Дурометр объяснен: практическое руководство по твердости пластиков и эластомеров

Опубликовано 23 мая 2023 года

В начале любого проекта разработки инженеры и продуктовые команды должны изучить механический профиль каждого кандидат-материала. Помимо базовых физических, химических и механических даташитов, факторы вроде экологической устойчивости и долгосрочной долговечности также формируют производительность. Голística оценка ведет к более качественным продуктам и более жестким графикам и бюджетам.

Для пластиков дурометр — или дурометр Шора — предоставляет ключевой показатель твердости материала. Ниже — краткий праймер, оснащающий инженеров и продуктовые команды основными инсайтами.

Что такое дурометр?

Дурометр — индустриально-стандартная метрика для количественной оценки твердости эластомеров и пластиков. Он отражает, насколько материал устойчив к деформации при воздействии вдавливания или абразии.

Для получения показания дурометра, простой ручной тестер — напоминающий круглый манометр шины с калиброванной пружинной иглой — вдавливается в материал до предела. Глубина проникновения напрямую транслируется в число на выбранной шкале Шора.

Хотя диапазон дурометра охватывает 0–100, он безразмерен; значения чисто сравнительны в пределах одной шкалы. Ниже значения обозначают более мягкие материалы, выше — более твердые. Например, 90A полиуретановая трубка заметно жестче 70A трубки.

Разные шкалы Шора были разработаны для предоставления общей референции инженерам. Три наиболее часто используемые шкалы — Shore 00, Shore A и Shore D. Shore 00 захватывает мягкость гелей и очень мягких резинов; Shore A охватывает спектр от очень мягких до твердых гибких резинов; Shore D зарезервирован для твердых резинов и жестких пластиков.

Дурометр не равен гибкости; это косвенная мера жесткости. Он дает быстрое ощущение ощущения материала, но не может предсказать точный изгиб или сгиб готовой детали. Более того, числа на разных шкалах Шора не взаимозаменяемы.

Например, 80 по Shore 00 ощущается как ластик карандаша, в то время как 80 по Shore D сравним со строительной каской. Идентичное числовое значение маскирует совершенно разные физические свойства, подчеркивая, почему сравнения должны оставаться в пределах одной шкалы.

Как твердость дурометра учитывается в выборе материала

Выбор материала начинается с предполагаемого конечного использования и спецификаций проекта. Эти критерии обрезают список кандидатов и указывают, какая шкала Шора релевантна. Для несущих нагрузку деталей, которые должны удерживать вес во времени, дизайнеры должны пропустить Shore 00 и сфокусироваться на материалах Shore A в диапазоне 70–100 или полном спектре Shore D.

Твердость должна взвешиваться против стоимости и производственной реализуемости. Хотя более твердые сплавы могут нести более высокие материальные или обработочные расходы, постобработочные техники закалки могут повысить конечный дурометр без компрометации легкости обработки.

Твердость одна не предсказывает прочность, коррозионную стойкость или уплотняющую способность. Данные жесткости и модуля сжатия дают более ясную картину уплотняющей производительности резины, чем значения дурометра.

Тщательный аудит материала должен оценивать плотность, дефлекцию силы сжатия, приложенную силу, толщину и дурометр для обеспечения, что выбранный материал встречает все функциональные и производительные критерии.

Соображения дурометра для форм литья под давлением

В литье под давлением дурометр Шора резины формы критически влияет на разформление детали. Выбор резины, балансирующей гибкость и долговечность, обеспечивает легкое извлечение как мастера, так и отливок.

Использование эластомера 70A дурометра для формовки детали с тонкими, наклонными сечениями может быть рискованным; его жесткость, сравнимая с автомобильной шиной, может препятствовать чистому извлечению. Нижний рейтинг Shore A — около 30A или ниже — обеспечивает необходимую пластичность для деликатных геометрий.

Соображения дурометра для аддитивного производства

В аддитивном производстве знание дурометра детали помогает бенчмаркать его против конвенциональных литых под давлением пластиков. Это сравнение предлагает практическое ощущение ожидаемой производительности материала.

Некоторые AM-смолы сообщают два значения: мгновенный дурометр и пятисекундный дурометр. Например, детали, произведенные Carbon Digital Light Synthesis (DLS™), могут не достигать конечной твердости до послевыдержки. Инхаус или домашние принтеры увидят изменение, тогда как партнеры, обрабатывающие финальную выдержку, могут не увидеть. Осознанность этой пост-выдержки эволюции критична при выборе AM-материалов.

Начните с SyBridge

Кратко, дурометр — безразмерная, стандартизированная метрика, ранжирующая твердость эластомеров и пластиков в пределах одной шкалы Шора. Хотя более высокие значения означают увеличенную твердость, перекрестные сравнения шкал недействительны.

Когда проект требует определенной твердости или мягкости, дурометр становится жизненно важным критерием отбора — но не должен стоять в одиночестве. Комплексный обзор дизайна и производительных параметров, связанный с экспертизой опытного производственного партнера, дает оптимальный выбор материала и ускоряет разработку.

SyBridge приносит десятилетия производственной, инженерной и цепочки поставок знаний для помощи командам в доставке продуктов, встречающих каждое требование. Партнерство с нами оптимизирует выбор материала, сокращает time-to-market и контролирует затраты. Обратитесь к нам сегодня, чтобы начать.