Was ist Durometer: Durometer-Skalen & Überlegungen

Bei der Fertigung von Bauteilen geht es nicht nur um die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Werkstoffe. Tatsächlich spielt auch die Härte des Materials eine ganz entscheidende Rolle. Verschiedene Materialarten weisen unterschiedliche Härten auf, und die Abstimmung auf die jeweilige Anwendung ist von großer Bedeutung.

Um die Härte zu messen, wird daher ein Durometer verwendet. Wenn Sie wissen möchten, was ein Durometer ist und wie er funktioniert, lesen Sie die folgende Anleitung.

Was ist ein Durometer (Härte)?

Der Durometer selbst bezeichnet die Materialhärte bzw. die Fähigkeit eines Materials, Verformungen zu widerstehen. Er wird überwiegend zur Messung der Härte von Polymeren oder Nichtmetallen eingesetzt. Es handelt sich um ein Werkzeug, das die Materialhärte misst. Es hat keine Einheit, die Werte liegen jedoch zwischen 0 und 100.

Materialien mit einem höheren Wert weisen eine größere Härte auf, niedrigere Werte stehen für eine geringe Härte.

Wie funktioniert ein Durometer?

Der Funktionsmechanismus der Durometer-Skala ist sehr einfach und wird im Folgenden beschrieben:

• Im ersten Schritt ermitteln Sie den geeigneten Eindringfuß und befestigen ihn am Durometer.
• Legen Sie nun die Probe auf eine ebene und harte Oberfläche.
• Prüfen Sie die Shore-Härte des Materials, indem Sie den Durometer mit seinem Eindringfuß auf die Probe aufsetzen und den Wert ablesen.

Was ist eine Durometer-Skala?

Die Durometer-Skala beschreibt den Härtegrad, den Materialien aufweisen können. Einige Skalen eignen sich für weichere, andere für härtere Materialien. Es gibt verschiedene Skalen, und der Wert jeder Skala liegt im Bereich von 0 bis 100.

Arten von Durometer-Skalen

Es gibt verschiedene Arten von Durometer-Skalen, und jede Skala ist für eine andere Materialart vorgesehen. Der folgende Abschnitt bietet einen detaillierten Einblick in diese Skalen.

1. A

Typ A, auch Shore A genannt, ist eine Skala, die sich zur Messung der Härte von flexiblen und weichen Materialien eignet. Dazu gehören Naturkautschuk, Leder, Polyacrylate und TPEs. Die Härte von Gummibändern liegt bei etwa 20A, während die Lauffläche eines Reifens 70A aufweist.

2. C

Der Durometer Typ C wird für mittelharte Kautschuke verwendet; er umfasst auch bestimmte Kunststoffe wie TPEs. Er ist für die Messung von Materialien mit einer Härte von mehr als 90B, aber weniger als 20D vorgesehen.

3. D

Die Skala Typ D wird für harte Materialien wie Polycarbonat und harte Kautschuke verwendet. Ein Beispiel ist ein Skateboard-Rad mit einer Härte von 50D und ein Schutzhelm mit einer Härte von 80D.

4. B

Typ B ist für die Messung von Papierprodukten, Faserprodukten, TPE und Kautschuken mittlerer Härte vorgesehen. Diese Skala misst Materialien mit einer Härte von über 90A und weniger als 20D. Als Beispiel kann ein Lenkrolle an einem Einkaufswagen dienen, die eine Härte von 76B aufweist.

5. M

Die Skala Typ M wird zur Messung von Materialien wie Kunststoff, Kautschuk und TPEs mit unregelmäßigen Formen verwendet. Dazu können Dichtungen und O-Ringe mit einer Shore-A-Härte zwischen 20 und 85 gehören.

6. E

Der Durometer Typ E wird zur Messung von geschäumten Elastomeren, weichen Kautschuken und Wicklungen mittlerer Dichte aus Textilien wie Garnen und gewickelten Fäden gewählt.

7. O

Typ O umfasst Kunststoffe, weiche Kautschuke und TPEs. Er eignet sich zur Messung von Materialien mit einem Härtegrad von weniger als 20 DO.

8. OO

Die Skala Typ OO ist für weiche Kautschuke mit tierischem Gewebe, Schäume, Schwämme und Textilwicklungen geringer Dichte vorgesehen. Sie eignet sich für Materialien mit einer Härte von weniger als 20OO.

9. DO

Der Typ DO wird zur Messung von Härten über 90 verwendet und umfasst dichte Textilwicklungen, Kautschuke mittlerer Härte und TPEs.

10. OOO

Der Typ OOO misst extrem weiche Materialien wie Anzugschäume sowie offen- und geschlossenzellige Schäume.

11. OOO-S

Typ OOO-S ist eine Durometer-Skala, die die Härte von viskoelastischen Polymeren misst. Dazu gehören Artikel wie Gelmatratzen, Fahrradsitze und Stuhlkissen.

12. R

Die R-Skala misst nicht die Shore-Härte, sondern ist eine Rockwell-Skala. Sie entspricht der Shore-Härteskala, wird jedoch zur Härtemessung von Metallen und nicht von Kunststoffen verwendet. Sie misst allerdings harte Thermoplaste und TPEs.

Durometer und Materialauswahl

Die üblicherweise ausgewählten Materialien zur Härtemessung mit einem Durometer sind folgende:

1. Vulkanisierter Kautschuk

Vulkanisierte Kautschuke werden durch Chemikalien und Wärme gehärtet. Dabei handelt es sich um ein Verfahren, das Kautschuke im Vergleich zu herkömmlichen deutlich elastischer und härter macht. Die Härte solcher Kautschuke wird mit einem Durometer gemessen.

Es hilft bei der Beurteilung von Materialien, damit Ingenieure entscheiden können, ob sie für eine Anwendung geeignet sind oder nicht. Vulkanisierte Kautschuke weisen eine Härte zwischen 30A und 70A auf.

2. Thermoplastische Elastomere

TPEs werden in Tauchflossen, Schuhsohlen und Stoßdämpfern eingesetzt. Ihre gemessene Härte liegt zwischen 20 Shore OO und 90A. Sie werden in stark abrasiven Umgebungen eingesetzt und benötigen daher ausreichende Flexibilität.

3. Elastomere Werkstoffe

Zu den elastomeren Werkstoffen zählen Schwämme, Schäume und Kautschuke. Sie besitzen elastische Eigenschaften und werden in vielen Branchen eingesetzt. Sie werden für Dichtungen und Klebstoffe gewählt und weisen einen Durometer-Härtebereich zwischen 20A und 90A auf.

4. 3D-gedruckte Materialien

3D-gedruckte Polymere werden zum Drucken von Bauteilen verwendet, und ihre Härte ist für ein erfolgreiches Design entscheidend. Die Härte dieser Materialien ist höher als die von Elastomeren und TPEs und liegt zwischen 70A und 100A.

5. Zellulare Materialien

Zellulare Materialien sind poröse Materialien mit offenen oder geschlossenen Zellen. Dazu zählen Kork, Schwämme und Schaum. Sie werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die Lärmkontrolle, Aufnahme von Aufprallenergie und Leichtbau erfordern. Sie weisen eine Shore-Härte zwischen 30 und 70 OO auf.

6. Gelartige Materialien

Gelartige Materialien sind eine Kombination aus Flüssigkeiten und Feststoffen und bestehen aus Gel-Einlegesohlen, Kieselgel und Hydrogelen. Zur Messung ihrer Härte werden Shore-OO-Tests durchgeführt, und ihre Werte liegen zwischen 10 und 40 Shore OO.

Durometer-Überlegungen für Spritzgussformen

Das Durometer misst auch die Härte von Materialien, die im Spritzguss verwendet werden. Dabei müssen der Materialfluss und die Bauteilleistung berücksichtigt werden. Die Materialien sind flexibel und leicht fließfähig, was sie für Griffe und Dichtungen geeignet macht.

Härtere Materialien hingegen sind steif, benötigen jedoch hohen Einspritzdruck und stabile Formen. Die Auswahl geeigneter Durometer gewährleistet die Fertigung präziser Bauteile mit Flexibilität und Festigkeit.

Durometer-Überlegungen für die additive Fertigung

Die Durometer-Härte steht im Zusammenhang mit der additiven Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck. Die Eigenschaft der Härte ist wichtig, um die richtigen Materialien für den 3D-Druck und ihre Eignung für eine bestimmte Anwendung zu bestimmen.

Die Härte des für den 3D-Druck gewählten Materials beeinflusst optimale Ergebnisse für das Bauteil. Das Durometer beeinflusst die Haftung der Schichten, da weiche Materialien langsames Drucken und kontrollierte Temperaturen erfordern, um Verziehen zu vermeiden.

Fazit

Das Verständnis dessen, was ein Durometer ist, gehört zu den entscheidenden Überlegungen bei der Fertigung von Kunststoffteilen. Es hilft, optimale Ergebnisse zu erzielen und die Effizienz und Leistung in der Anwendung zu verbessern. Wenn Sie den obigen Leitfaden durchgearbeitet haben, haben Sie sicherlich alles über die Durometer-Härte und die verschiedenen Messskalen gelernt.

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