Decodificação de folhas de dados de materiais

A pesquisa é uma parte inevitável do processo de seleção de materiais — para descobrir se um determinado material é ou não adequado para sua aplicação, você precisa fazer a devida diligência. Descrições gerais de materiais podem fornecer informações suficientes para indicar a direção certa, como se um plástico específico é adequado para aplicações marítimas ou se um metal é suscetível à corrosão. Para obter uma compreensão aprofundada de um material específico, você precisará examinar sua folha de dados.

As fichas de dados de materiais descrevem vários materiais por suas propriedades e são uma ferramenta incrivelmente útil para equipes de produtos. No entanto, eles podem ser confusos se você não tiver formação em engenharia ou técnica. Este artigo irá ajudá-lo a analisar as planilhas de dados de materiais para que você possa tomar decisões informadas quando se trata de seleção de materiais.

Antes de mergulharmos nas diferentes propriedades do material plástico que você pode encontrar em uma folha de dados de material, é importante entender que as propriedades relatadas da folha de material dependerão um pouco de como o material é testado. Por esse motivo, geralmente existem padrões que descrevem as condições de teste - como os padrões ASTM - em uma folha de dados técnicos. Aqui está tudo o que você precisa saber.

Propriedades de tração

As propriedades de tração, as propriedades mecânicas dos materiais mais comumente relatadas, indicam como um material se comporta quando submetido a cargas, forças e tensões de tração. Algumas medidas de tração incluem:

• Resistência à tração máxima — Quanta tensão um material pode suportar, além da qual a fratura é inevitável. A resistência à tração final é geralmente relatada como psi ou MPa, que é essencialmente uma força por unidade de área.

• Resistência à tração no escoamento ou força de escoamento — Quanta tensão um material pode suportar antes de uma deformação permanente e irreparável. O limite de escoamento geralmente é relatado como psi ou MPa.

• Alongamento de tração no rendimento — Quanto um material pode esticar antes de uma deformação irreparável (“elástica”). O alongamento de tração no rendimento geralmente é relatado como um aumento percentual no comprimento.

• Módulo de elasticidade — Quanto um material se deforma sob tensão (“rigidez”). O módulo de elasticidade geralmente é relatado como psi ou MPa.

É comum usar tensão por meio de testes de tração para determinar as propriedades mecânicas de um material. Os testes de tração são projetados para descobrir quão forte é um material, quão rígido ele é e quanto ele pode alongar ou esticar. O teste é simples - um dos grampos puxa o material até quebrar.

A força aplicada é medida durante um teste de tração e, em seguida, dividida pela área da seção transversal da amostra de teste para medir a “tensão”. A mudança no comprimento, ou “tensão”, também é medida. A tensão e a deformação são então plotadas para entender a relação entre elas, a partir da qual muitas propriedades mecânicas podem ser determinadas.

Propriedades Flexuais

As propriedades de flexão, outro tipo comumente relatado de propriedades mecânicas de materiais, indicam como um material se comporta quando submetido a cargas, forças e tensões de flexão. Enquanto alguns objetos requerem maiores propriedades de flexão para uso em suportes estruturais, outros componentes precisam de mais flexibilidade para evitar danos. Existem duas propriedades de flexão específicas que você normalmente encontrará em uma folha de dados técnicos:

• Resistência à flexão — Quanta tensão um material pode suportar antes de dobrar permanentemente

• Módulo de flexão — A tendência de um material resistir à flexão, representada por uma relação tensão/deformação

Normalmente, um teste de resistência à flexão de três pontos é usado para determinar a resistência à flexão e o módulo de flexão. Isso envolve colocar uma barra do material em dois suportes e, em seguida, aplicar pressão no centro da barra com uma prensa hidráulica. É comum que a resistência à flexão de um material seja maior que sua resistência à tração. Polímeros carregados ou reforçados, como poliamidas e acetais, possuem propriedades de flexão aumentadas, enquanto materiais flexíveis, como elastômeros, geralmente têm menor resistência e módulo de flexão.

Propriedades de impacto

As propriedades de impacto referem-se a quanto impacto um material pode suportar, o que essencialmente significa quanta energia ele pode absorver sem quebrar. A maneira mais comum de testar propriedades de impacto na América do Norte é usando o sistema de teste de impacto IZOD. Para testar a resistência ao impacto, uma amostra de material é presa em um grampo. Um braço de pêndulo pesado é levantado, então balança para baixo e impacta a amostra de material.

Existem dois tipos de testes de resistência ao impacto - testes entalhados e testes não entalhados. O teste de impacto com entalhe envolve bater o braço contra uma superfície entalhada, enquanto em testes sem entalhe o braço oscila em uma superfície plana. Os testes entalhados tendem a dar resultados mais realistas e, portanto, são mais populares do que os testes não entalhados.

As qualidades individuais de um material influenciam suas propriedades de impacto. De um modo geral, os materiais emborrachados apresentam melhor resistência ao impacto devido ao seu alto alongamento na ruptura. Ramos de cadeia longa e estruturas cristalinas maiores também podem aumentar as propriedades de impacto de um plástico.

Dureza

A dureza de um material determina quão bem ele pode resistir à deformação causada por abrasão localizada ou indentação. Como a faixa de dureza é enorme, abrangendo materiais super macios a incrivelmente duros, existem várias escalas usadas para medir e determinar a dureza do material. As duas escalas de dureza de material mais comuns são:

• escala Rockwell , usado para medir materiais duros, como metais ou pedras preciosas.

• escala costeira , que é usado para medir a dureza dos polímeros. A escala Shore pode medir materiais mais macios, como géis e borrachas, bem como materiais mais rígidos, como nylon e polipropileno.

Durante um teste de dureza, uma pequena haste com ponta esférica ou com ponta cônica pressiona uma amostra de material com uma força específica, e o quanto a haste pressiona o material determina sua dureza.

Propriedades térmicas

As propriedades térmicas de um material indicam como ele reage à temperatura. Aqui estão as principais propriedades térmicas de um material:

• Temperatura de serviço contínuo — Indica a temperatura acima da qual as propriedades mecânicas são bastante reduzidas

• Temperatura de deflexão de calor — Mede a rigidez de um material à medida que as temperaturas aumentam

• Coeficiente de expansão térmica linear (CLTE) — Descreve a propensão de um material a mudar de tamanho devido a uma mudança de temperatura

• Condutividade térmica — Descreve o quanto um material aumenta de temperatura em relação à quantidade de energia submetida a ele

O teste de propriedades térmicas é simples, exceto quando se trata de determinar a temperatura de transição vítrea de um material. Apenas materiais amorfos que não possuem estruturas cristalinas, como policarbonato e poliestireno, possuem temperatura de transição vítrea. Isso, medido em Tg, determina o calor no qual um material se torna emborrachado.

Decodificação da folha de dados do material com Fast Radius

Ler uma folha de dados de material é uma excelente maneira de começar a aprender mais sobre materiais em potencial para um projeto futuro. No entanto, como você pode ver neste artigo, uma ficha técnica pode ser um desafio para entender. Além disso, não substitui o aconselhamento especializado.

Um parceiro de fabricação experiente como a Fast Radius pode ajudá-lo no processo de seleção de materiais e desmistificar as fichas de dados de materiais complexos. Os membros da equipe Fast Radius têm vasto conhecimento e experiência no setor, e usaremos essa experiência para garantir que você esteja escolhendo o material certo para sua aplicação. Se você está pronto para iniciar seu próximo projeto, entre em contato conosco hoje.

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