Zugfestigkeit bei Filamenten (Reißfestigkeit)

Zugfestigkeit, Reißfestigkeit

Die Zugfestigkeit ist ein Werkstoffkennwert, der die maximale Zugspannung angibt, die ein Werkstoff aushalten kann, bevor er bricht. Sie wird in Megapascal (MPa) oder Newton pro Quadratmillimeter (N/mm²) gemessen. Die Zugfestigkeit ist ein wichtiger Kennwert für die Beurteilung der Festigkeit eines Werkstoffs. Je höher die Zugfestigkeit, desto widerstandsfähiger ist der Werkstoff gegen Zugkräfte.

Zugfestigkeit verschiedener Materialien

Die Zugfestigkeit für unterschiedliche Materialien variiert stark.

Metalle
Hochfeste Stähle können sehr hohe Zugfestigkeiten haben, oft im Bereich von mehreren hundert MPa.

Baustahl: 310 bis 690 MPa

Legierter Stahl: 1100 bis 1300 MPa

Kohlenstoffnanoröhren: 63.000 MPa

Polymere
Viele Kunststoffe haben im Vergleich zu Metallen eine geringere Zugfestigkeit. Diese kann je nach Polymer im Bereich von wenigen bis zu mehreren Dutzend MPa liegen.

Keramiken und Gläser
Diese Materialien sind im Allgemeinen spröde und können zwar hohe Druckfestigkeiten, aber oft niedrigere Zugfestigkeiten als Metalle oder Polymere haben.

Zugfestigkeit von 3D Druck Filamenten

3D Druck - Zugfestigkeit von 3D Filamenten

Die Zugfestigkeit von 3D-Druck-Filamenten ist eine wichtige Eigenschaft, die das Verhalten des gedruckten Objekts unter Zugbelastung bestimmt. Je höher die Zugfestigkeit, desto widerstandsfähiger ist das Objekt gegen Reißen.

Die Zugfestigkeit von 3D-Druck-Filamenten wird in Megapascal (MPa) gemessen. Ein MPa entspricht der Kraft, die erforderlich ist, um eine Fläche von einem Quadratmillimeter um einen Millimeter zu verlängern.

Die Zugfestigkeit von 3D-Druck-Filamenten variiert je nach Material und Hersteller.

PLA: 30 bis 50 MPa
ABS: 30 bis 60 MPa
PETG: 50 bis 70 MPa
Nylon: 40 bis 80 MPa
TPU: 20 bis 40 MPa

Die Zugfestigkeit eines gedruckten Objekts wird nicht nur durch die Zugfestigkeit des Filaments bestimmt, sondern auch durch die Druckeinstellungen und die Art und Weise, wie das Objekt gedruckt wurde. Ein Objekt mit einer hohen Zugfestigkeit kann durch supoptimale Druckeinstellungen oder durch Überlastung beschädigt werden.

Test der Zugfestigkeit

Während des Tests wird eine Probe, normalerweise in einer standardisierten Form wie einem Zylinder oder einer Stange, an ihren Enden gegriffen und langsam auseinandergezogen, während gleichzeitig die aufgebrachte Kraft und die Dehnung oder Änderung der Länge der Probe gemessen werden. Die Zugfestigkeit ist dann die maximale Kraft, die während dieses Tests aufgebracht wird, geteilt durch den ursprünglichen Querschnitt der Probe. Das Ergebnis dieses Tests wird oft in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm dargestellt, das die Beziehung zwischen diesen beiden Parametern zeigt.

Zusammenfassung

Die Zugfestigkeit ist ein Materialparameter, der die maximale Spannung beschreibt, die ein Material ertragen kann, wenn es in Zugrichtung belastet wird, bevor es versagt oder bricht. Sie wird in der Regel in Einheiten wie Megapascal (MPa) oder Newton pro Quadratmillimeter (N/mm²) angegeben.

Die Kenntnis der Zugfestigkeit eines Materials ist in vielen technischen und bautechnischen Anwendungen entscheidend, da sie angibt, wie viel Zugspannung ein Material aushalten kann, bevor es versagt. Es hilft Ingenieuren und Designern zu bestimmen, ob ein bestimmtes Material für eine bestimmte Anwendung geeignet ist, insbesondere wenn Zugbelastungen erwartet werden.