Dominando Fichas Técnicas de Materiais para Seleções Inteligentes

Pesquisa é parte inevitável do processo de seleção de materiais — para descobrir se um material é adequado para sua aplicação, você precisa fazer sua devida diligência. Descrições gerais podem dar informação suficiente para apontar na direção certa, como se um plástico é adequado para aplicações marítimas ou se um metal é suscetível à corrosão. Para ganhar entendimento profundo de um material, você precisará olhar sua ficha técnica.

Fichas técnicas descrevem materiais por suas propriedades e são ferramenta incrivelmente útil para equipes de produto. No entanto, podem ser confusas se você não tem formação em engenharia ou técnica. Este artigo ajudará você a interpretar fichas técnicas para tomar decisões informadas na seleção de materiais.

Antes de mergulhar nas diferentes propriedades de materiais plásticos que você encontra em uma ficha, é importante entender que propriedades relatadas dependem de como o material é testado. Por isso, geralmente há padrões delineando condições de teste — como padrões ASTM — em uma ficha técnica. Aqui está tudo o que você precisa saber.

Propriedades de tração

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

• Resistência à tração máxima — Quanta tensão um material suporta, além da qual fratura é inevitável. Geralmente reportada em psi ou MPa, essencialmente força por unidade de área.
• Resistência à tração no escoamento, ou limite de escoamento — Quanta tensão um material aguenta antes de deformação permanente irreparável. Geralmente em psi ou MPa.
• Alongamento à tração no escoamento — Quanto um material estica antes de deformação irreparável ("elasticidade"). Geralmente reportado como aumento percentual no comprimento.
• Módulo de elasticidade — Quanto um material deforma sob tensão ("rigidez"). Geralmente em psi ou MPa.

É comum usar tensão via testes de tração para determinar propriedades mecânicas. Testes são projetados para descobrir quão forte, rígido e elástico um material é. O teste é simples — uma das garras puxa o material até quebrar.

A força aplicada é medida durante o teste, então dividida pela área transversal da amostra para medir "tensão". Mudança no comprimento, ou "deformação", também é medida. Tensão e deformação são plotadas para entender a relação entre elas, da qual muitas propriedades mecânicas podem ser determinadas.

Propriedades de flexão

Propriedades de flexão, outro tipo comumente reportado, indicam como material se comporta quando submetido a cargas, forças e tensões de flexão. Enquanto alguns objetos requerem propriedades de flexão aumentadas para uso em suportes estruturais, outros precisam mais flexibilidade para evitar danos. Duas propriedades de flexão que você geralmente encontrará:

• Resistência à flexão — Quanta tensão um material aguenta antes de curvar permanentemente
• Módulo de flexão — Tendência do material a resistir à flexão, representada por razão tensão-deformação

Geralmente, teste de flexão de três pontos é usado para determinar resistência e módulo. Envolve colocar uma barra do material sobre dois apoios, então aplicar pressão no centro com prensa hidráulica. É comum que a resistência à flexão seja maior que a de tração. Polímeros preenchidos ou reforçados, como poliamidas e acetais, ostentam propriedades de flexão aumentadas, enquanto materiais flexíveis como elastômeros geralmente têm menor resistência e módulo de flexão.

Propriedades de impacto

Propriedades de impacto referem-se a quanto impacto um material suporta, essencialmente quanta energia absorve sem quebrar. A forma mais comum de testar na América do Norte é usando sistema de teste de impacto IZOD. Para testar resistência a impacto, amostra é fixada em grampo. Braço de pêndulo pesado é erguido, então balança para baixo e impacta a amostra.

Existem dois tipos de teste de resistência a impacto — testes entalhados e não entalhados. Testes entalhados envolvem bater o braço contra superfície entalhada, enquanto em não entalhados o braço balança sobre superfície plana. Testes entalhados tendem a dar resultados mais realistas e são mais populares.

Qualidades individuais de um material influenciam suas propriedades de impacto. Geralmente, materiais borrachudos rendem melhor resistência a impacto devido ao alto alongamento na ruptura. Ramificações de cadeia longa e estruturas cristalinas maiores também podem aumentar propriedades de impacto de um plástico.

Dureza

A dureza determina quão bem resiste a deformação causada por abrasão ou indentação localizada. Como a faixa de dureza é enorme, cobrindo materiais super macios a incrivelmente duros, existem várias escalas para medir e determinar dureza. As duas escalas mais comuns são:

• Escala Rockwell, para medir materiais duros como metais ou gemas.
• Escala Shore, para medir dureza de polímeros. Shore pode medir materiais mais macios como géis e borrachas, bem como mais rígidos como náilon e polipropileno.

Durante teste de dureza, uma haste com ponta esférica ou cônica pressiona amostra em força específica, e o quanto a haste penetra determina a dureza.

Propriedades térmicas

Propriedades térmicas indicam como material reage à temperatura. Aqui estão as propriedades térmicas centrais:

• Temperatura de Serviço Contínuo — Indica temperatura acima da qual propriedades mecânicas diminuem muito
• Temperatura de Deflexão por Calor — Mede rigidez do material conforme temperaturas aumentam
• Coeficiente de Expansão Térmica Linear (CLTE) — Descreve propensão do material a mudar tamanho devido a mudança de temperatura
• Condutividade térmica — Descreve quanto material aumenta em temperatura em relação à energia submetida

Testes para propriedades térmicas são diretos, exceto ao determinar temperatura de transição vítrea. Apenas materiais amorfos sem estruturas cristalinas, como policarbonato e poliestireno, têm temperatura de transição vítrea. Medida em Tg, determina calor no qual material se torna borrachudo.

Decodificação de fichas técnicas com a Fast Radius

Ler ficha técnica é excelente forma de começar a aprender mais sobre materiais prospectivos para projeto. No entanto, como você vê, pode ser desafiador entender. Além disso, não substitui conselho especializado.

Um parceiro de fabricação experiente como a Fast Radius pode guiá-lo pelo processo de seleção e desmistificar fichas técnicas complexas. Membros da equipe têm vasto conhecimento e experiência, e usarão essa expertise para garantir que você escolha o material certo para sua aplicação. Se pronto para começar seu próximo projeto, entre em contato hoje.

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