Por que a ficha técnica mostra uma resistência ao impacto tão alta, mas na realidade... o produto quebra facilmente quando cai?

Um dos momentos mais frustrantes para os engenheiros durante a seleção do material é quando a resistência ao impacto do entalhe listada na folha de dados é de 50 kJ/m², mas o produto moldado racha no momento em que cai da mesa. Esta enorme discrepância entre “dados em papel” e “desempenho real” não se deve necessariamente à falsificação de dados pelos fabricantes, mas sim porque existem várias lacunas intransponíveis entre o ambiente de laboratório ideal e as complexas condições de trabalho do mundo real. 1. A maldição do espécime entalhado: você antecipou a concentração de estresse? A maioria dos dados de impacto nas fichas técnicas é baseada em amostras entalhadas. No laboratório, o teste de impacto do feixe cantilever (LZOD) pré-retifica um entalhe em V padrão R = 0,25 mm na amostra. Esses dados medem a “resistência à propagação de trincas” do material sob condições de danos conhecidas. Em produtos reais: O projeto estrutural dos produtos costuma ser muito mais complexo do que as amostras de testes de laboratório. Reforços em ângulo reto, pontos de transição sem cantos arredondados ou marcas deixadas por pinos ejetores podem criar pontos de concentração de tensão. Ponto-chave: Se o projeto estrutural do seu produto apresentar falhas, as concentrações de tensão localizada podem exceder em muito a severidade de um entalhe padrão. Neste caso, antes que o material tenha a oportunidade de demonstrar a sua tenacidade, uma fissura já terá se formado instantaneamente. 2. A tenacidade a 23°C é realmente tenacidade? Olhando a ficha técnica de propriedades do material, você descobrirá que a grande maioria dos dados foi medida a 23°C (temperatura ambiente). A "transição vítrea" do material: Muitos materiais poliméricos (como PP e náilon) têm uma "temperatura de transição frágil-dúctil". Condições operacionais reais: Se o seu produto for usado nos invernos do norte (-20°C) ou operar em um ambiente de cadeia de frio, as cadeias moleculares do material ficarão congeladas, incapazes de absorver energia através da deformação. Guia para evitar Ao selecionar materiais, sempre verifique a resistência ao impacto a -30°C. Se os dados de baixa temperatura caírem drasticamente, serão mais frágeis no inverno.

1. Processo de moldagem por injeção: a "tensão interna" invisível As peças de teste na folha de dados de propriedades do material são geralmente produzidas usando moldes padrão sob processos ideais, resultando em um arranjo molecular regular. Efeito de orientação: Durante a moldagem por injeção, a direção do fluxo de fusão faz com que as cadeias moleculares se orientem. Se a porta do seu produto estiver posicionada incorretamente, fazendo com que as cadeias moleculares fiquem em um estado "propenso a rasgar" na direção do estresse, a resistência será significativamente reduzida. Tensão interna residual: O resfriamento rápido e a temperatura irregular do molde podem levar ao acúmulo de tensão interna significativa no produto. Isto é como uma mola tensa; mesmo um leve impacto externo pode causar a explosão da energia interna, resultando em fragilidade e rachaduras. 4. Linhas de solda: os pontos fracos de um produto Os gráficos de cores padrão usados ​​para testes de propriedades físicas geralmente não apresentam linhas de solda. No entanto, em produtos reais, linhas de solda se formarão nos pontos de fusão por onde o fundido flui, onde quer que existam aberturas ou múltiplos pontos de injeção. As cadeias moleculares aqui não estão totalmente entrelaçadas e a resistência é normalmente de apenas 40% a 60% da resistência da matriz. Se o ponto de impacto durante uma queda estiver próximo à linha de solda, o produto será separado como um zíper.

Como evitar a "armadilha de fratura frágil" durante a seleção do produto? 1. Considere "sem entalhe" versus "entalhado": Se a superfície do produto for lisa, consulte o teste de impacto sem entalhe; se houver uma estrutura complexa, deve-se considerar o teste de impacto entalhado. 2. Concentre-se em "múltiplos pontos de dados": Encontre comparações em diferentes temperaturas (23°C vs. -30°C). 3. Simulação estrutural: Use o software CAE durante a fase de projeto para analisar pontos de concentração de tensão e adicionar ângulos de raio necessários. Agradecemos suas dúvidas: kawan@anheda.cn/WhatsApp +8613631396593.