Che cos'è il durometro: scale durometriche e considerazioni

La produzione di componenti non dipende solo dalle proprietà chimiche e fisiche dei materiali. In effetti, anche il ruolo svolto dalla durezza del materiale è molto importante. Diversi tipi di materiali presentano durezze differenti, ed è fondamentale abbinarle all'applicazione richiesta.

Per misurare la durezza si utilizza quindi un durometro. Se desidera sapere che cos'è il durometro e come funziona, legga la guida qui sotto.

Che cos'è il durometro (durezza)?

Il durometro stesso si riferisce alla durezza del materiale o alla sua capacità di resistere alla deformazione. Viene scelto soprattutto per misurare la durezza di polimeri o non metalli. È uno strumento che fornisce la misurazione della durezza del materiale. Non ha un'unità di misura, ma i valori sono compresi tra 0 e 100.

I materiali con un valore più alto sono quelli che presentano maggiore durezza, mentre i valori più bassi indicano una durezza ridotta.

Come funziona uno strumento durometro?

Il meccanismo di funzionamento della scala durometrica è molto semplice ed è illustrato di seguito:

• Il primo passo consiste nell'individuare il piedino di penetrazione appropriato e nel fissarlo al durometro.
• Ora appoggi il campione di prova su una superficie piana e dura.
• Misuri la durezza Shore del materiale ponendo il durometro contro il campione con il suo piedino di penetrazione e registrando il valore.

Che cos'è una scala durometrica?

La scala durometrica descrive il livello di durezza che i materiali possono avere. Alcune scale sono adatte ai materiali più morbidi, altre a quelli più duri. Esistono diverse scale e il valore di ciascuna scala è compreso nell'intervallo da 0 a 100.

Tipi di scale durometriche

Esistono diversi tipi di scale durometriche e ciascuna scala è destinata a un diverso tipo di materiale. La sezione seguente offre un'analisi dettagliata di queste scale.

1. A

Il tipo A, detto anche Shore A, è una scala adatta a misurare la durezza di materiali flessibili e morbidi. Comprende gomma naturale, cuoio, poliacrilici e TPE. La durezza degli elastici è di circa 20A, mentre il battistrada di un pneumatico è 70A.

2. C

Il durometro di tipo C è utilizzato per gomme di media durezza; comprende anche alcune plastiche come i TPE. È destinato alla misurazione di materiali con una durezza superiore a 90B ma inferiore a 20D.

3. D

La scala di tipo D è utilizzata per materiali duri, come il policarbonato e le gomme dure. Si può considerare l'esempio di una ruota da skateboard con una durezza di 50D e di un casco protettivo con una durezza di 80D.

4. B

Il tipo B è destinato alla misurazione di prodotti cartacei, prodotti fibrosi, TPE e gomme di media durezza. Questa scala misura i materiali con durezza superiore a 90A e inferiore a 20D. Si può considerare l'esempio di una rotella di un carrello della spesa, che ha una durezza di 76B.

5. M

La scala di tipo M è utilizzata per misurare materiali come plastica, gomma e TPE con forme irregolari. Può comprendere guarnizioni e o-ring con una durezza Shore A compresa tra 20 e 85.

6. E

Il durometro di tipo E viene scelto per misurare elastomeri espansi, gomme morbide e avvolgimenti di media densità di tessuti come filati e fili avvolti.

7. O

Il tipo O comprende plastiche, gomme morbide e TPE. È adatto a misurare materiali con un livello di durezza inferiore a 20 DO.

8. OO

La scala di tipo OO è destinata alle gomme morbide con tessuti animali, schiume, spugne e avvolgimenti tessili a bassa densità. È adatta a materiali con una durezza inferiore a 20OO.

9. DO

Il tipo DO è utilizzato per misurare durezze superiori a 90 e comprende avvolgimenti tessili densi, gomme di media durezza e TPE.

10. OOO

Il tipo OOO misura materiali estremamente morbidi come schiume per abiti e schiume a celle aperte e chiuse.

11. OOO-S

Il tipo OOO-S è una scala durometrica che misura la durezza dei polimeri viscoelastici. Comprende articoli come materassi in gel, selle per biciclette e cuscini per sedie.

12. R

La scala R non misura la durezza Shore; è piuttosto una scala Rockwell. È analoga alla scala di durezza Shore ma viene utilizzata per misurare la durezza dei metalli e non delle plastiche. Misura tuttavia anche termoplastici duri e TPE.

Durometro e selezione dei materiali

I materiali comunemente scelti per la misurazione della durezza con un durometro sono i seguenti:

1. Gomma vulcanizzata

Le gomme vulcanizzate vengono indurite tramite sostanze chimiche e calore. È un processo che rende le gomme molto più elastiche e dure rispetto a quelle tradizionali. La durezza di tali gomme viene misurata con un durometro.

Consente di valutare i materiali affinché gli ingegneri possano decidere se sono compatibili con un'applicazione o meno. Le gomme vulcanizzate hanno una durezza compresa tra 30A e 70A.

2. Elastomeri termoplastici

I TPE sono utilizzati nelle pinne da sub, nelle suole delle scarpe e negli ammortizzatori. La loro durezza misurata è compresa tra 20 Shore OO e 90A. Sono impiegati in ambienti altamente abrasivi e necessitano quindi di una flessibilità sufficiente.

3. Materiali elastomerici

I materiali elastomerici comprendono spugne, schiume e gomme. Hanno proprietà simili a quelle elastiche e sono utilizzati in molti settori. Sono scelti per guarnizioni e adesivi e presentano una gamma di durezza durometrica compresa tra 20A e 90A.

4. Materiali stampati in 3D

I polimeri stampati in 3D sono utilizzati per stampare componenti ed è importante verificarne la durezza per una progettazione efficace. La durezza di questi materiali è superiore a quella degli elastomeri e dei TPE, con valori compresi tra 70A e 100A.

5. Materiali cellulari

I materiali cellulari sono materiali porosi con celle aperte o chiuse. Comprendono sughero, spugne e schiuma. Sono comunemente utilizzati in applicazioni che richiedono controllo del rumore, assorbimento dell'energia d'urto e costruzioni leggere. Hanno una durezza Shore compresa tra 30 e 70 OO.

6. Materiali simili a gel

I materiali simili a gel sono una combinazione di liquidi e solidi e comprendono solette in gel, gel di silice e idrogel. Per misurarne la durezza si eseguono prove Shore OO e i loro valori sono compresi tra 10 e 40 Shore OO.

Considerazioni sul durometro per gli stampi a iniezione

Il durometro misura anche la durezza dei materiali utilizzati nello stampaggio a iniezione. È necessario considerare il flusso del materiale e le prestazioni del componente. I materiali sono flessibili e facili da far fluire, il che li rende adatti a impugnature e guarnizioni.

I materiali più duri, invece, sono rigidi ma richiedono un'elevata pressione di iniezione e stampi robusti. La selezione dei durometri appropriati garantisce la produzione di componenti accurati con flessibilità e resistenza.

Considerazioni sul durometro per la produzione additiva

La durezza durometrica è correlata alla produzione additiva, nota anche come stampa 3D. La proprietà della durezza è importante per determinare i materiali giusti per la stampa 3D e la loro compatibilità con una determinata applicazione.

La durezza del materiale scelto per la stampa 3D influisce sui risultati ottimali del componente. Il durometro influisce sull'adesione tra gli strati, poiché i materiali morbidi richiedono una stampa a bassa velocità e una temperatura controllata per evitare deformazioni.

Conclusione

Comprendere che cos'è un durometro è una delle considerazioni cruciali nella produzione di componenti in plastica. Aiuta a ottenere risultati ottimali, migliorando efficienza e prestazioni nell'applicazione. Dopo aver letto la guida qui sopra, avrà appreso tutto sulla durezza durometrica e sulle diverse scale di misurazione.

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