选择带切割模具的实验室压力机而非激光方法的首要原因是消除热缺陷的引入。激光利用热量来切割材料，而实验室压力机则采用机械力，确保样品在制备阶段在化学和物理上保持不变。
您的机械测试数据的完整性取决于样品的“历史”。机械切割可避免热应力和边缘退化，防止出现会使 ASTM D638 等标准不合规的人为断裂点。
保持材料完整性
消除热历史
实验室压力机最关键的优势是无热量。激光切割会在样品周边固有地产生一个热影响区 (HAZ)。
对于聚酰胺 12 等热塑性塑料，这种局部加热会改变晶体结构或降解聚合物链。机械压力机在环境温度下切割材料，确保您测试的性能是材料固有的，而不是切割过程的产物。
防止数据偏差
二次激光切割引入的热应力会干扰机械性能测试的准确性。如果样品边缘因受热而变脆或软化，拉伸测试结果将反映受损的边缘，而不是主体材料。
使用压力机可确保收集到的应力-应变数据纯粹是材料成分和加工历史的结果，而不是其样品制备的结果。
确保几何精度
处理复杂过渡
拉伸样品需要特定的几何形状，尤其是在夹持部分过渡到标距段的“肩部”区域。激光系统在平滑地跟踪这些复杂过渡时通常会遇到限制。
标准化的切割模具按照精确的规格进行加工。与压力机一起使用时，它每次都能完美地再现这些关键过渡，确保批次中每个样品的几何标准化。
消除边缘应力集中
为了获得有效数据，样品的边缘必须没有毛刺、毛边或不规则。补充参考资料指出，专用冲压可实现整洁无损的边缘。
拉伸条边缘的任何缺陷都会充当应力集中器，导致样品过早或不可预测地失效。机械切割可产生干净、均匀的边缘，防止这些诱导失效。
理解权衡
手动方法的风险
虽然机械切割在此应用中优于激光切割，但为了有效，必须通过压力机进行自动化。手动切割会产生不规则的边缘和毛刺，这对数据质量的危害与热应力一样大。
模具维护和磨损
机械精度的“成本”是工具的维护。与非接触式激光不同，切割模具会随着时间的推移而变钝。
然而，对于表征的特定目标，这种权衡是必要的。使用钝模具比使用激光更好，但锋利、标准化的模具是确保完全符合国际标准的唯一方法。
根据您的目标做出正确的选择
为确保您的聚酰胺 12 测试产生可操作、可辩护的数据，请考虑以下优先事项：
- 如果您的主要重点是数据准确性：使用实验室压力机避免热应力，热应力会在样品中产生虚假的断裂点。
- 如果您的主要重点是合规性：使用标准化模具，确保边缘质量符合 ASTM D638 等严格标准，避免因应力集中而被拒绝。
在精密材料测试中，样品制备方法与测试本身同等重要；机械隔离是保证数据真实性的唯一方法。
摘要表：
| 特征 | 机械压力机和切割模具 | 激光成型/切割 |
|---|---|---|
| 热影响 | 零 (环境温度) | 高 (热影响区) |
| 边缘质量 | 干净、均匀、无毛刺 | 潜在熔化或炭化 |
| 材料完整性 | 保持晶体结构 | 存在聚合物链降解风险 |
| 数据准确性 | 高 (消除伪影) | 较低 (热应力引起的偏差) |
| 几何形状 | 通过模具完美标准化 | 基于光束焦点可变 |
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参考文献
- Yunus Kutlu, Andreas Ostendorf. Optimizing directed energy deposition of polymers through melt pool temperature control: impact on physical properties of polyamide 12 parts. DOI: 10.1007/s40964-024-00588-y
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
