Definición del ensayo de dureza Shore
La dureza de goma y elastómeros según el método Shore se determina con ensayos normalizados de acuerdo con las normas ISO 48-4 o ASTM D2240.
En el ensayo de dureza Shore, la profundidad de indentación se mide mediante la indentación en el material o la probeta de un indentador de acero templado accionado por resorte. La profundidad de indentación es una medida de la dureza Shore que se mide en una escala de 0 Shore (2,5 milímetros de profundidad de indentación) a 100 Shore (0 milímetros de profundidad de indentación). Según la variación de las diferentes formas del indentador y las características de los muelles se establecen una serie de escalas Shore diferentes. Las escalas más conocidas son Shore A y D. Para aplicaciones específicas existen otras escalas, tales como Shore B, C, 0, 00, 000, y D0.
Escalas Shore y ejemplos de aplicación:
- Shore A: goma blanda, elastómeros y caucho natural
- Shore D: elastómeros más duros, plásticos y termoplásticos duros
- Shore 0: Elastómeros blandos y tejidos textiles
- Shore 00: Espuma de caucho, caucho esponjoso y caucho microcelular
- Shore B: elastómeros más duros que Shore A
- Shore C: Elastómeros de dureza media
VLRH (IRHD superblando)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
Diferenciación entre el ensayo de dureza Shore según ISO 48-4 y según ASTM D2240
| Norma | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
| Espesor de la probeta | 6 mm | 6 mm |
| Capas | Sí (3 capas) | sí |
| Medidas | 5 | 5 |
| Distancia de medición | 6 mm | 6 mm |
| Tiempo de parada | 3 s vulcanizado 15 s TPE | Más pequeño 1 s |
| carga | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1kg |
| Indicación de dureza | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A/54/1 A/54/15 |
Procedimiento del ensayo de dureza Shore
Al llevar a cabo el método de ensayo Shore según ISO 48-4, deben tenerse en cuenta previamente los siguientes parámetros:
- Según la norma, deben realizarse cinco mediciones para determinar la dureza del material y calcularse un valor medio a partir de ellas.
- El tiempo de medición es de 15 segundos y, si la duración se desvía, debe indicarse en el valor de dureza.
- El material a ensayar debe conservarse a una temperatura ambiente de +23°C ±2°C durante al menos 1 hora.
En el primer paso del ensayo, el indentador presiona la probeta con una fuerza de resorte de 1,11-44,5 N. A continuación, el indentador presiona la probeta con una fuerza de contacto de 3,92-50 N durante 15 segundos. La profundidad de indentación en la probeta oscila entre 0 y 2,5 mm. Esta profundidad de indentación se mide con el durómetro y de ella se obtiene el valor de dureza. El indentador debe actuar sobre la probeta con toda la fuerza de contacto y una duración de 15 segundos. Si se supera o no se alcanza el tiempo de aplicación, debe indicarse en el valor de dureza. Cuanto mayor sea el tiempo de aplicación, menor será el valor de dureza Shore.
La distancia mínima entre las indentaciones debe respetarse de acuerdo con la norma. La distancia central de las indentaciones debe ser de ≥5 mm entre sí y ≥12 mm hasta el borde de la probeta.
Métodos del ensayo de dureza Shore
Los métodos se diferencian en:
- la forma del indentador (véase la ilustración),
- la magnitud de la fuerza de resorte F y
- la magnitud de la fuerza de contacto FA.
Los diferentes métodos de ensayo resultantes utilizan siete indentadores diferentes y cuatro fuerzas de contacto distintas. Las diferencias específicas entre los métodos pueden verse en la tabla siguiente.
Método | Fuerza de resorte F [N] | Fuerza de contacto FA [N] | Indentadores | Recorrido de medición t [mm] | Espesor de la probeta [mm] | Rango de medición |
Shore A | 8,050 N | 9,81 N | Cono truncado, ángulo del cono 35° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 <20 Shore D |
Shore A0 o Shore E | 8,050 N | 9,81 N | Bola, Ø 2,5 mm | 2,5 | ≥ 6 | <20 Shore A |
Shore AM o Shore M | 0,764 N | 9,81 N | Cono con ángulo 30° | 1,25 | ≥ 1,25 | 10…90 |
Shore B | 8,065 N | 9,81 N | Cono con ángulo 30° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore C | 44,5 N | 49,0 N | Cono truncado, ángulo del cono 35°, diám. cono truncado 0,79 mm | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore D | 44,5 N | 49,0 N | Cono con ángulo 30° | 2,5 | ≥ 6 | 30…90 > 90 Shore D |
Shore D0 | 44,5 N | 49,0 N | Bola, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore 0 | 8,05 N | 9,81 N | Bola, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
¿Cómo se lee y muestra el valor de dureza Shore?
El valor de dureza del ensayo Shore está formado por tres elementos principales:
- 1. Un valor numérico de dureza;
- 2. La palabra «Shore», para indicar la dureza según Shore
- 3. El nombre del método Shore, que define el indentador y los parámetros asociados
Si el tiempo de aplicación difiere de la norma, se añade un tiempo como cuarto elemento.
Ejemplo de la representación y lectura de un valor de dureza:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | Valor de dureza |
| Shore | Según Shore |
| A | Método Shore: cono truncado con ángulo de cono 35°, fuerza de resorte 8,065 N y presión de contacto 12,5 N |
| 10 | Tiempo de aplicación de la fuerza de contacto fuera de la duración recomendada, en este caso 10 segundos |
Dureza Shore ISO 868, ASTM D2240, ISO 48-1 y -4, ASTM D 2240
- La dureza Shore se mide en plástico según la norma ISO 868 o ASTM D2240. El método de medición es sencillo de utilizar y puede llevarse a cabo fácilmente con equipos portátiles. Las mediciones de dureza según el método Shore son muy comunes en el control de calidad y pertenecen a los métodos macroscópicos. Para ensayos de laboratorio recomendamos utilizar el equipo sobre un soporte. La calibración de los equipos de dureza se describe en la norma ISO 21509.
- La dureza Shore en caucho y elastómeros se mide de acuerdo con las normas ISO 48-1, ISO 48-4, ISO 48-7 o ASTM D 2240. La norma ISO 48-9 describe la calibración de los equipos. La principal diferencia entre las normas ISO y la medición en plásticos es el tiempo de exposición del indentador.
- En ambos casos se mide con qué profundidad un cuerpo penetra dentro de un material. El indentador se somete a una carga a través de un muelle con unas características predefinidas. Cuanto mayor es la dureza del material a ensayar, menor es la profundidad de penetración, pero tanto mayor es la carga del indentador. La dureza Shore se representa en una escala de 0 a 100 Shore. La fuerza de contacto del pie del dispositivo sobre la superficie de la probeta determina la posición cero. Esta es de unos 10 N en Shore A y de unos 50 N en Shore D, según la norma.
- Según la variación de las diferentes formas del indentador y las características de los muelles, se establece una serie de escalas Shore diferentes. Las escalas más conocidas son Shore A y D. Para aplicaciones específicas han surgido otras escalas, tales como Shore B, C, 0, 00, 000, y D0. El campo de aplicación comprende desde los elastómeros blandos (Shore A) hasta los termoplásticos más duros (Shore D).
- Durómetro analógico y digital Shore
ZwickRoell produce durómetros Shore analógicos, pero también en versión digital con pantalla y con opción de conexión a un PC. Los medidores están equipados con rodamientos lineales de bolas que se ajustan sin holgura y funcionan prácticamente sin fricción. El índice de elasticidad puede ajustarse con precisión en la calibración para cumplir las fuerzas especificadas por las normas en cada valor Shore. De este modo, se respetan exactamente las tolerancias especificadas por las normas, lo que permite una elevada repetibilidad de los resultados.
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