ระดับความแข็งฝั่งคืออะไร?
เครื่องวัดความแข็ง Shore เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดความแข็งของวัสดุ โดยทั่วไปคือ ยาง พลาสติกกึ่งแข็ง พลาสติกแข็ง และเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบความแข็งของชายฝั่งเรียกว่า Durometer ของชายฝั่งหรือสเกลความแข็งของชายฝั่งค่าความแข็งถูกกำหนดโดยการเจาะของตีนหัวกด Durometer เข้าไปในตัวอย่าง
ระดับความแข็งชายฝั่งใช้ตัวอักษรและตัวเลขผสมกันเพื่อจำแนกประเภทวัสดุต่างๆ ยางและพลาสติกมีหลายรูปแบบ ตั้งแต่แข็งไปจนถึงอ่อน ระดับความแข็งของดูโรมิเตอร์แสดงความแข็งของวัสดุเทียบกับวัสดุประเภทอื่นๆ
มีสเกลความแข็งฝั่งที่แตกต่างกันสำหรับการวัดความแข็งของวัสดุที่แตกต่างกัน เช่น ยางอ่อน พลาสติกแข็ง และ
ซุปเปอร์ซอฟท์เจล ระดับความแข็งเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ทุกคนสามารถพูดคุยเกี่ยวกับวัสดุเหล่านี้และมีจุดอ้างอิงร่วมกัน
คุณจะคำนวณความแข็งของ Shore A ได้อย่างไร?
การวัดความแข็ง Shore A เรียกว่า "durometer" ความแข็งของชายฝั่งคำนวณโดยการกดแท่งเหล็กที่รับสปริงด้วยปลายทรงกรวยเข้าไปในวัสดุ ขึ้นอยู่กับระยะห่างของถนนที่เยื้องเข้าไปในวัสดุ จะมีการกำหนดระดับความแข็งระหว่าง 0-100 ตัวอย่างเช่น สารประกอบที่นิ่มกว่าซึ่งมีความต้านทานน้อยกว่านั้นเหมาะอย่างยิ่งสำหรับซีลแรงดันต่ำ ซึ่งวัสดุจะต้องสอดคล้องกับพื้นผิวที่ขรุขระหรือไม่สม่ำเสมอ ในทางตรงกันข้าม วัสดุที่แข็งกว่าจะเหมาะสมกว่าสำหรับซีลแรงดันสูง
ต่อไปนี้เป็นเกณฑ์การทดสอบสำหรับการทดสอบความแข็งของ Durometer บนฝั่ง
เส้นผ่านศูนย์กลางแท่งเหล็ก:1.1 มม. ถึง 1.4 มม
มุมปลายก้าน:35 องศา
เส้นผ่านศูนย์กลางปลาย:0.79 มม
แรงประยุกต์: 8.064 N (822 g)
รูปแบบสำหรับการติดฉลากขนาดชายฝั่งจะเป็นตัวเลขก่อน ตามด้วยคำว่า "ฝั่ง" และสุดท้ายคือประเภทของการทดสอบ ตัวอย่างเช่น โอริงมาตรฐานมีค่า Durometer อยู่ที่ 70 Shore A"70" แสดงความแข็งสัมพัทธ์ของวัสดุเทียบกับวัสดุอื่นๆ ที่ทดสอบ "ฝั่ง " แสดงถึงวิธีการทดสอบ และ "A" แสดงถึงประเภทย่อยของการทดสอบฝั่ง
เครื่องชั่งความแข็งฝั่ง
ตัวเลขบนสเกลความแข็งฝั่งเชื่อมโยงโดยตรงกับความแข็งของวัสดุ ในที่นี้ ตัวเลขที่สูงกว่าบ่งบอกถึงค่าความแข็งที่สูงกว่า ในทางตรงกันข้าม ตัวอักษรบ่งบอกถึงวิธีการทดสอบ สเกลความแข็ง Shore A (ดูโรมิเตอร์) เป็นหนึ่งในเครื่องชั่งดูโรมิเตอร์หลายตัวที่ใช้วัดความแข็งของวัสดุ ระดับความแข็งชายฝั่งมี 12 ระดับ แสดงด้วยตัวอักษร A, B, C, D, E, M, O, OO, DO, OOO และ OOO-S และฝั่ง OO, O, B, C และ H นั้นหาได้ยากภายใน อุตสาหกรรมพลาสติกและยาง
Shore A และ Shore D เป็นเครื่องชั่งที่ใช้กันมากที่สุดในการวัดความแข็งของยาง ตัวเลขบนมาตราส่วนชายฝั่งเชื่อมโยงโดยตรงกับความแข็งของวัสดุ ในที่นี้ ตัวเลขที่สูงกว่าบ่งบอกถึงค่าความแข็งที่สูงกว่า ในขณะที่ตัวอักษรบ่งบอกถึงวิธีการทดสอบ มีระดับความแข็งฝั่ง 12 ระดับ แสดงด้วยตัวอักษร A, B, C, D, E, M, O, OO, DO, OOO และ OOO-S
Shore หรือ Type A และ Type D เป็นเครื่องชั่งที่โดดเด่นที่สุด 2 ระดับสำหรับการวัดความแข็งของวัสดุสำหรับยาง พลาสติก และอโลหะ
ชอร์เอ
เครื่องชั่ง Shore A ใช้สำหรับวัสดุเนื้ออ่อนที่มีความยืดหยุ่นค่อนข้างสูง เช่น พลาสติกกึ่งแข็งหรือยางซิลิโคนแบบอ่อน เครื่องชั่งนี้ใช้แรงกรัม 822 กรัม (~1.8 ปอนด์) เพื่อดันแท่งเหล็กเข้าไปในตัวอย่างทดสอบ คุณต้องใช้แรงที่เหมาะสมสำหรับวัสดุที่นิ่มกว่า เนื่องจากแรงที่มากเกินไปจะทะลุผ่านวัสดุได้
ในเชิงพาณิชย์ คุณจะพบเครื่องชั่งดูโรมิเตอร์ที่มีพิมพ์ประเภท A อยู่ เครื่องชั่งเหล่านี้เป็นเครื่องชั่งฝั่ง A และจะให้คะแนนชายฝั่งเมื่อคุณกดเครื่องชั่งกับพื้นผิววัสดุ
ตัวอย่าง:
- โดยทั่วไปหนังยางจะมีระดับความแข็งของ Durometer ที่ระดับ 25 Shore A
- ดอกยางมีความแข็ง 70 A ในขณะที่เข็มขัดหนังมีความแข็ง 85 A
- ล้อแบบนุ่มของโรลเลอร์สเก็ตและสเก็ตบอร์ด 75 Shore A
ชอร์ ดี
การจำแนกประเภท Shore D ใช้เพื่อกำหนดความแข็งของวัสดุที่มีความแข็งมากขึ้นโดยมีความยืดหยุ่นน้อยมาก วัสดุทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับมาตราส่วน Shore D ได้แก่ ยางวัลคาไนซ์แข็ง พลาสติกกึ่งแข็ง และพลาสติกแข็ง เครื่องชั่งนี้ใช้แรงกรัม 4536 กรัม (~10 ปอนด์) เพื่อดันแท่งเหล็กเข้าไปในตัวอย่างทดสอบ
ตัวอย่าง: ยางรถบรรทุกมีระดับความแข็งของ Durometer มาตรฐานที่ 55 Shore D
ฝั่ง OO
Shore OO เป็นหนึ่งในเครื่องชั่งที่ใช้กันทั่วไปในการวัดความแข็งของชายฝั่ง โดยวัดค่าวัสดุที่อ่อนนุ่มที่สุด เช่น เจลยางและยางสัมผัสนุ่ม วัสดุที่ทดสอบบนสเกล Shore OO นั้นนิ่มมากจนแรงมากจนทำให้ตัวอย่างทดสอบเสียหายได้ ดังนั้น การทดสอบนี้ดำเนินการโดยใช้แรงกรัมเล็กน้อย 113 กรัม (~0.25 ปอนด์)
ตัวอย่างการทดสอบความแข็ง Shore Durometer: Bubble Gum มีระดับความแข็ง Durometer อยู่ที่ 20 Shore
การแปลงขนาดชายฝั่ง
วัสดุบางชนิดที่อยู่ระหว่างความอ่อนและความแข็งสามารถทดสอบได้โดยใช้ทั้งเครื่องชั่ง Shore A และ Shore D ในกรณีเช่นนี้ คุณสามารถใช้ตารางการแปลงอย่างง่ายเพื่อกำหนดค่ามาตราส่วน Shore A ที่สอดคล้องกับมาตราส่วน Shore D การแปลงนี้สามารถนำไปใช้กับสเกลความแข็งของชายฝั่งทั้งหมดได้ แม้ว่าความเข้ากันได้จะมีจำกัดก็ตาม
ความสำคัญของความแข็งฝั่ง
มาตราส่วนชายฝั่งหรือดูโรมิเตอร์มีบทบาทสำคัญในการประเมินวัสดุฝั่ง ความแข็งของวัสดุที่แตกต่างกันเป็นตัวกำหนดความเข้ากันได้กับผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน- คุณสามารถทดสอบวัสดุแข็ง เช่น โลหะและเซรามิกได้โดยใช้ Rockwell, Brinell หรือการทดสอบอื่นๆ คุณมีเพียงสเกลชายฝั่งเพื่อวัดพลาสติกชนิดอ่อนและความแข็งของยาง
การนำผลิตภัณฑ์ยางและพลาสติกมาใช้อย่างแพร่หลาย ทำให้เกิดการหลั่งไหลของสูตรวัสดุต่างๆ การจัดหมวดหมู่วัสดุเหล่านี้มีความสำคัญจากมุมมองทางวิศวกรรมและการผลิต วัสดุยางมีอยู่หลายรูปแบบในท้องตลาด และเราต้องการการให้คะแนนทางวิทยาศาสตร์เพื่อแยกแยะระหว่างวัสดุเหล่านั้น
ความแข็งของยางยังแสดงถึงความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของวัสดุ ค่าชายฝั่งที่สูงขึ้นหมายถึงวัสดุที่แข็งแกร่งมากขึ้นแต่ความยืดหยุ่นลดลงยางถูกใช้เป็นหลักเนื่องจากมีลักษณะยืดหยุ่น แต่ความแข็งแรงเป็นคุณสมบัติที่ต้องการสำหรับผลิตภัณฑ์ ระดับความแข็งฝั่งช่วยสร้างความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างวัสดุ และช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับงานได้
จากมุมมองของผลิตภัณฑ์ คุณต้องพิจารณาสองสิ่งที่มีอายุการใช้งานยาวนานและการใช้งาน คุณควรใช้ตัวเลือกวัสดุที่ท้าทายมากขึ้นเสมอเพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนานของวัสดุ วัสดุที่มีพิกัด 50 Shore D หรือสูงกว่าจะมีอายุการใช้งานหลายสิบปี และจะเสื่อมสภาพหลังจากการเสียดสีมากเกินไปและการใช้งานอย่างหยาบเท่านั้น แต่ไม่ได้หมายความว่าสินค้าอุปโภคบริโภคทั้งหมดควรทำจากยางแข็งและพลาสติกดังกล่าว
เรายังต้องพิจารณากรณีการใช้งานของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ด้วย ของเล่นเด็กต้องปลอดภัยในการใช้งาน และวิธีที่ดีที่สุดในการรับรองความปลอดภัยของของเล่นคือการใช้วัสดุที่อ่อนนุ่ม ตุ๊กตายางควรทำจากยางแม่พิมพ์ที่มีความยืดหยุ่น ซึ่งมีระดับประมาณ ~ 50 Shore A ในระดับ Durometer นี่เป็นความแข็งฝั่งเดียวกับยางลบดินสอ
ตัวอย่างระดับความแข็งฝั่ง
Shore OO ใช้สำหรับวัสดุที่อ่อนนุ่มมาก และถึงแม้จะใช้ในการจำแนกประเภทผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ แต่ก็มักใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับอาหาร อาหารอ่อนและของขบเคี้ยว เช่น มาร์ชเมลโลว์หรือเยลลี่แบร์จะลอยอยู่ที่ประมาณ 10 Shore OO ในระดับดูโรมิเตอร์ ผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่อาหาร เช่น แผ่นรองรองเท้าแบบเจลมีค่าประมาณ 30 Shore OO
เครื่องชั่ง Shore A มีผลิตภัณฑ์ที่ครอบคลุมมากกว่ามาก ผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น หมากฝรั่งทำจากวัสดุอ่อนนุ่มที่ระดับ 20 Shore A ในขณะที่เข็มขัดหนังสามารถไปถึงระดับ 80 Shore A ยาง Ebonite อยู่ที่จุดสูงสุดของสเกล Type A โดยมีเรตติ้งเฉลี่ยอยู่ที่ 100 Shore A พลาสติกอ่อนบางชนิดสามารถทดสอบได้โดยใช้สเกลประเภท A แต่ก็ไม่ใช่เรื่องปกติ
Shore D ยังมีผลิตภัณฑ์และวัสดุที่หลากหลาย แต่ต่างจากประเภท A ตรงที่มีพลาสติกหลายประเภทระบุไว้ที่นี่ วัสดุพลาสติก เช่น HDPE มักใช้ในการผลิตหมวกกันน็อค โดยมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 75 Shore D นอกจากนี้ คุณจะพบว่าผลิตภัณฑ์ไม้และกระดาษจำนวนมากได้รับการวัดโดยใช้สเกล Type D เช่นกัน ไม้บรรทัดไม้มีขนาดประมาณ 70 Shore D ในขณะที่ปกหนังสือเรียนมีขนาด 40 Shore D
บทสรุป
ความแข็งฝั่งเป็นวิธีง่ายๆ ในการวัดความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่นสัมพัทธ์ของวัสดุ ในตอนแรก คุณอาจพบว่ารูปแบบการติดฉลากที่ซับซ้อนนั้นดูน่ากังวล แต่จะเข้าใจได้ง่ายขึ้นมากเมื่อคุณเข้าใจตรรกะง่ายๆ ที่อยู่เบื้องหลังระบบสเกลความแข็งฝั่ง
สเกลความแข็ง Shore A ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโพลีเมอร์และพลาสติกเพื่อระบุลักษณะความแข็งของวัสดุต่างๆ การวัดความแข็งของวัสดุยังมีประโยชน์ต่อการบำรุงรักษาวัสดุในระบบของคุณอีกด้วย