Объяснение дюрометра:практическое руководство по твердости пластика и эластомера

Опубликовано 23 мая 2023 г.

В начале любой разработки инженеры и группы разработчиков должны тщательно изучить механический профиль каждого потенциального материала. Помимо основных физических, химических и механических характеристик, на производительность также влияют такие факторы, как устойчивость к окружающей среде и долговечность. Комплексная оценка обеспечивает более высокое качество продукции и более сжатые графики и бюджеты.

Для пластиков твердость — или твердость по Шору — является ключевым показателем твердости материала. Ниже приведено краткое руководство, которое предоставит инженерам и продуктовым группам необходимую информацию.

Что такое твердость?

Дюрометр — это стандартный отраслевой показатель для количественного определения твердости эластомеров и пластмасс. Он отражает, насколько материал устойчив к деформации при вдавливании или истирании.

Чтобы получить показания твердомера, простой портативный тестер, напоминающий круглый манометр для шин с калиброванной подпружиненной иглой, вдавливает в материал до тех пор, пока он не достигнет предела. Глубина проникновения напрямую преобразуется в число по выбранной шкале Шора.

Хотя диапазон твердости составляет 0–100, он безразмерен; значения являются чисто сравнительными в рамках одной шкалы. Более низкие баллы обозначают более мягкие материалы, более высокие баллы — более твердые. Например, полиуретановая трубка на 90 А заметно прочнее, чем трубка на 70 А.

Различные шкалы Шора были разработаны, чтобы предоставить инженерам общий справочник. Три наиболее часто используемые шкалы:Шор 00, Шор А и Шор D. Шор 00 отражает мягкость гелей и очень мягких каучуков; Шор А охватывает диапазон от очень мягких до жестких гибких каучуков; Шор D предназначен для твердой резины и жесткого пластика.

Дюрометр не равен гибкости; это косвенная мера жесткости. Он позволяет быстро почувствовать ощущение материала, но не может предсказать точный изгиб или изгиб готовой детали. Более того, числа в разных шкалах Шора не взаимозаменяемы.

Например, 80 по Шору 00 будет напоминать ластик на карандаше, тогда как 80 по Шору D будет сравним с каской. Одинаковые числовые значения маскируют совершенно разные физические свойства, подчеркивая, почему сравнения должны оставаться в пределах одного и того же масштаба.

Как твердость дюрометра влияет на выбор материала

Выбор материала начинается с предполагаемого конечного использования и спецификаций проекта. Эти критерии сокращают список кандидатов и указывают, какой масштаб Шора подходит. Для несущих деталей, которые должны выдерживать вес с течением времени, проектировщикам следует отказаться от материала по Шору 00 и сосредоточиться на материалах по Шору А в диапазоне 70–100 или полном спектре по Шору D.

Твердость необходимо сопоставлять со стоимостью и технологичностью. Хотя более твердые сплавы могут потребовать более высоких затрат на материал или механическую обработку, методы закалки после обработки могут повысить окончательную твердость без ущерба для простоты обработки.

Твердость сама по себе не определяет прочность, коррозионную стойкость или герметичность. Данные о жесткости и модуле сжатия дают более четкое представление об уплотнительных характеристиках резины, чем значения твердости.

При тщательном аудите материала необходимо оценить плотность, прогиб от силы сжатия, усилие приложения, толщину и твердость, чтобы убедиться, что выбранный материал соответствует всем функциональным и эксплуатационным критериям.

Аспекты твердости для литьевых форм

При литье под давлением твердость формовочной резины по Шору критически влияет на освобождение детали. Выбор резины, которая сочетает в себе гибкость и долговечность, обеспечивает легкость извлечения как мастера, так и отливок.

Использование эластомера с твердостью 70 А для формования детали с тонкими угловыми секциями может быть рискованным; его жесткость, сравнимая с жесткостью автомобильной шины, может препятствовать чистому извлечению. Более низкий рейтинг по Шору А — около 30 А или меньше — обеспечивает необходимую гибкость для хрупких геометрических фигур.

Аспекты твердости для аддитивного производства

В аддитивном производстве знание твердости детали помогает сравнить ее с обычными пластиками, полученными литьем под давлением. Это сравнение дает практическое представление об ожидаемых характеристиках материала.

Некоторые смолы AM имеют два значения:мгновенный твердомер и пятисекундный твердомер. Например, детали, изготовленные с использованием технологии цифрового светосинтеза Carbon (DLS™), могут достичь своей окончательной твердости только после отверждения. Домашние принтеры увидят изменения, тогда как партнеры, занимающиеся окончательным устранением проблемы, могут этого не сделать. Осознание этой эволюции пост-отверждения имеет важное значение при выборе материалов АМ.

Начало работы с SyBridge

Короче говоря, дюрометр — это безразмерный стандартизированный показатель, который ранжирует твердость эластомера и пластика по единой шкале Шора. Хотя более высокие значения означают повышенную твердость, межмасштабные сравнения недействительны.

Когда проект требует определенной твердости или мягкости, твердость становится жизненно важным критерием выбора, но она не должна быть изолированной. Всесторонний анализ параметров конструкции и производительности в сочетании с опытом опытного партнера-производителя позволяет сделать оптимальный выбор материала и ускорить разработку.

SyBridge объединяет десятилетия знаний в области производства, проектирования и цепочки поставок, чтобы помочь командам создавать продукты, отвечающие любым требованиям. Партнерство с нами упрощает выбор материалов, сокращает время вывода продукции на рынок и контролирует затраты. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать.