Qu'est-ce que le duromètre : échelles de duromètre et considérations

La fabrication de composants ne repose pas uniquement sur les propriétés chimiques et physiques des matériaux. En réalité, le rôle joué par la dureté du matériau est également crucial. Différents types de matériaux présentent des duretés variées, et il est essentiel de les faire correspondre à l'application requise.

Par conséquent, pour mesurer la dureté, on utilise un duromètre. Si vous souhaitez savoir ce qu'est un duromètre et comment il fonctionne, lisez le guide ci-dessous.

Qu'est-ce qu'un duromètre (dureté) ?

Le duromètre désigne lui-même la dureté d'un matériau ou sa capacité à résister à la déformation. Il est principalement choisi pour mesurer la dureté des polymères ou des non-métaux. C'est un outil qui fournit la mesure de la dureté d'un matériau. Il n'a pas d'unité, mais les valeurs s'échelonnent entre 0 et 100.

Les matériaux qui présentent une valeur plus élevée sont ceux qui ont une dureté plus grande, et les valeurs plus faibles correspondent à une faible dureté.

Comment fonctionne un duromètre ?

Le mécanisme de fonctionnement de l'échelle du duromètre est très simple et est présenté ci-dessous :

• La première étape consiste à identifier le pied pénétrateur approprié et à le fixer au duromètre.
• Placez ensuite l'échantillon à tester sur une surface plane et dure.
• Testez la dureté Shore du matériau en plaçant le duromètre contre l'échantillon avec son pied pénétrateur et en relevant la valeur.

Qu'est-ce qu'une échelle de duromètre ?

L'échelle de duromètre décrit le niveau de dureté que les matériaux peuvent avoir. Certaines échelles conviennent aux matériaux plus tendres, et d'autres aux matériaux plus durs. Il existe différentes échelles, et la valeur de chaque échelle se situe dans la plage de 0 à 100.

Types d'échelles de duromètre

Il existe différents types d'échelles de duromètre, et chaque échelle est destinée à un type de matériau différent. La section ci-dessous présente un aperçu détaillé de ces échelles.

1. A

Le type A, également appelé Shore A, est une échelle adaptée à la mesure de la dureté des matériaux souples et flexibles. Il comprend le caoutchouc naturel, le cuir, les polyacryliques et les TPE. La dureté des élastiques est d'environ 20A, tandis que la bande de roulement d'un pneu est de 70A.

2. C

Le duromètre de type C est utilisé pour les caoutchoucs de dureté moyenne ; il comprend également certains plastiques comme les TPE. Il est destiné à mesurer les matériaux dont la dureté est supérieure à 90B mais inférieure à 20D.

3. D

L'échelle de type D est utilisée pour les matériaux durs, comme le polycarbonate et les caoutchoucs durs. Vous pouvez prendre l'exemple d'une roue de planche à roulettes dont la dureté est de 50D et d'un casque de chantier dont la dureté est de 80D.

4. B

Le type B est destiné à la mesure des produits en papier, des produits fibreux, des TPE et des caoutchoucs de dureté modérée. Cette échelle mesure les matériaux dont la dureté est supérieure à 90A et inférieure à 20D. On peut citer l'exemple d'une roulette de chariot de supermarché, dont la dureté est de 76B.

5. M

L'échelle de type M est utilisée pour mesurer des matériaux comme le plastique, le caoutchouc et les TPE de formes irrégulières. Elle peut inclure des joints et des joints toriques dont la dureté Shore A se situe entre 20 et 85.

6. E

Le duromètre de type E est choisi pour mesurer les élastomères expansés, les caoutchoucs tendres et les enroulements de textiles de densité moyenne comme les fils et les fils enroulés.

7. O

Le type O comprend les plastiques, les caoutchoucs tendres et les TPE. Il convient à la mesure des matériaux dont le niveau de dureté est inférieur à 20 DO.

8. OO

L'échelle de type OO est destinée aux caoutchoucs tendres contenant des tissus animaux, des mousses, des éponges et des enroulements textiles de faible densité. Elle convient aux matériaux dont la dureté est inférieure à 20OO.

9. DO

Le type DO est utilisé pour mesurer une dureté supérieure à 90 et concerne les enroulements textiles denses, les caoutchoucs de dureté modérée et les TPE.

10. OOO

Le type OOO mesure des matériaux extrêmement tendres comme les mousses pour costumes et les mousses à cellules ouvertes et fermées.

11. OOO-S

Le type OOO-S est une échelle de duromètre qui mesure la dureté des polymères viscoélastiques. Elle comprend des articles comme les matelas en gel, les selles de vélo et les coussins de chaises.

12. R

L'échelle R ne mesure pas la dureté Shore ; il s'agit en réalité d'une échelle Rockwell. Elle est similaire à l'échelle de dureté Shore, mais sert à mesurer la dureté des métaux et non des plastiques. Elle permet toutefois de mesurer les thermoplastiques durs et les TPE.

Duromètre et choix des matériaux

Les matériaux couramment choisis pour mesurer la dureté à l'aide d'un duromètre sont les suivants :

1. Caoutchouc vulcanisé

Les caoutchoucs vulcanisés sont durcis par des produits chimiques et par chauffage. Ce procédé rend les caoutchoucs très élastiques et durs par rapport aux caoutchoucs traditionnels. La dureté de ces caoutchoucs est mesurée à l'aide d'un duromètre.

Cette mesure aide à évaluer les matériaux afin que les ingénieurs puissent déterminer s'ils sont compatibles avec une application donnée ou non. Les caoutchoucs vulcanisés présentent une dureté comprise entre 30A et 70A.

2. Élastomères thermoplastiques

Les TPE sont utilisés dans les palmes de plongée, les semelles de chaussures et les amortisseurs. Leur dureté mesurée se situe entre 20 Shore OO et 90A. Ils sont utilisés dans des environnements très abrasifs et doivent donc offrir une flexibilité suffisante.

3. Matériaux élastomères

Les matériaux élastomères comprennent les éponges, les mousses et les caoutchoucs. Ils possèdent des propriétés élastiques et sont utilisés dans de nombreux secteurs. Ils sont privilégiés pour les joints et les adhésifs et présentent une plage de dureté au duromètre comprise entre 20A et 90A.

4. Matériaux imprimés en 3D

Les polymères imprimés en 3D servent à imprimer des composants, et il est important de vérifier leur dureté pour garantir la réussite d'une conception. La dureté de ces matériaux est supérieure à celle des élastomères et des TPE, avec une plage comprise entre 70A et 100A.

5. Matériaux cellulaires

Les matériaux cellulaires sont des matériaux poreux à cellules ouvertes ou fermées. Ils comprennent le liège, les éponges et la mousse. Ils sont couramment utilisés dans des applications nécessitant le contrôle du bruit, l'absorption de l'énergie de choc et une construction légère. Leur dureté Shore se situe entre 30 et 70 OO.

6. Matériaux de type gel

Les matériaux de type gel sont une combinaison de liquides et de solides et comprennent les semelles en gel, le gel de silice et les hydrogels. Des tests Shore OO sont réalisés pour mesurer leur dureté, et leurs valeurs se situent entre 10 et 40 Shore OO.

Considérations relatives au duromètre pour les moules d'injection

Le duromètre mesure également la dureté des matériaux utilisés en moulage par injection. Il permet de prendre en compte l'écoulement du matériau et les performances de la pièce. Les matériaux sont flexibles et faciles à faire couler, ce qui les rend adaptés aux poignées et aux joints.

Les matériaux plus durs, en revanche, sont rigides mais nécessitent une pression d'injection élevée et des moules robustes. Le choix de duromètres appropriés garantit la fabrication de composants précis alliant flexibilité et résistance.

Considérations relatives au duromètre pour la fabrication additive

La dureté au duromètre est liée à la fabrication additive, également appelée impression 3D. La propriété de dureté est importante pour déterminer les bons matériaux pour l'impression 3D et leur compatibilité avec une application donnée.

La dureté du matériau choisi pour l'impression 3D influence l'obtention de résultats optimaux pour la pièce. Le duromètre influe sur l'adhésion entre les couches, car les matériaux souples nécessitent une impression à vitesse lente et une température contrôlée pour éviter le gauchissement.

Conclusion

Comprendre ce qu'est un duromètre est l'une des considérations essentielles lors de la fabrication de pièces en plastique. Cela permet d'obtenir des résultats optimaux et d'améliorer l'efficacité et les performances de l'application. Au fil de ce guide, vous avez pu apprendre tout ce qu'il faut savoir sur la dureté au duromètre et les différentes échelles de mesure.

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