Perché due gradi con la stessa designazione PA6 GF30 variano di oltre il 15% a trazione

Panoramica: il nome del grado non è una specifica

Le plastiche tecniche non hanno una regola unificata di nomenclatura dei gradi. Nella denominazione "PA6 GF30" solo due cose sono concordate: la resina base è PA6 e il tenore di fibra di vetro è di circa il 30%.

Almeno quattro elementi non sono concordati:

• se la fibra di vetro è lunga o corta e quale lunghezza resta dopo la granulazione;
• quale sistema di agente di accoppiamento lega la fibra alla resina e quale è la resistenza dell'interfaccia;
• quale è la massa molare e il grado di viscosità della resina base PA6;
• se i valori sono stati misurati su provino secco o condizionato, e a quale temperatura.

Una qualsiasi di queste quattro variabili, se diversa, produce una differenza visibile nella trazione misurata. Con tutte e quattro sommate, una differenza superiore al 15% è normale; che non compaia è ciò che deve farvi chiedere se i dati sono corretti.

Per questo mettere a confronto due schede tecniche che entrambe dicono "PA6 GF30" e comparare i numeri è già un procedimento sbagliato: credete di confrontare la stessa cosa, mentre in realtà state confrontando due sezioni di formulazioni diverse.

Le quattro fonti della differenza

Le quattro variabili aperte spiegano praticamente tutta la differenza osservata fra gradi con lo stesso nome.

1. Ritenzione della lunghezza della fibra: la fibra viene tagliata sia nella granulazione sia nello stampaggio a iniezione. La lunghezza conservata determina l'efficienza del rinforzo: con lo stesso 30% di fibra, una lunghezza conservata maggiore significa trazione e modulo a flessione una classe più alti; tagliata troppo corta, il rinforzo perde efficienza e il materiale si comporta come "PA6 con il 30% di polvere di vetro". Questa voce normalmente non compare nella scheda tecnica. Ciò che potete chiedere al fornitore è se ha misurato la distribuzione della lunghezza della fibra all'interno del pezzo stampato.
2. Legame interfacciale (agente di accoppiamento): il legame fra fibra e PA6 dipende dall'agente di accoppiamento. Se l'interfaccia è debole, la tensione non si trasferisce alla fibra e il rinforzo non si manifesta. L'effetto sulla resistenza all'urto è più visibile di quello sulla trazione, soprattutto a bassa temperatura. Un caso frequente: due gradi con urto a 23 degrees C vicini, ma con urto a -30 degrees C diverso di un fattore due - è la differenza del sistema interfacciale amplificata dal freddo.
3. Massa molare e grado di viscosità della resina base: all'interno dello stesso PA6, gradi di viscosità diversi (che corrispondono a masse molari diverse) hanno resistenza della matrice, fluidità e tenacità diverse. Una matrice ad alta viscosità è tenace ma difficile da lavorare; una matrice a bassa viscosità si lavora bene ma perde tenacità. Questa voce procede insieme all'indice di fluidità (MFR / MI): un MFR alto indica di norma una resina base a bassa viscosità. Se l'MFR delle due schede tecniche diverge molto, le proprietà meccaniche non sono allo stesso livello, anche se il tenore di fibra dichiarato è identico.
4. Condizioni di prova e stato del provino: è la voce che più produce "numeri che non tornano". Tre variabili devono essere allineate:

• Stato del provino: il PA6 assorbe umidità. Fra lo stato secco (appena stampato) e quello condizionato (equilibrato a 23 degrees C / 50% UR) è frequente una differenza di oltre il 30% nella trazione, mentre la resistenza all'urto varia in senso opposto. Un valore senza l'indicazione dello stato nella scheda tecnica non è confrontabile.
• Temperatura di prova: urto con intaglio a 23 degrees C e a -30 degrees C sono due grandezze distinte. L'impiego a bassa temperatura richiede dati a bassa temperatura.
• Condizione di carico dell'HDT: la temperatura di inflessione sotto carico è misurata a 0,45 MPa e a 1,80 MPa; lo stesso materiale presenta di norma un valore di 20-40 degrees C più basso a 1,80 MPa. Sono confrontabili solo i valori rilevati con lo stesso carico.

Cosa significa in pratica il 15%

Il 15% non è una tolleranza. È un'osservazione misurata fra formulazioni diverse che circolano sotto lo stesso nome di grado.

Cosa significa in pratica: ricevendo una scheda tecnica che dichiara "resistenza a trazione 180 MPa", non potete concludere che "il materiale che comprerò avrà 180 MPa", né che "qualunque materiale etichettato 180 MPa possa sostituirlo". Il valore reale cade entro un intervallo, e l'ampiezza di tale intervallo può superare il 15%.

Cosa rappresenta questo intervallo dipende dal pezzo:

• Particolari senza funzione strutturale, con margine di progetto: una differenza del 15% viene normalmente assorbita dal margine, senza effetti sull'impiego.
• Particolari strutturali dimensionati sul limite inferiore di resistenza: la verifica va fatta con il valore misurato inferiore, non con il valore tipico della scheda tecnica.
• Attrezzatura già esistente, con dimensioni definite: qui conta più della resistenza il ritiro - una differenza dello 0,2% nel ritiro può portare un pezzo grande fuori tolleranza.

Costanza fra lotti: dove si fallisce più spesso che nelle differenze fra gradi

La differenza fra gradi è statica: una misurazione la risolve. La differenza fra lotti è dinamica: emerge di norma al terzo o al quinto lotto.

Per valutare la capacità di controllo dei lotti di un fornitore osservate tre elementi:

1. se ogni lotto è accompagnato da un COA, e non una sola volta nella fase di campionatura - in produzione di serie ogni lotto deve avere il proprio;
2. se i valori nel COA sono valori misurati o "valori di riferimento": solo il valore misurato è tracciabile fino al lotto;
3. se esiste un intervallo concordato per la variabilità fra lotti: indice di fluidità, contenuto di ceneri e differenza di colore sono le tre voci di controllo essenziali, e la modalità di controllo va concordata in fase di offerta, non lasciata come "più o meno uguale".

Nei nostri compound le voci di controllo fra lotti sono l'indice di fluidità, il contenuto di ceneri (sistemi caricati e rinforzati) e la differenza di colore; ogni lotto spedito esce con il COA dei valori misurati. Il sistema di gestione è certificato secondo ISO 9001, ISO 14001 e IATF 16949.

L'intervallo numerico specifico della variabilità fra lotti è ancora da confermare: non pubblichiamo un numero da catalogo prima di disporre della statistica misurata. Ciò che forniamo, in alternativa, è il confronto dei COA di lotti recenti consecutivi, che consente all'acquirente di verificare direttamente la dispersione reale.

Quattro verifiche che l'acquirente può fare autonomamente

Non serve un laboratorio dedicato per eseguire le quattro verifiche che seguono.

1. Misurare di nuovo con le condizioni allineate: misurare i due materiali secondo la stessa norma, con lo stesso stato del provino e alla stessa temperatura. Questa fase elimina le "differenze false".
2. Misurare il pezzo, non il granulato: misurare le proprietà dopo lo stampaggio del pezzo reale. Un granulato con buoni dati non significa un pezzo con buone prestazioni.
3. Conservare un campione di riferimento: trattenere il campione del primo lotto e confrontarlo con i lotti successivi nelle stesse condizioni. È il modo più economico di individuare la deriva fra lotti.
4. Verificare tre lotti consecutivi: un lotto isolato con buoni dati non prova nulla; sono tre lotti consecutivi stabili a valere come approvazione.

Per richiedere i COA di lotti recenti di un grado specifico, parlate con il nostro team tecnico.

Fonte dei dati e limiti

Ogni confronto di proprietà richiede una fonte dichiarata e un limite dichiarato.

Più informazioni su documenti di certificazione e dichiarazioni di conformità: domande frequenti sulla fornitura di compound.