光敏樹脂應力應變特性說明

 


 

某一種特定材料的應力與應變關係稱為該材料的應力-應變曲線(stress-strain curve)。每一種材料都有唯一的應力-應變曲線,該曲線可以通過記錄材料在不同的拉伸和壓縮載入(應力)下的形變(應變)來獲得。


一般而言,有關任何變形下,應力和應變的關係都可以視為是應力-應變曲線。在拉伸試驗下,記錄不同應變下,材料應力的變化,一直到材料斷裂為止,描繪其曲線,即為應力-應變曲線。

一般而言,曲線的橫坐標(x軸)是應變,縱坐標(y軸)是外加的應力。為了工程的需求,一般會假設材料在整個拉伸過程中,其截面積不會變化,不過在變形過程中,截面積也會略為變小。在假設截面積不變的條件下所畫的應力-應變曲線稱為“工程應力-應變曲線”,考慮真正截面積變化的應力-應變曲線稱為“真應力-應變曲線”。


應力-應變曲線同樣適用於光敏樹脂材料,這條曲線也提供了很多材料的特性,例如:


彈性模量——單向應力狀態下應力除以該方向的應變
屈服強度(彈力極限)——材料開始產生塑性變形(永久變形)的應力值
屈服點延伸率 ——熱塑性材料或熱固性材料在屈服點上的變形
極限拉伸強度——物體在外力作用下發生破壞時出現的最大應力
斷裂延伸率 ——受外力作用至拉斷時,拉伸前後的伸長長度與拉伸前長度的比值

 

特別是對於功能性和原型樹脂,瞭解材料特性以及正確的曝光時間是選擇合適原材料的重要前提。曲線的形狀反應材料在外力作用下發生的脆性、塑性、屈服、斷裂等各種形變過程,可以看出材料是脆性材料還是延展性材料。


很多時候,我們需要列印件能夠承受較高應力或較大應變也不易發生脆性斷裂,這也就是所謂的韌性。韌性表示材料在塑性變形和破裂過程中吸收能量的能力。韌性越好,則發生脆性斷裂的可能性越小。


韌性也被定義為應力-應變曲線下的面積。韌性材料通常具有良好的強度(材料所能承受的應力)和延展性(延伸率或應變百分率)的平衡。正因為如此,韌性材料的應力-應變曲線下的面積比低延伸率的強韌材料下的面積大得多。


韌性樹脂更耐用、適應性更強、抗衝擊更好,能承受高應力或應變,可用於製造承受強大抗衝擊的堅固原型,也可以用於搭接接頭,活動鉸鏈和零件。