reprapy.pl

Cześć wszystkim.
W pracy mam możliwość skorzystania z durometru Shore'a typu D (czyli twarde plastiki). Stwierdziłem że wykonam pomiary twardości wydruków] z 3 podstawowych materiałów (PLA, PETG i ABS). Jako że nie interesują mnie właściwości samego filamentu lub granulatu, pomiary wykonałem na kostce 20x20x20 mm wydrukowanej ze 100% wypełnieniem (projekt do PrusaSlicer w formacie .3MF w załączniku). Wydruki wykonane na drukarce Prusa MK3S, profil 0.2 SPEED, profile materiałowe Generic PLA, Generic PETG, Generic ABS. Używałem oryginalnej blachy malowanej proszkowo PEI, posmarowanej kleikem DD.
Pomiary wykonałem durometrem typu D, przyciskając igłę durometru do materiału, tak aby walec z którego igła się wysuwa całkowicie przylegał do powierzchni próbki. Niepewność przyrządu pomiarowego określiłem na jedną podziałkę skali (brak instrukcji obsługi do przyrządu, nie mogłem też znaleźć nic w internecie). Następnie czekałem na ustabilizowanie się igły durometru około 3 sekundy. Po tym czasie wartość pomiaru nie zmieniała się w znaczący sposób. Dla każdej z próbek wykonałem 4 serie pomiarowe - po jednej serii na każdą z różnych ścian (dolna i górna ściana osi Z, ściana osi X i osi Y). Jedna seria pomiarowa to 10 pomiarów w losowych miejscach na ścianie. Niestety zapomniałem oznaczyć osie kostek więc nie wiem która ściana to ściana osi X a która Y. W związku z tym mierzyłem 2 ściany przylegające do siebie.

Słowem wstępu to chyba tyle, wydaje mi się że wszystko opisałem.

Wyniki pomiarów przedstawiłem w tabeli: /*70% czasu pisania posta - pisanie tej ^&%#$# tabeli*/

Wyniki wskazują na kilka rzeczy:
Dla PLA - wszystkie ściany maja mniej więcej podobną twardość. Wyróżnia się pojedyncza ściana w osi X/Y o większej o jedną jednostkę twardości.
Dla PETG - ściany boczne mają podobne twardości, miększa jest ściana górna, twardsza ściana dolna.
DLA ABS - ściana górna i boczne mają podobne twardości, twardsza od nich jest ściana dolna

PLA jest wyraźnie twardsze od PETG i ABS. Dwa ostatnie materiały mają podobną twardość.
Tak jak przewidywałem, kostki charakteryzują się anizotropią. Zależnie od badanej ściany, wyniki twardości są różne. Uważam że "normalne" wartości są odczytywane ze ścian bocznych. Na górze osi Z materiał jest najmniej skompresowany (nie ma już żadnej warstwy wyższej). Na dole natomiast materiał jest wciskany w nierówności blachy malowanej proszkowo (kostki nie mają stopy słonia) a następnie przez cały czas druku są one "wygrzewane" na skutek ciągle działającego grzanego stołu.
Co ciekawe, PETG i ABS mają bardzo zbliżone wyniki, myślałem że różnica między nimi będzie większa (w stronę twardszego PETG).

Do zrobienia - zbadać twardość wszystkich 4 bocznych ścian kostek w celu zbadania wpływu kolejności drukowania ścian.

Zapraszam do dyskusji. Z chęcia odpowiem na wszelkie pytania i wysłucham wszelkich sugestii.

PS: przepraszam za pisanie tego sprawka "na kolanie" w najbliższym czasie raczej krucho u mnie z czasem, a męczył mnie kolega @Stefek96 o te wyniki.

Sposób opisywania wyników - "Metody opracowania i analizy wyników pomiarów K.Kozłowski i R.Zieliński „I Laboratorium z Fizyki część 1” Wydawnictwo PG."

A czy mógłbyś zrobić pomiary twardości materiałów elastycznych tpu, grip, ninjaflex, fiberflex itp. to by mi się bardziej przydało

Gdybym miał kostki lub materiał do ich wydruków to bezproblemowo mógłbym wykonać takie pomiary ale specjalnie dla kilku kostek nie będę kupować szpul

Jeśli w ten sposób to wygląda, mogę podesłać kilka gotowych kostek do testów

denior pisze:A czy mógłbyś zrobić pomiary twardości materiałów elastycznych tpu, grip, ninjaflex, fiberflex itp. to by mi się bardziej przydało

Przecież informacja o twardości gumy jest prawie zawsze podana (albo nie trudno ją znaleźć).

Fiberflex (40D): https://fiberlogy.com/en/fiberlogy-fila ... rflex-40d/

DD TPU (55D): https://devildesign.com/download/TPU_-_ ... oduktu.pdf

Tu masz inne gumy (informacja podana przy każdej pozycji): https://tdi-cad.pl/guma

Wartość koło "D" to liczba stopni shor'a (https://pl.wikipedia.org/wiki/Skala_twa ... %E2%80%99a) - ta sama wartość jaką Pjoter znalazł. Podejrzewam, że m.in. pokusił się o ten test ponieważ informacji o twardości opisanych materiałów w kartach produktu DD oraz Nebula nie ma (przynajmniej nie widziałem).

Chyba, że możliwe jest, że po wydruku te wartości ulegna zmianie i o to pytasz?

Wiesz, nie odrobiłem pracy domowej. Nie sprawdziłem nawet tych kart. A tak jak można zobaczyć, wyniki pomiarowe zależnie od badanej ściany oscylują wokół danej wartości. Mnie nie interesuje twardość kostki która została "wylana" z danego materiału, a twardość kostki WYDRUKOWANEJ.

A w sprawie innych próbek odezwę się dziś na priv

Ale zauważasz jakieś statystycznie istotne różnice pomiędzy filamentem a wydrukiem?

Tzn? Bo nie zrozumiałem. Okazuje się że w kartach charakterystyki nie ma podanych wartości, a ja sam nie mam jak przyrównać do kostki litej, wytworzonej jakąś inną metoda.

Dziękuje Pjoter za opracowanie. Zaskoczony jestem bardzo podobną twardością PET-G a ABS który przecież jest tak cudownie wychwalany i wszyscy chcą tylko z ABS drukować. Zapewne ABS po za twardością ma inne zalety ale tak czy siak jak będę robił jakiś test to będę się wzorował na twoim opracowaniu. Oczywiście wielki plusik leci ^^

Aby testy były poważniejsze to fajnie by było przebadać absy od różnych producentów. Na pewno kwestia domieszek ma wpływa na charakterystykę materiału.

Stefek96 pisze: Zaskoczony jestem bardzo podobną twardością PET-G a ABS który przecież jest tak cudownie wychwalany i wszyscy chcą tylko z ABS drukować. Zapewne ABS po za twardością ma inne zalety ale tak czy siak jak będę robił jakiś test to będę się wzorował na twoim opracowaniu.

Twardość to tylko jeden z parametrów i nie mówi w zasadzie nic o ogólnie rozumianej "wytrzymałości" danego materiału.

Stefek96 pisze:Dziękuje Pjoter za opracowanie. Zaskoczony jestem bardzo podobną twardością PET-G a ABS który przecież jest tak cudownie wychwalany i wszyscy chcą tylko z ABS drukować. Zapewne ABS po za twardością ma inne zalety ale tak czy siak jak będę robił jakiś test to będę się wzorował na twoim opracowaniu. Oczywiście wielki plusik leci ^^

Nie wiem kto wychwala ABS. ABS ma to zaletę że jest bardziej plastyczny i prędzej detal się odkształci niż pęknie, no i wytrzymałościowy na temperaturę.
Ale jeśli coś np. ma być maksymalnie sztywne to najlepszym wyborem jest PLA .

Good job.

Fajna tabelka, ale z chęcią zobaczyłbym wyniki dla różnych temperatur, np. 30, 40C, czy nawet 50C. Też bym spróbował porównania przy kropli oleju w miejscu pomiaru, jako że PLA ma specyficzne właściwości utrudniające obróbkę i te "tarcie" może mieć wpływ.

Co do pomiarów w różnych temp to jeśli znajdę czas w robocie to zrobię. Co do kropli oleju to chyba nie zrozumiałem o co ci chodzi. Na powierzchnię wylać krople oleju i wbijać durometr w miejsce tej kropli?

Tak, dlatego, że PLA klei się do wszystkiego i wgłębnik może być "hamowany" czy też utrudnione wgłębienie przez klejenie materiału i w rzeczywistości wgniatanie większej ilości, szczególnie gdy jest to jakiś stożek, a tak to wygląda na śladach i też pomiar na zasadzie głębokości wgłębienia też mi to sugeruje. Generalnie nie wiem jak ten durometr jest zbudowany, jedynie przypuszczam, ale spodziewam się kilkuprocentowej różnicy w twardości in minus dla PLA, dla ABS i PET ta różnica może być niezauważalna.

"Tire Durometr" - twardościomierz do opon?

FlameRunner pisze: Twardość to tylko jeden z parametrów i nie mówi w zasadzie nic o ogólnie rozumianej "wytrzymałości" danego materiału.

Nie do końca się zgodzę, gdyż pomiar twardości jest jednym z testów oceniającym wytrzymałość badanej próbki, czy to do oceny dostarczonych towarów, czy obrabianych cieplnie wyrobów. Na pewno ma wyraźny związek z wytrzymałością materiału, może mniejszy z granicą plastyczności, czy wytrzymałością zmęczeniową czy udarnością, ale jednak sporo mówi o wytrzymałości bez niszczenia próbki.

Byłbyś w stanie sprawdzić czy/jak bardzo zmienia się twardość PETG w zależności od chłodzenia?

Oczywiście chodzi o to, żeby wystąpiła krystalizacja.

Wysoka temperatura np. 250C i wentylator (chłodzenie na 0% oraz powiedzmy 80%).

Nie wiem ile czasu chcesz temu poświęcić, ale temperaturę oraz wartość procentową chłodzenia możesz dobrać experymentalnie drukując kostkę w trybie wazy i łamiąc ścianki - jedna kostka ma mieć ścianki elastyczne a druga sztywne i kruche.

A to ciekawe. Zrobię z chęcią taki badania. Ale na to musicie mi dać chwilę, teraz jestem zawalony projektami i zleceniami i drukarki mają zajecie

JGFTW pisze:Byłbyś w stanie sprawdzić czy/jak bardzo zmienia się twardość PETG w zależności od chłodzenia?

Oczywiście chodzi o to, żeby wystąpiła krystalizacja.

Wysoka temperatura np. 250C i wentylator (chłodzenie na 0% oraz powiedzmy 80%).

Nie wiem ile czasu chcesz temu poświęcić, ale temperaturę oraz wartość procentową chłodzenia możesz dobrać experymentalnie drukując kostkę w trybie wazy i łamiąc ścianki - jedna kostka ma mieć ścianki elastyczne a druga sztywne i kruche.

Ciekawa teza, chociaż moja praktyka z PET to im niższa temperatura drukowania (i odpowiednio wolniejsze drukowanie dla uzyskania dobrego spojenia między warstwami) to bardziej klarowny wydruk. Nie jestem do końca przekonany że "mętny" kolor wydruku to objaw krystalizacji (przynajmniej w moim rozumieniu pojęcia krystalizacji), raczej drobnych pęknięć w wyniku skoku temperatury przy nakładaniu warstw. Domniemam tak, bo strukturę krystaliczną mają materiały z wyraźną temperaturą topnienia, a nie jak plastiki i szkło, gdzie przejście ze stanu skupienia stałego do ciekłego jest płynne i są to materiały amorficzne. Nawiasem mówiąc szkło w temp. pokojowej też płynie, tylko bardzo wolno - szyby w zabytkowych witrażach i oknach mają większą grubość na dole niż na górze.