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Fabio Trotti
:
Dec 21, 2022
Nella progettazione e nella produzione di componenti in plastica o in stampa 3D, conoscere il comportamento di un materiale alle diverse temperature è fondamentale. Le prove termiche sui materiali polimerici forniscono dati precisi e ripetibili, essenziali per valutare la stabilità dimensionale, la resistenza al calore e le prestazioni meccaniche in condizioni reali di utilizzo.
Tra i test più utilizzati in questo ambito ci sono il test HDT (Heat Deflection Temperature) e il test Vicat, due prove normate e riconosciute a livello internazionale che consentono di quantificare con precisione la temperatura di deformazione e ammorbidimento dei materiali plastici.
Le prove in temperatura sono test normati che servono a descrivere il comportamento termico dei materiali polimerici.
Poiché le proprietà meccaniche dei polimeri variano in modo significativo con la temperatura, questi test permettono di capire a quale punto il materiale inizia a deformarsi o a rammollirsi, fornendo al progettista dati di riferimento utili per la selezione del materiale.
Il test Vicat, normato secondo ISO 306, misura la temperatura di rammollimento di un materiale plastico.
Durante la prova, un ago standardizzato (chiamato punzone) viene spinto verticalmente nel provino con un carico costante, mentre la temperatura aumenta in modo controllato. La temperatura di ammorbidimento Vicat è quella alla quale l’ago penetra di 1 mm nel materiale.
È una prova molto utile per determinare a che temperatura il materiale inizia a perdere rigidità, senza applicare sforzi meccanici significativi.
Nell’immagine si può vedere uno schema dell’apparato di test con evidenziato il punzone che applica il carico al componente (numero 3). A destra è riportato un macchinario di test a 6 stazioni indipendenti.
Il test HDT (Heat Deflection Temperature), definito dalla norma ISO 75, misura invece la temperatura alla quale un materiale si deforma sotto carico.
Il provino, solitamente una bacchetta prismatica, è sottoposto a flessione con carico costante e immerso in un bagno termostatico a temperatura crescente.
La temperatura HDT corrisponde al punto in cui il campione si deforma di 0,25 mm (pari a circa lo 0,2% di deflessione).
Questo test consente di individuare la temperatura massima di utilizzo sotto sforzo, utile per valutare la stabilità dimensionale di componenti strutturali o funzionali.
Nell’immagine possiamo vedere un provino durante la prova (a sinistra) e a prova conclusa (a destra) dopo una deformazione di 0,25mm.
Nel metodo Vicat, il provino viene posizionato sotto un ago metallico che esercita un carico definito (solitamente 10 N o 50 N) mentre viene riscaldato in un bagno d’olio termostatato a una velocità controllata (tipicamente 50 °C/h o 120 °C/h).
Il test termina quando l’ago penetra 1 mm nella superficie del campione, indicando la temperatura di ammorbidimento Vicat.
Le apparecchiature moderne consentono di eseguire più test simultanei, con stazioni indipendenti per diversi materiali o condizioni di carico.
Nel metodo HDT, il provino è sostenuto su due appoggi e sollecitato da un carico centrale che genera una flessione costante.
Durante la prova, il campione è immerso in un bagno termostatico con riscaldamento uniforme.
La temperatura HDT viene registrata quando la deflessione raggiunge 0,25 mm, valore standard che rappresenta il punto in cui il materiale inizia a cedere.
Esistono tre tipi di prove HDT in base al carico applicato:
HDT A: 1,8 MPa
HDT B: 0,8 MPa
HDT C: 8 MPa
Queste varianti permettono di simulare condizioni di sollecitazione differenti, offrendo dati comparabili e ripetibili tra materiali diversi.
| Caratteristica | Test HDT | Test Vicat |
| Norma di riferimento | ISO 75 | ISO 306 |
| Tipo di sollecitazione | Meccanica (flessione sotto carico) | Penetrazione con carico costante |
| Grandezza misurata | Temperatura di deformazione sotto sforzo | Temperatura di ammorbidimento |
| Applicazione principale | Componenti strutturali, parti caricate | Film, rivestimenti, elementi estetici |
| Risultato | Temperatura di deflessione (°C) | Temperatura di rammollimento (°C) |
In sintesi:
Il test HDT valuta la resistenza del materiale sotto carico meccanico.
I test HDT e Vicat sono fondamentali per chi progetta o lavora componenti in plastica.
Forniscono dati tecnici ripetibili e normati, che permettono di:
Determinare la temperatura di utilizzo sicura di un materiale.
Confrontare in modo oggettivo polimeri diversi.
Prevedere deformazioni o cedimenti termici in fase di esercizio.
Selezionare materiali idonei per ambienti caldi o sottoposti a stress prolungato.
In Weerg, questi test vengono utilizzati per caratterizzare ogni materiale polimerico, creando un benchmark di comportamento termico chiaro e affidabile.
I risultati sono disponibili nelle tabelle comparative dei materiali, per aiutare i progettisti a scegliere in modo consapevole.
I test HDT e Vicat rappresentano due strumenti complementari per la caratterizzazione termica dei materiali plastici.
Grazie a queste prove è possibile prevedere come un componente reagirà al calore, garantendo prestazioni costanti, tolleranze stabili e lunga durata nel tempo.
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