Prova Charpy, un impact test per la stampa 3D

Impact test con il pendolo di Charpy

L’esigenza di avere dati certi derivanti da prove ripetibili e che possono essere usati dai progettisti per la scelta del materiale è la principale motivazione per cui nel tempo si sono sviluppati una serie di test normati per caratterizzare i materiali.

Che cos’è la prova d’impatto?

Una di queste tipologie di test riguarda le prove ad impatto. Esse mirano a determinare se un materiale ha un comportamento fragile o duttile e in che misura. La tipologia fragile avrà una rottura netta e durante il cedimento assorbirà una quantità limitata di energia, mentre un materiale duttile si deformerà sia elasticamente che plasticamente dissipando parte dell’energia d’impatto.

La resistenza agli urti è una proprietà che non ha un valore univoco per ogni materiale, in quanto può variare anche considerevolmente in base alla temperatura di esercizio dell’oggetto. E’ interessante quindi indagare i vari comportamenti del materiale a diverse temperature per costruire un grafico e comprendere gli intervalli di temperatura di utilizzo ammissibili.

Come si esegue il test?

Le prove vengono eseguite con una strumentazione dotata di una mazza calibrata che ruotando colpisce il provino con una quantità di energia nota (proporzionale al peso della mazza e dall’altezza di partenza). L’energia dissipata viene misurata con l’angolo di risalita della mazza dopo l’impatto, maggiore sarà l’angolo, minore sarà l’energia dissipata. Nell’immagine sottostante possiamo vedere la macchina di test in uso presso Weerg, pronta per eseguire il test su un provino di PA12 realizzato in stampa 3D HP MJF.​​

Che campioni si usano?

Esistono diversi approcci all’esecuzione di questi test e i due più diffusi sono:

Test Charpy - Standard ISO 179

Test Izod - Standard ISO 180

Nella seguente immagine sono mostrate le due diverse configurazioni. Presso Weerg tutti i test vengono eseguiti con l’approccio Charpy seguendo le normative, in modo da avere dati uniformi e confrontabili sia tra i diversi materiali disponibili nel nostro portfolio che materiali prodotti con altre tecnologie. Questo permette anche ai progettisti di avere un’idea più chiara delle possibilità applicative dei materiali processati con tecnologie additive, che sempre più spesso si stanno sostituendo alle tecnologie produttive tradizionali.