリ、または不規則性がない必要があります。補足参照資料には、特殊なパンチングにより、きれいで損傷のないエッジが得られると記載されています。

引張バーのエッジにあるあらゆる不規則性は、応力集中点として機能し、サンプルが早期または予測不能に破損する原因となります。機械的切断は、クリーンで均一なエッジを生成し、これらの誘発された破損を防ぎます。

機械的切断は、この用途においてはレーザー切断よりも優れていますが、効果を得るためにはプレスによって自動化する必要があります。手動切断は、熱応力と同様にデータ品質に有害な、不規則なエッジと切り込みを作成します。

機械的精度の「コスト」は、工具のメンテナンスです。非接触型のレーザーとは異なり、切断ダイは時間とともに鈍くなる可能性があります。

ただし、特性評価という特定の目標にとっては、トレードオフは必要です。鈍いダイを使用することはレーザーを使用するよりも好ましいですが、鋭利で標準化されたダイは、国際規格への完全な準拠を保証する唯一の方法です。

ポリアミド12試験から実用的で信頼性の高いデータを確実に取得するために、次の優先事項を検討してください。

精密材料試験では、サンプル調製方法は試験自体と同じくらい重要です。機械的隔離は、データの真実性を保証する唯一の方法です。

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Yunus Kutlu, Andreas Ostendorf. Optimizing directed energy deposition of polymers through melt pool temperature control: impact on physical properties of polyamide 12 parts. DOI: 10.1007/s40964-024-00588-y

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .