Qu'est-ce que l'échelle de dureté Shore : comparaison entre la dureté Shore A et la dureté Shore D

La dureté d'un matériau est un facteur important pour la viabilité d'un matériau d'application. Mais comment mesurer la dureté de matériaux flexibles comme caoutchouc et plastiqueL’échelle de dureté Shore apporte une réponse définitive.

Cet article lève le voile sur ce mystère et présente en détail les échelles Shore A, Shore D et Shore OO. C'est parti !

Qu'est-ce que l'échelle de dureté Shore ?

L'appareil utilisé pour effectuer le test de dureté Shore est appelé duromètre Shore, ou échelle de dureté Shore.

Le duromètre Shore est un instrument utilisé pour mesurer la dureté du matériau, généralement caoutchoucs, plastiques semi-rigides, durs les plastiques, ainsi élastomères thermoplastiques.

La valeur de dureté est déterminée par à quelle distance L'indenteur du duromètre s'enfonce dans l'échantillon.

L'échelle de dureté Shore est une système de lettres et de chiffres Utilisé pour classifier la dureté des matériaux flexibles comme le caoutchouc et le plastique.

Des gels ultra-souples aux plastiques très rigides, ces matériaux varient considérablement en fermeté, ce qui a donné lieu à différentes échelles de Shore.

Ce système standardisé fournit une norme commune pour que chacun puisse mesurer et discuter de la dureté relative des matériaux.

Comment calculer la dureté Shore A ?

A duromètre est l'outil utilisé pour mesurer la dureté des matériaux. Selon la norme D2240 de l'American Society for Testing and Materials (ASTM).Le test de dureté Shore est internationalement reconnu pour mesurer la dureté par indentation du caoutchouc, des élastomères thermoplastiques et de certains plastiques.

Son fonctionnement repose sur la pression exercée sur la surface par une tige métallique à ressort munie d'une extrémité conique. Plus la tige s'enfonce profondément, plus le matériau est tendre.

Et la dureté est évaluée sur une échelle de 0 à 100. Par exemple, les matériaux plus mous avec des nombres inférieurs sont parfaits pour les basses pressions. phoques qui doivent s'adapter aux surfaces irrégulières. Les matériaux plus durs, en plus grande quantité, sont plus adaptés 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 d'étiquetage à l'échelle du rivage est un numéro d'abord, puis le mot « rivage », et enfin, le type de test. Par exemple, une norme O-ring a une valeur de dureté Shore A de 70.

« 70 » indique la dureté relative de ce matériau par rapport à d’autres matériaux testés. « Shore » désigne la méthode d’essai et « A » le sous-type d’essai Shore.

Échelles de dureté Shore

Les chiffres sur une échelle de dureté Shore sont directement liés à la dureté du matériau. Ici, plus les chiffres sont élevés, plus la dureté est élevée. Les lettres indiquent la méthode d'essai.

Il existe 12 échelles de dureté Shore, représentées par les lettres A, B, C, D, E, M, O, OO, DO, OOO et OOO-S. Les Shore OO, O, B, C et H sont rares dans l'industrie des plastiques et du caoutchouc.

Shore A et Shore D Ce 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, plus les chiffres sont élevés, plus la dureté est élevée.

Les lettres indiquent la méthode d'essai. 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 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 matériaux souples avec une flexibilité relativement élevée, comme les plastiques semi-rigides ou souples caoutchouc de siliconeCette balance utilise une force en grammes de 822 g (~ 1.8 lb) pour pousser une tige en 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 donner une cote de rivage lorsque vous les appuyez contre une surface matérielle.

Exemple :

• Un élastique a généralement une dureté évaluée au duromètre sur une échelle 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 peu de flexibilitéLes matériaux courants associés à l'échelle Shore D comprennent le métal dur caoutchoucs vulcanisés, les plastiques semi-rigides et plastiques rigides.

Cette balance utilise une force de 4536 g (~10 livres) pour pousser une tige d'acier dans l'échantillon testé.

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 la matériaux les plus doux comme les gels en 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. Par conséquent, cet essai est réalisé avec une force de 113 g (~0.25 lb).

Exemple : Le chewing-gum a une dureté au duromètre de 20 Shore.

Conversion à l'échelle du rivage

Certains matériaux intermédiaires entre 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 de l'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 eux.

Importance de la dureté Shore

L'échelle de dureté Shore est un outil essentiel pour l'évaluation matières douces Comme le caoutchouc et le plastique, il offre un moyen clair de mesurer et de classer les matériaux pour diverses applications.

Ingénierie et Fabrication : Avec la multitude de types de caoutchouc et de plastique disponibles, l'échelle Shore offre une méthode scientifique et cohérente pour les distinguer. Elle aide les ingénieurs et les fabricants à choisir le matériau adapté à leurs différents produits.

Résistance et flexibilité du matériau : L'indice de dureté Shore est directement lié à la résistance et à la flexibilité d'un matériau. Plus l'indice est élevé, plus le matériau est résistant mais moins flexible.

Ceci est essentiel car le caoutchouc de silicone est souvent choisi pour sa flexibilité, mais de nombreux produits nécessitent également un certain niveau de fermeté pour garantir leur durabilité.

Longévité du produit : En général, les matériaux plus durs sont plus durables. Matériaux classés 50 rivage D ou plus peuvent durer des décennies.

Recherche publiée dans le Dégradation et stabilité des polymères La revue indique que le caoutchouc de silicone d'une dureté Shore A comprise entre 50 et 70 présente une résistance optimale à la déformation rémanente par compression (moins de 25 % après 22 heures à 150 °C), un facteur clé pour maintenir l'intégrité du joint et la longévité du produit sous contrainte soutenue.

Cependant, cela ne convient pas à tous les produits.

Sécurité du produit: La sécurité des produits est cruciale. Par exemple, les jouets pour enfants doivent être sûrs. Un produit souple jouet en caoutchouc devrait être fabriqué à partir de caoutchouc flexible qui se classe autour de 50 Shore A, semblable à une gomme à crayon. Ce jouet est ainsi sûr et suffisamment doux pour les enfants.

Exemples d'échelle de dureté Shore

Shore OO : Shore OO est utilisé pour matériaux très douxet il est couramment utilisé comme référence pour les aliments.

Les aliments mous et les en-cas comme les guimauves ou les oursons en gélatine ont une dureté d'environ 10 Shore OO sur l'échelle de dureté. Produits non alimentaires Les semelles en gel, par exemple, ont une dureté d'environ 30 Shore OO.

Rive A : La balance Shore A propose une gamme de produits beaucoup plus complète. Produits alimentaires Les chewing-gums, par exemple, sont fabriqués à partir de matériaux souples sur une échelle de dureté Shore A de 20.

Un matériau d'une dureté de 50 Shore A offre la même sensation qu'une gomme à effacer ferme ou que la surface d'une balle de golf.

Alors que les ceintures en cuir peuvent aller jusqu'à 80 Shore A. Le caoutchouc ébonite est à son apogée de l'échelle de type A, avec une note moyenne de 100 Shore A.

Shore D : La norme Shore D comprend également une large gamme de produits et de matériaux. Mais contrairement à la norme A, elle inclut beaucoup plus de plastiques.

Les matières plastiques comme HDPE sont souvent utilisés pour fabrication de casques de sécurité. Ils ont une valeur moyenne de 75 Shore D.

De plus, vous constaterez que beaucoup produits en bois et en papier La dureté des matériaux est également mesurée selon l'échelle de Shore D. Les couvertures de manuels scolaires ont une dureté de 40 Shore D. Un matériau d'une dureté de 70 Shore D est très dur.

Il est difficile d'y laisser une empreinte avec un ongle, un peu comme pour un casque de chantier ou une règle en bois.

Ce qui suit est un tableau simple des échelles de dureté Shore standard et de leurs matériaux et produits associés.

Un guide pour choisir la bonne dureté

Voici une liste de contrôle simple pour vous aider à choisir la dureté Shore adaptée à votre produit ou à votre application spécifique.

Étape 1 : Considérez l'application et la sensation

Tout d’abord, pensez à la manière dont le produit sera utilisé et à la sensation souhaitée dont vous avez besoin.

• Pour une sensation douce et flexible : Choisissez une dureté Shore A plus faible. C'est idéal pour des produits comme les jouets pour enfants, les semelles en gel, ou joints souples qui doivent s'adapter à une surface irrégulière.
• Pour une sensation ferme et durable : Optez pour une valeur Shore A plus élevée, voire Shore D. Cette valeur est idéale pour les produits nécessitant une certaine rigidité, comme les étuis de protection rigides ou les pièces industrielles.

Étape 2 : Tenez compte de la pression et du stress

La quantité de pression qu’un matériau subira est un facteur critique dans le choix de la dureté appropriée.

• Pour les applications basse pression : Un matériau plus doux avec 50 rivage A, est parfait pour les joints qui doivent combler de petits espaces et nécessitent une force minimale pour créer un joint étanche.
• Pour les applications haute pression : Un matériau plus dur avec 70 rivage A ou plus est nécessaire pour résister à plus de pression sans se déformer.

Étape 3 : Tenir compte des facteurs environnementaux

L'environnement dans lequel le produit sera utilisé affecte la dureté et le type de matériau nécessaires.

• Pour la résistance chimique : Choisissez un matériau résistant à certains produits chimiques ou agents nettoyants. Sa dureté peut également nécessiter une dureté plus élevée pour conserver sa forme lorsqu'il est exposé à ces substances.
• Pour les environnements à forte abrasion : Sélectionnez un matériau plus dur avec 50 rivage D qui peut résister aux coupures, aux déchirures et à l'abrasion dues à des utilisations répétées, prolongeant ainsi la durée de vie du produit.

Conclusion

L'échelle de dureté Shore est essentielle pour mesurer la dureté et la fermeté des matériaux dans la fabrication.

Des gels mous (Shore OO) aux plastiques rigides (Shore D), ce système aide les fabricants à sélectionner les bons matériaux pour garantir la fiabilité, la sécurité et la fonctionnalité des produits dans les applications médicales, automobiles et grand public.

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FAQ 

Q1 : Qu'est-ce que l'échelle de dureté Shore et pourquoi est-elle utilisée ?

L'échelle de dureté Shore est une méthode standard de l'industrie pour mesurer la résistance à l'indentation des élastomères et des plastiques. Elle fournit une mesure objective et essentielle pour comparer la flexibilité et la souplesse des matériaux.

Q2 : Comment calcule-t-on la dureté Shore A ?

La dureté Shore A n'est pas calculée mais mesurée directement à l'aide d'un duromètre étalonné. L'appareil applique une force définie grâce à un pénétrateur ; la profondeur de pénétration correspond à une valeur de dureté sur une échelle de 0 à 100.

Q3 : Comment choisir la dureté appropriée pour un joint d'étanchéité ?

Pour statique scellés, choisissez un matériau plus souple (Shore A 30-50) pour assurer une compression et une étanchéité correctes ; pour les joints dynamiques, une qualité plus dure (Shore A 60-80) peut être nécessaire pour la durabilité.

Q4 : Comment Hongju peut-il m’aider à répondre à mon exigence spécifique en matière de dureté ?

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