Οδηγός Αγοράς για Σκληρόμετρα Ελαστικών Shore Durometer

Γενικά για την μέθοδο Shore

Για τη μέτρηση της σκληρότητας ενός συγκεκριμένου είδους καουτσούκ, χρησιμοποιείται μια διεθνώς αποδεκτή συσκευή Durometer. Η σκληρότητα του καουτσούκ είναι μια εξαιρετικά σημαντική παράμετρος η οποία έχει σχέση με την ευκαμψία (ελαστικότητα) του υλικού, καθώς είναι σημαντικό το πόσο βαθιά η συσκευή μέτρησης μπορεί να εισέλθει στην επιφάνεια. Το durometer στην πραγματικότητα βοηθά να μάθουμε πόσο το δοκιμασμένο καουτσούκ μπορεί να αντισταθεί στην πίεση που δέχεται η επιφάνεια του, αλλά δεν βοηθά στο να αποφανθούμε κατά πόσο γρήγορα μπορεί να φθαρεί, να δώσει ρωγμές ή να γρατζουνιστεί.

Το καουτσούκ είναι ένα υλικό που μπορεί να βρεθεί σε ένα ευρύ φάσμα προϊόντων, δηλ. Ελαστικά υλικά στη βιομηχανική παραγωγή, ελαστικά αυτοκινήτων, σκεύη κουζίνας, πέλματα υποδημάτων, διαφορετικά πολυμερή, κλπ.

Το αποτέλεσμα της μέτρησης εξαρτάται επίσης όχι μόνο από το ίδιο το υλικό αλλά και από το μέγεθος του διεισδυτή που διεισδύει στην επιφάνεια και η διάρκεια της δοκιμής, καθώς η σκληρότητα στην αρχή μπορεί να είναι διαφορετική από το αποτέλεσμα που προκύπτει μετά την εσοχή στην επιφάνεια και την παραμονή του μέσα στο υλικό. Για πιο ακριβή αποτελέσματα η επιφάνεια θα πρέπει να είναι επίπεδη.

Υπάρχουν κυρίως δύο κλίμακες που χρησιμοποιούνται για μετρήσεις ελαστικών η Shore Α που είναι κατάλληλη για μαλακά ελαστομερή και η Shore D για σκληρότερα..

Υπάρχει μια ακόμη κλίμακα, η Shore O, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολύ μαλακά υλικά.

Οι αριθμητικές τιμές για τις παραπάνω κλίμακες κυμαίνονται από 0 έως 100 αλλά αλληλεπικαλύπτονται, όπως φαίνεται και στον πίνακα 1.

Το δείγμα του οποίου δοκιμάζεται η επιφάνεια πρέπει να έχει ένα ορισμένο πάχος (τουλάχιστον 6,4 mm).

ΠΙΝΑΚΑΣ 1: Μέθοδος Shore/Δύναμη ελατηρίου/ Τύπος διεισδυτή/Πάχος δοκιμίου/Εύρος μέτρησης

Η τιμή σκληρότητας Shore μπορεί να κυμαίνεται από 0 έως 100. Η μέγιστη διείσδυση για κάθε κλίμακα είναι 0,097-0,1 ίντσες (2,5-2,54 mm). Αυτή η τιμή αντιστοιχεί στην ελάχιστη σκληρότητα Shore: 0. Η μέγιστη τιμή σκληρότητας 100 αντιστοιχεί σε μηδενική διείσδυση.

Η σκληρότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη διείσδυση και εξαρτάται από την ελαστικότητα και την ιξωδο-ελαστική συμπεριφορά του υλικού. Η γεωμετρία του διεισδυτή και η εφαρμοζόμενη δύναμη επηρεάζουν τις μετρήσεις έτσι ώστε να μην υπάρχει μια απλή σχέση μεταξύ των μετρήσεων που λαμβάνονται με ένα τύπο σκληρομέτρου και εκείνων που λαμβάνονται με άλλο τύπο σκληρομέτρου ή άλλα όργανα που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση σκληρότητας.

Αρχή λειτουργίας

Για να γίνει κατανοητός ο πίνακας 1. Θα πρέπει να δούμε λίγα πράγματα για το πώς δουλεύει το σκληρόμετρο Shore. Η αρχή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της σκληρότητας βασίζεται στη μέτρηση της δύναμης αντίστασης της διείσδυσης ενός πείρου στο υλικό δοκιμής υπό ένα γνωστό φορτίο σε ελατήριο. Η τιμή διείσδυσης (μέγιστο 2,5 mm) μετατρέπεται σε ανάγνωση σκληρότητας σε κλίμακα με 100 μονάδες.Η μετρηθείσα σκληρότητα καθορίζεται από το βάθος διείσδυσης του διεισδυτή υπό ένα φορτίο. Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται οι δυνάμεις που εμφανίζονται κατά την διείσδυση του πείρου στην επιφάνεια του δοκιμίου.

Εικόνα 2: Αρχή λειτουργίας σκληρόμετρου με τη μέθοδο Shore.

Σύμφωνα με το πρότυπο ASTM D 2240, οι αναγνώσεις κάτω των 10 και πάνω από 90 δεν πρέπει να θεωρούνται αξιόπιστες και πρέπει να απορρίπτονται. Επομένως, είναι σημαντικό να επιλέξουμε την κατάλληλη κλίμακα που θα παρέχει αποτελέσματα μεταξύ 10-90 μονάδων.

Εφαρμογές

Εικόνα 3 : Κλίμακες σκληρότητας Shore για διάφορα εμπορικά υλικά.

ΠΙΝΑΚΑΣ 2: Υλικά και αντίστοιχες μέθοδοι Shore για τον υπολογισμό της σκληρότητας στους.