Décodage des fiches matières

La recherche est une partie inévitable du processus de sélection des matériaux - pour savoir si un matériau particulier convient ou non à votre application, vous devez faire preuve de diligence raisonnable. Les descriptions générales des matériaux peuvent vous donner suffisamment d'informations pour vous orienter dans la bonne direction, par exemple si un plastique particulier convient aux applications marines ou si un métal est sensible à la corrosion. Pour acquérir une compréhension approfondie d'un matériau particulier, vous devrez consulter sa fiche technique.

Les fiches techniques des matériaux décrivent divers matériaux par leurs propriétés et sont un outil incroyablement utile pour les équipes de produits. Cependant, ils peuvent être déroutants si vous n'avez pas de formation en ingénierie ou technique. Cet article vous aidera à analyser les fiches techniques des matériaux afin que vous puissiez prendre des décisions éclairées en matière de sélection de matériaux.

Avant de nous plonger dans les différentes propriétés des matériaux plastiques que vous pouvez trouver sur une fiche technique de matériau, il est important de comprendre que les propriétés de la feuille de matériau signalées dépendront quelque peu de la manière dont le matériau est testé. Pour cette raison, il existe généralement des normes décrivant les conditions de test - comme les normes ASTM - sur une fiche technique. Voici tout ce que vous devez savoir.

Propriétés de traction

Les propriétés de traction, les propriétés mécaniques des matériaux les plus couramment rapportées, indiquent comment un matériau se comporte lorsqu'il est soumis à des charges, des forces et des contraintes de traction. Certaines mesures de traction incluent :

• Résistance à la traction ultime — Quelle contrainte un matériau peut supporter, au-delà de laquelle la rupture est inévitable. La résistance à la traction ultime est généralement exprimée en psi ou MPa, qui est essentiellement une force par unité de surface.

• Résistance à la traction à la limite d'élasticité, ou limite d'élasticité — Combien de contraintes un matériau peut subir avant une déformation irréparable et permanente. La limite d'élasticité est généralement exprimée en psi ou MPa.

• Élongation en traction à la limite d'élasticité — De combien un matériau peut s'étirer avant une déformation irréparable ("extensibilité"). L'allongement à la traction à la limite d'élasticité est généralement indiqué sous la forme d'un pourcentage d'augmentation de la longueur.

• Module d'élasticité — Dans quelle mesure un matériau se déforme sous contrainte (« rigidité »). Le module d'élasticité est généralement exprimé en psi ou MPa.

Il est courant d'utiliser la tension via des essais de traction pour déterminer les propriétés mécaniques d'un matériau. Les tests de traction sont conçus pour découvrir la résistance d'un matériau, sa rigidité et son degré d'allongement ou d'étirement. Le test est simple :l'une des pinces tire sur le matériau jusqu'à ce qu'il se brise.

La force appliquée est mesurée lors d'un essai de traction, puis divisée par la section transversale de l'échantillon d'essai afin de mesurer la "contrainte". Le changement de longueur, ou « déformation », est également mesuré. La contrainte et la déformation sont ensuite tracées afin de comprendre la relation entre elles, à partir de laquelle de nombreuses propriétés mécaniques peuvent être déterminées.

Propriétés de flexion

Les propriétés de flexion, un autre type de propriétés mécaniques des matériaux couramment rapporté, indiquent comment un matériau se comporte lorsqu'il est soumis à des charges, des forces et des contraintes de flexion. Alors que certains objets nécessitent des propriétés de flexion accrues pour être utilisés dans des supports structurels, d'autres composants ont besoin de plus de flexibilité afin d'éviter les dommages. Il existe deux propriétés de flexion particulières que vous trouverez généralement sur une fiche technique :

• Résistance à la flexion — Combien de contraintes un matériau peut supporter avant de se plier de façon permanente

• Module de flexion — La tendance d'un matériau à résister à la flexion, représentée par un rapport contrainte/déformation

Habituellement, un test de résistance à la flexion en trois points est utilisé pour déterminer la résistance à la flexion et le module de flexion. Cela implique de placer une barre de matériau sur deux supports, puis d'appliquer une pression au centre de la barre avec une presse à tête hydraulique. Il est courant que la résistance à la flexion d'un matériau soit supérieure à sa résistance à la traction. Les polymères chargés ou renforcés, tels que les polyamides et les acétals, présentent des propriétés de flexion accrues, tandis que les matériaux flexibles tels que les élastomères ont généralement une résistance et un module de flexion inférieurs.

Propriétés d'impact

Les propriétés d'impact font référence à la quantité d'impact qu'un matériau peut supporter, ce qui signifie essentiellement la quantité d'énergie qu'il peut absorber sans se casser. Le moyen le plus courant de tester les propriétés d'impact en Amérique du Nord consiste à utiliser le système d'essai d'impact IZOD. Pour tester la résistance aux chocs, un échantillon de matériau est fixé dans une pince. Un bras pendulaire lourd est soulevé, puis bascule vers le bas et impacte l'échantillon de matériau.

Il existe deux types de tests de résistance aux chocs :les tests avec encoche et les tests sans encoche. Les tests d'impact avec encoche consistent à frapper le bras contre une surface entaillée, tandis que dans les tests sans encoche, le bras oscille sur une surface plane. Les tests avec encoche ont tendance à donner des résultats plus réalistes et sont donc plus populaires que les tests sans encoche.

Les qualités individuelles d'un matériau influencent ses propriétés d'impact. D'une manière générale, les matériaux caoutchouteux présentent une meilleure résistance aux chocs en raison de leur allongement à la rupture élevé. Les branches à longue chaîne et les structures cristallines plus importantes peuvent également augmenter les propriétés d'impact d'un plastique.

Dureté

La dureté d'un matériau détermine dans quelle mesure il peut résister à la déformation causée par une abrasion ou une indentation localisée. Étant donné que la gamme de dureté est énorme, couvrant des matériaux super doux à incroyablement durs, il existe différentes échelles utilisées pour mesurer et déterminer la dureté des matériaux. Les deux échelles de dureté des matériaux les plus courantes sont :

• Échelle de Rockwell , utilisé pour mesurer des matériaux durs comme les métaux ou les pierres précieuses.

• Échelle du rivage , qui est utilisé pour mesurer la dureté des polymères. L'échelle Shore peut mesurer des matériaux plus souples, tels que les gels et les caoutchoucs, ainsi que des matériaux plus rigides tels que le nylon et le polypropylène.

Lors d'un test de dureté, une petite tige à extrémité sphérique ou conique appuie sur un échantillon de matériau à une force spécifique, et la force de pression de la tige dans le matériau détermine sa dureté.

Propriétés thermiques

Les propriétés thermiques d'un matériau indiquent comment il réagit à la température. Voici les principales propriétés thermiques d'un matériau :

• Température de service continu — Indique la température au-dessus de laquelle les propriétés mécaniques sont fortement diminuées

• Température de déflexion thermique — Mesure la rigidité d'un matériau lorsque la température augmente

• Coefficient de dilatation thermique linéaire (CLTE) - Décrit la propension d'un matériau à changer de taille en raison d'un changement de température

• Conduction thermique - Décrit de combien un matériau augmente en température par rapport à la quantité d'énergie qui lui est soumise

Le test des propriétés thermiques est simple, sauf lorsqu'il s'agit de déterminer la température de transition vitreuse d'un matériau. Seuls les matériaux amorphes qui n'ont pas de structures cristallines, comme le polycarbonate et le polystyrène, ont une température de transition vitreuse. Celle-ci, mesurée en Tg, détermine la chaleur à laquelle un matériau devient caoutchouteux.

Décodage de la fiche technique du matériau avec Fast Radius

La lecture d'une fiche de données de matériaux est un excellent moyen de commencer à en apprendre davantage sur les matériaux potentiels pour un projet à venir. Cependant, comme vous pouvez le voir dans cet article, une fiche technique peut être difficile à comprendre. De plus, cela ne remplace pas les conseils d'un expert.

Un partenaire de fabrication expérimenté comme Fast Radius peut vous guider tout au long du processus de sélection des matériaux et démystifier les fiches techniques complexes des matériaux. Les membres de l'équipe Fast Radius ont une vaste connaissance et expérience de l'industrie, et nous utiliserons cette expertise pour nous assurer que vous choisissez le bon matériau pour votre application. Si vous êtes prêt à démarrer votre prochain projet, contactez-nous dès aujourd'hui.

Pour plus de guides sur la fabrication de matériaux, y compris comment sélectionner le bon matériau pour le moulage par injection, le moulage d'uréthane ou l'usinage CNC, visitez le centre de ressources Fast Radius.

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