En el diseño y la producción de componentes plásticos o fabricados mediante impresión 3D, conocer el comportamiento de un material a diferentes temperaturas es fundamental.
Las pruebas térmicas de materiales poliméricos proporcionan datos precisos y repetibles, esenciales para evaluar la estabilidad dimensional, la resistencia al calor y el rendimiento mecánico en condiciones reales de uso.
Entre los ensayos más utilizados se encuentran el HDT (Heat Deflection Temperature) y el Vicat, dos pruebas normalizadas y reconocidas internacionalmente que permiten determinar con precisión la temperatura de deformación y reblandecimiento de los materiales plásticos.
Las pruebas térmicas son ensayos estandarizados que describen el comportamiento térmico de los polímeros.
Dado que las propiedades mecánicas de los plásticos pueden variar significativamente con la temperatura, estas pruebas permiten identificar en qué punto el material comienza a deformarse o ablandarse, proporcionando al diseñador datos de referencia útiles para la selección del material.
El ensayo Vicat, regulado por la norma ISO 306, mide la temperatura de reblandecimiento de un material plástico.
Durante la prueba, una aguja estandarizada (punzón) se introduce verticalmente en la probeta bajo una carga constante, mientras la temperatura aumenta de manera controlada.
La temperatura Vicat se define como la temperatura a la cual la aguja penetra 1 mm en el material.
Esta prueba es muy útil para determinar la temperatura a la que el material empieza a perder rigidez, sin aplicar esfuerzos mecánicos significativos.
En la imagen se puede ver un esquema del aparato de ensayo con el punzón que aplica la carga al componente resaltado con el número 3. A la derecha se puede ver una máquina de ensayo con 6 estaciones independientes.
El ensayo HDT (Heat Deflection Temperature), descrito en la norma ISO 75, mide la temperatura a la cual un material se deforma bajo carga.
La probeta, generalmente una barra prismática, se somete a flexión con carga constante e inmersión en un baño termostático con temperatura ascendente.
La temperatura HDT se alcanza cuando el espécimen se deforma 0,25 mm, equivalente a una deflexión del 0,2 %.
Este test permite determinar la temperatura máxima de uso bajo carga, útil para evaluar la estabilidad dimensional de piezas estructurales o funcionales.
En la imagen podemos ver una probeta durante el ensayo (izquierda) y al final del mismo (derecha) tras una deformación de 0,25 mm. Existen 3 ensayos diferentes denominados A - B - C según las cargas a las que se somete la probeta, respectivamente 1,8 MPa - 0,8 MPa - 8 MPa.
En el método Vicat, la probeta se coloca bajo una aguja metálica que aplica una carga definida (normalmente 10 N o 50 N) mientras se calienta en un baño de aceite termostatado a una velocidad controlada (50 °C/h o 120 °C/h).
El ensayo termina cuando la aguja penetra 1 mm en la superficie del material, lo que indica la temperatura de reblandecimiento Vicat.
Los equipos modernos permiten realizar varias pruebas simultáneamente mediante estaciones independientes.
En el método HDT, la probeta se apoya en dos puntos y se somete a una carga central constante que genera flexión.
Durante la prueba, el material se calienta uniformemente en un baño termostático.
La temperatura HDT se registra cuando la deflexión alcanza 0,25 mm, valor estándar que representa el punto de inicio de la deformación.
Existen tres tipos de ensayos HDT según la carga aplicada:
HDT A: 1,8 MPa
HDT B: 0,8 MPa
HDT C: 8 MPa
Estas configuraciones permiten simular diferentes condiciones de esfuerzo y ofrecen datos comparables y repetibles entre materiales distintos.
| Característica | Ensayo HDT | Ensayo Vicat |
| Norma de referencia | ISO 75 | ISO 306 |
| Tipo de esfuerzo | Mecánico (flexión bajo carga) | Penetración con carga constante |
| Qué mide | Temperatura de deformación bajo carga | Temperatura de reblandecimiento |
| Aplicación principal | Piezas estructurales o cargadas | Películas, recubrimientos, piezas estéticas |
| Resultado | Temperatura de deflexión (°C) | Temperatura de reblandecimiento (°C) |
En resumen:
El ensayo HDT evalúa la resistencia térmica bajo carga mecánica.
El ensayo Vicat mide el reblandecimiento térmico sin carga significativa.
Los ensayos HDT y Vicat son fundamentales en la selección y caracterización de polímeros.
Aportan datos técnicos fiables y normalizados, que permiten:
Determinar la temperatura de servicio segura de un material.
Comparar objetivamente diferentes polímeros.
Predecir deformaciones o fallos térmicos en condiciones reales.
Seleccionar el material adecuado para entornos de alta temperatura o esfuerzo prolongado.
En Weerg, estas pruebas se realizan para caracterizar todos los materiales poliméricos, generando un referente térmico (benchmark) que permite comparar su comportamiento de forma clara y precisa.
Los resultados se presentan en tablas comparativas de materiales para facilitar la elección del material más apropiado para cada proyecto.
Los ensayos HDT y Vicat son herramientas complementarias e indispensables para la caracterización térmica de materiales plásticos.
Gracias a ellos es posible prever cómo reaccionará un componente al calor, garantizando rendimiento constante, tolerancias estables y durabilidad en el tiempo.
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