К содержанию

Образцы для испытаний: лопатки на растяжение и изгиб из печатных материалов

Чтобы знать, какую нагрузку выдержит напечатанная деталь, нужны испытания. Для них печатают стандартные образцы. Рассказываем, какие формы и размеры использовать и как сравнивать результаты.

Обновлено 28.10.2026

Печатная деталь прочнее или слабее литой — зависит от режима, ориентации и материала. Паспортные данные на катушках относятся к идеальным образцам, а реальная деталь с другим заполнением и направлением слоёв ведёт себя иначе. Образцы показывают, чего ждать именно от вашего режима.

Стандартные формы

Лопатка на растяжение. Тип 1A по ISO 527: общая длина 170 мм, ширина рабочей части 10 мм, толщина 4 мм. Малые лопатки (тип 5A) 75 мм длиной помещаются на стол любого принтера.

Брусок на изгиб. 80×10×4 мм, нагружается в трёхточечной схеме с расстоянием между опорами 64 мм.

Образец на удар Шарпи. 80×10×4 мм с надрезом 2 мм.

Диск для твёрдости. 50 мм диаметром и 6 мм толщиной.

Для лабораторных работ студентов берут упрощённые образцы без стандартных надрезов, но с постоянными размерами.

Ориентация и анизотропия

ПоложениеНагрузка относительно слоёвРезультат
Лёжа, вдоль Xвдоль слоёвмаксимальная прочность
На боку, вдоль Yвдоль слоёвнемного ниже
Стоя, по Zпоперёк слоёвна 30–50 % слабее

Разница между направлением X и Z показывает качество межслойной связи. Для ABS и нейлона она меньше, для PLA и PETG при низкой температуре заметна сильнее.

Параметры печати

В отчёте указывают: материал и марку, диаметр сопла, высоту слоя, температуру сопла и стола, скорость, число периметров, заполнение и узор, ориентацию на столе, режим охлаждения, условия хранения нити. Без этого результаты нельзя повторить.

Типичный режим для PETG: сопло 0,4 мм, слой 0,2 мм, 240 °C, стол 80 °C, 3 периметра, заполнение 100 %, скорость 40 мм/с.

Подготовка

  1. Высушить нить по рекомендациям.
  2. Напечатать пробный образец и проверить размеры штангенциркулем: допуск ±0,1 мм на ширине.
  3. Напечатать серию (5–10 штук) подряд в одном режиме.
  4. Маркировать образцы: материал, ориентация, номер.
  5. Выдержать 24 часа в нормальных условиях перед испытанием.

Что измеряют

  • Предел прочности — максимальное напряжение до разрыва, МПа.
  • Модуль упругости — жёсткость, ГПа.
  • Относительное удлинение — насколько растягивается до разрыва, %.
  • Прочность на изгиб — МПа.
  • Ударная вязкость — кДж/м².

Типичные значения для FDM (заполнение 100 %, вдоль слоёв): PLA 45–55 МПа, PETG 40–50, ABS 30–40, нейлон 40–60, нейлон с карбоном 70–90.

Примеры учебных работ

  1. Сравнить прочность образцов с заполнением 20, 50 и 100 %.
  2. Определить влияние высоты слоя 0,1, 0,2 и 0,3 мм.
  3. Найти разницу по ориентации X, Y, Z.
  4. Сопоставить PLA, PETG, ABS, нейлон.
  5. Проверить эффект отжига на термостойкость.

Студенты строят графики, считают среднее и разброс, обсуждают причины различий.

Простые испытания без разрывной машины

Для оценки на изгиб подойдёт стенд из двух опор и груза на подвесе. Образец кладут на опоры, постепенно добавляют груз и замеряют прогиб линейкой. Расчёт напряжения по формуле для трёхточечного изгиба даёт сопоставимые значения. Точность ниже лабораторной, но для сравнения режимов достаточна.

Типичные ошибки при подготовке образцов

Разные катушки в одной серии. Если половину образцов печатали из одной партии нити, половину из другой, разброс результатов вырастает вдвое: разные красители и влажность дают разную прочность. Берите все образцы из одной катушки и сушите её перед началом.

Печать в разные дни. Температура в помещении, влажность и износ сопла меняются. Серию лучше печатать за один сеанс.

Слишком быстрая печать. Скорость выше 80–100 мм/с снижает прочность связи между слоями. Для образцов, которые сравнивают, режим выбирают медленнее, чем рабочий.

Неправильные размеры. Если ширина рабочей части образца отличается от номинала на 0,3 мм, площадь сечения меняется на 3 %, а вместе с ней и расчёт напряжения. Каждый образец измеряют перед испытанием.

Игнорирование влаги. Нейлон поглощает воду и становится мягче: образцы сухие и влажные показывают разные цифры. Указывайте состояние в отчёте.

Как оформить результаты

Для каждого режима записывают среднее, разброс и число образцов. Рисуют диаграмму «напряжение — деформация» для типичного образца и столбчатый график для сравнения материалов. В выводах отмечают, при каком заполнении и ориентации прочность достаточна для конкретной детали. Такая таблица превращается в справочник для вашей мастерской и помогает не повторять испытания каждый раз.

Если нужно сделать

Печатаем серии образцов по вашим размерам и режимам: материалы, ориентации, заполнения. Подробнее — на странице прототипирования; подойдут нейлон, PETG и другие пластики, цену посчитает калькулятор.

Частые вопросы

Какие образцы печатают для испытаний пластика?
Лопатки на растяжение (по типу ISO 527 или ASTM D638), бруски на изгиб (ISO 178, ASTM D790), образцы на удар (Шарпи, Изод), диски для твёрдости. Размеры берут из стандарта.
Сколько образцов нужно для одного режима?
Минимум 5, лучше 10: у печатных образцов разброс выше, чем у литых. Среднее и разброс показывают надёжность режима.
Как ориентировать образцы на столе?
В трёх положениях: вдоль оси X (лёжа), вдоль Y и стоя по Z. Результаты показывают анизотропию: прочность вдоль слоёв выше, чем поперёк.
Можно ли использовать образцы для сравнения материалов?
Да, если печать идёт в одинаковых режимах: сопло, слой, заполнение, температура. Тогда разница отражает материал, а не настройки.
Где испытывают образцы?
На разрывной машине вузовской или промышленной лаборатории. Для грубой оценки подходят грузовой стенд и рычаг с гирями.
Прототипы и производство

Читайте также

3D-печать в образовании: что напечатать для школы, кружка и вуза

Модель, которую можно взять в руки, объясняет тему быстрее рисунка на доске. Разбираем, какие учебные пособия реально напечатать, из какого пластика и что выгоднее: купить принтер или заказывать печать.

Опытный образец для научной группы: как составить задание и уложиться в срок

Эксперимент редко получается с первого раза, и оснастка для него тоже. Рассказываем, как заказать опытный образец, чтобы за две-три итерации получить рабочую версию.

Образец продукта: три уровня прототипа

Слово «прототип» значит разное. Одним нужно проверить, работает ли механизм, другим показать вид на выставке, третьим снять рекламу. Чем раньше вы определите уровень, тем дешевле выйдет образец.

Аппаратный стартап и 3D-печать: четыре версии прототипа до выпуска

У стартапа с физическим продуктом нет времени на ожидание формы за миллионы. Печать позволяет пройти путь от макета до пилотной партии за недели. Показываем стадии, сроки и бюджет.

Набор образцов 3D-печати: как собрать кейс для презентации

Выступая на конференции или показывая возможности печати клиентам, лучше положить образцы в руки, чем показывать слайды. Рассказываем, что должно быть в демонстрационном кейсе.

Масштабная модель для продувки: что учесть при печати

Рекордные автомобили, самолёты и дроны проверяют на моделях задолго до металла. Разбираем, как напечатать модель для аэродинамической трубы, чтобы продувка давала честный результат.

Расчёт заказа

Пришлите модель, фото или идею

Посчитаем стоимость и срок в рабочее время — обычно в течение часа. Нет модели — сделаем по фото, эскизу или образцу.

  • Цена и срок — до запуска, расчёт бесплатный
  • Для серий — образец перед тиражом
  • Счёт и закрывающие документы для компаний
Тираж

НаписатьРассчитать заказ

Рассчитать заказ

  • Расчёт бесплатный
  • Ответ в течение часа
  • Счёт для компаний
Тираж

Несколько изделий? Соберите заказ из каталога — посчитаем всё одним счётом.

Ваш заказ

    Ориентир —

    Точную цену и срок назовём по файлу или фото — бесплатно.

    Оформить заказ →