La première méthode de mesure de la dureté des matériaux flexibles et semi-rigides est l'échelle de dureté Shore. Un système apparemment déroutant de chiffres et de lettres qui définit la ténacité relative des matériaux. Cet article explique pleinement le mystère de l'échelle Shore et son importance pour la fabrication.
Qu'est-ce que l'échelle de dureté Shore ?
Le duromètre Shore est un instrument utilisé pour mesurer la dureté des matériaux, généralement les caoutchoucs, les plastiques semi-rigides, les plastiques durs et les élastomères thermoplastiques. L'appareil utilisé pour réaliser l'essai de dureté Shore est appelé un duromètre à terre, ou échelle de dureté shore. La valeur de dureté est déterminée par la pénétration du pied du pénétrateur du duromètre dans l'échantillon.
L'échelle de dureté Shore utilise une combinaison de lettres et de chiffres pour classer différents types de matériaux. Les caoutchoucs et les plastiques se présentent sous plusieurs formes, allant du rigide au souple. L'échelle de dureté du duromètre illustre la dureté du matériau par rapport à d'autres types de matériaux.
Il existe différentes échelles de dureté Shore pour mesurer la dureté de différents matériaux, tels que les caoutchoucs souples, les plastiques rigides et les gels ultra-doux. Ces échelles de dureté ont été créées pour que chacun puisse discuter de ces matériaux et avoir un point de référence commun pour ceux-ci.
Comment calculer la dureté Shore A ?
La mesure de la dureté Shore A est appelée « duromètre ». La dureté Shore est calculée en enfonçant une tige d'acier à ressort avec une pointe conique dans le matériau. En fonction de la profondeur avec laquelle la route s'enfonce dans le matériau, un indice de dureté compris entre 0 et 100 est attribué. Par exemple, les composés plus souples qui offrent moins de résistance sont idéaux pour les joints basse pression où le matériau doit s'adapter à des surfaces rugueuses ou inégales. En revanche, les matériaux plus durs conviennent mieux aux joints haute pression.
Voici les critères de test pour le test de dureté au duromètre Shore.
- Diamètre de la tige en acier : 1.1 mm à 1.4 mm
- Angle de la pointe de la tige : 35 °
- Diamètre de la pointe : 0.79 mm
- Force appliquée: 8.064 N (822 g)
Le format de l'étiquetage à l'échelle terrestre est d'abord composé d'un nombre, puis du mot « shore » et enfin du type de test. Par exemple, un joint torique standard a une valeur au duromètre de 70 Shore A. "70" indique la dureté relative du matériau par rapport aux autres matériaux testés. « Shore » représente la méthodologie de test, et « A » indique le sous-type de test à terre.
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Échelles de dureté Shore
Les chiffres sur une échelle de dureté Shore sont directement liés à la dureté du matériau. Ici, des nombres plus élevés indiquent une valeur de dureté plus élevée. En revanche, les lettres indiquent la méthode de test. L'échelle de dureté Shore A (duromètre) est l'une des nombreuses échelles de duromètre utilisées pour mesurer la dureté des matériaux. Il existe 12 échelles de dureté Shore, représentées par les lettres A, B, C, D, E, M, O, OO, DO, OOO et OOO-S, et Shore OO, O, B, C et H sont rares au sein de celles-ci. l'industrie du plastique et du caoutchouc.
Shore A et Shore D sont les deux échelles les plus couramment utilisées pour mesurer la dureté du caoutchouc. Les chiffres sur une échelle Shore sont directement liés à la dureté du matériau. Ici, des nombres plus élevés indiquent une valeur de dureté plus élevée. Alors que les lettres sont une indication de la méthode de test. Il existe 12 échelles de dureté Shore, représentées par les lettres A, B, C, D, E, M, O, OO, DO, OOO et OOO-S.
Shore ou Type A et Type D sont les deux échelles les plus importantes pour mesurer la dureté des matériaux pour les caoutchoucs, les plastiques et les non-métaux.
Shore A
L'échelle Shore A est utilisée pour les matériaux souples avec une flexibilité relativement élevée, comme les plastiques semi-rigides ou souples. caoutchouc de silicone. Cette balance utilise une force en grammes de 822 g (~1.8 lb) pour pousser une tige d'acier dans l'échantillon de test. Vous devez utiliser une force appropriée pour les matériaux plus mous, car trop de force percera le matériau.
Dans le commerce, vous trouverez des échelles de duromètre avec le type A imprimé dessus. Ce sont des échelles Shore A et vous donneront une cote Shore lorsque vous les appuierez contre une surface matérielle.
Mise en situation :
- L’élastique a généralement une dureté au duromètre de 25 Shore A.
- Une bande de roulement de pneu a une dureté de 70 A tandis qu'une ceinture en cuir peut avoir une dureté de 85 A.
- A Roues souples de patins à roulettes et skateboards 75 Shore A
Rive D
La classification Shore D est utilisée pour déterminer la dureté de matériaux plus rigides avec très peu de flexibilité. Les matériaux courants associés à l'échelle Shore D comprennent les matériaux durs caoutchoucs vulcanisés, les plastiques semi-rigides et les plastiques rigides. Cette balance utilise une force en grammes de 4536 10 g (~ XNUMX lb) pour pousser une tige d'acier dans l'échantillon de test.
Exemple : Les pneus de camion ont une dureté standard au duromètre de 55 Shore D.
Rive OO
Shore OO est l'une des échelles les moins courantes pour mesurer la dureté Shore. Il mesure les matériaux les plus souples comme les gels de caoutchouc et le caoutchouc doux au toucher. Les matériaux testés sur l'échelle Shore OO sont si mous que toute force importante endommagerait les échantillons de test. Par conséquent, ce test est effectué en utilisant une petite force de gramme de 113 g (~ 0.25 lb).
Exemple de test de dureté au duromètre Shore : Le chewing-gum a une dureté au duromètre de 20 Shore.
Conversion à l'échelle du rivage
Certains matériaux qui se situent entre les matériaux souples et rigides peuvent être testés à l'aide des échelles Shore A et Shore D. Dans de tels cas, vous pouvez utiliser une table de conversion simple pour déterminer la valeur d'échelle Shore A correspondant à l'échelle Shore D. Cette conversion peut également être appliquée à toutes les échelles de dureté shore, bien que la compatibilité soit plus limitée.
Ces échelles de dureté ont été créées pour que chacun puisse discuter de ces matériaux et avoir un point de référence commun pour ceux-ci.
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Importance de la dureté Shore
L'échelle shore ou duromètre joue un rôle important dans l'évaluation des matériaux. La rive la dureté des différents matériaux dicte leur compatibilité avec différents produits. Vous pouvez tester des matériaux durs comme les métaux et la céramique à l'aide de tests Rockwell, Brinell ou d'autres tests. Vous disposez uniquement de l’échelle Shore pour mesurer la dureté des plastiques plus mous et du caoutchouc.
L'adoption généralisée des produits en caoutchouc et en plastique a conduit à un afflux de diverses formulations de matériaux. La catégorisation de ces matériaux est importante du point de vue de l'ingénierie et de la fabrication. Plusieurs formes différentes de matériaux en caoutchouc sont disponibles sur le marché, et nous avons besoin d'évaluations scientifiques pour les distinguer.
La dureté du caoutchouc représente également la résistance et la flexibilité du matériau ; des valeurs Shore plus élevées signifient des matériaux plus robustes mais une flexibilité moindre. Le caoutchouc est principalement utilisé pour sa nature flexible, mais la résistance est la propriété recherchée pour les produits. L'échelle de dureté Shore permet de créer une distinction claire entre les matériaux et permet aux fabricants de choisir le matériau approprié pour le travail.
Du point de vue du produit, vous devez tenir compte de deux choses, la longévité et l'application. Vous devez toujours utiliser des options de matériaux plus difficiles pour la longue durée de vie des matériaux. Les matériaux avec une cote de 50 Shore D ou plus dureront plusieurs décennies et ne se dégraderont qu'après une abrasion excessive et une utilisation brutale. Mais cela ne signifie pas que tous les produits de consommation doivent être fabriqués à partir de ces caoutchoucs et plastiques durs.
Nous devons également considérer le cas d’utilisation de ces produits. Les jouets pour enfants doivent être utilisés en toute sécurité, et la meilleure façon de garantir la sécurité des jouets est d'utiliser des matériaux plus doux. Une poupée en caoutchouc doit être fabriquée à partir de caoutchoucs moulés flexibles d’un rang d’environ 50 Shore A sur l’échelle du duromètre. Il s’agit de la même dureté Shore qu’une gomme à crayon.
Exemples d'échelle de dureté Shore
Shore OO est utilisé pour les matériaux très mous, et bien qu'il puisse être utilisé pour classer divers produits, il est couramment utilisé comme référence pour les aliments. Les aliments mous et les collations comme les guimauves ou les oursons gélifiés oscillent autour de 10 Shore OO sur l'échelle du duromètre. Les produits non alimentaires comme les semelles en gel se situent autour de 30 Shore OO.
La balance Shore A propose une gamme de produits beaucoup plus complète sous son égide. Les produits alimentaires comme le bubble gum sont fabriqués à partir de matériaux souples à l’échelle 20 Shore A. Tandis que les ceintures en cuir peuvent aller jusqu’à l’échelle 80 Shore A. Le caoutchouc ébonite se situe au sommet de l’échelle de type A, avec une note moyenne de 100 Shore A. Certains plastiques souples peuvent être testés à l’aide de l’échelle de type A, mais cela est rare.
Shore D dispose également d'une large gamme de produits et de matériaux. Mais contrairement au type A, de nombreux autres plastiques sont répertoriés ici. Les matières plastiques comme HDPE sont souvent utilisés pour la fabrication de casques de sécurité. Ils ont une valeur moyenne de 75 Shore D. De plus, vous constaterez que de nombreux produits en bois et en papier sont également mesurés à l'aide de l'échelle de type D. Les règles en bois mesurent environ 70 Shore D, tandis que les couvertures des manuels scolaires mesurent 40 Shore D.
Ce qui suit est un tableau simple des échelles de dureté Shore standard et de leurs matériaux et produits associés.
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Conclusion
La dureté Shore est un moyen simple de mesurer la rigidité et la flexibilité relatives d'un matériau. Au début, vous pourriez trouver le système d’étiquetage complexe intimidant. Mais cela devient beaucoup plus facile à comprendre une fois que vous comprenez la logique simple derrière le système d’échelle de dureté Shore.
L'échelle de dureté Shore A est largement utilisée dans l'industrie des polymères et des plastiques pour caractériser la dureté de divers matériaux. Mesurer la dureté des matériaux peut également être utile pour effectuer la maintenance des matériaux de votre système. Vous pouvez trouver une jauge de duromètre en caoutchouc dans la plupart des quincailleries si vous souhaitez confirmer la cote Shore.
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