Dureza Shore / Dureza durométrica ASTM D2240 & ISO 48-4
Las normas ASTM D2240 e ISO 48-4 describen el método de ensayo para determinar la dureza de penetración de caucho, elastómeros y plástico con la ayuda de un durómetro (dureza durométrica / dureza Shore).
En la norma ISO 868 se describe otro método para determinar la dureza de plásticos y materiales similares mediante la profundidad de penetración de una probeta normalizada (dureza Shore). La norma ISO 48-4 sustituye a la ISO 7619-1, ya retirada.
Definición dureza Shore ASTM D2240 vs. ISO 48-4 Ejecución del ensayo Vídeo ISO 868 Métodos Shore Representación del valor de dureza ShoreDurómetros Shore DescargasPreguntas frecuentes Solicite asesoramiento
Ensayo de dureza Shore conforme a ASTM D2240 e ISO 48-4
El ensayo de dureza según la escala Shore de conformidad con ASTM D2240 e ISO 48-4 eISO 868 es un método de ensayo estático normalizado para medir la dureza del caucho mediante un durómetro. Por ello, la dureza Shore a menudo también se conoce como dureza medida con durómetro y presenta las siguientes características:
- Con el método del durómetro se determina la dureza a escala macro con una fuerza de ensayo de 3,924 – 50 N.
- La dureza Shore se basa en un método de medición de la profundidad. Es decir, para obtener el valor de dureza de una probeta, se mide la profundidad de penetración real y no la huella residual generada por el indentador.
- La profundidad de penetración se mide mediante un indentador con carga de resorte, que se penetra en el material o en la probeta. El indentador es una punta de acero endurecido, con diferentes diseños de punta y de bola de acero en función del método Shore. 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
ASTM D2240 vs. ISO 48-4
ISO 48-4 y ASTM D2240 son normas para la medición de la dureza del caucho y materiales similares con un durómetro. La norma ISO 48-4 se centra en el caucho vulcanizado o termoplástico y define cuatro escalas específicas, mientras que la norma ASTM D2240 cubre una gama más amplia de materiales y doce escalas. La norma ASTM D2240 se utiliza de forma generalizada en América del norte y es más flexible en su aplicación, mientras que la norma ISO 48-4 es más internacional y proporciona indicaciones más específicas para el caucho. Ambas normas utilizan principios de medición similares, pero con especificaciones y ámbitos de aplicación ligeramente distintos.
| 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 |
Ensayo según ASTM D2240
Para el ensayo de dureza Shore según la norma ASTM D2240, primero hay que asegurarse de que la superficie de contacto del durómetro es paralela a la mesa de probetas. A continuación, se ajusta la distancia vertical entre la superficie de contacto del durómetro y la superficie de contacto de la probeta en 25,4 mm ± 2,5 mm. Durante el procedimiento de ensayo, se presiona suavemente el durómetro contra la probeta con la fuerza de contacto especificada, hasta que la superficie de apoyo quede perfectamente sentada. El valor de dureza puede leerse un segundo después de que la superficie de contacto haya entrado en contacto firme con la probeta. Se toman cinco mediciones en distintos puntos de la probeta y se calcula y documenta la media o mediana.
Realización del ensayo ISO 48-4
Al llevar a cabo el 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 de dureza Shore, el indentador presiona la probeta con una fuerza de resorte 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. De dicha profundidad de indentación, medida con el durómetro, 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.
Ensayo de dureza Shore según ISO 868
La ISO 868 es una norma internacional que define el método para determinar la dureza de indentación de plásticos y caucho endurecido mediante el método de dureza Shore. Según este método, se presiona una una sonda de ensayo sobre el material con una fuerza definida para medir la profundidad de penetración. La dureza del material se determina en función de dicha profundidad de penetración y se indica en una escala de 0 (muy blando) a 100 (muy duro).
En particular, la norma ISO 868 especifica la medición de la dureza según las escalas Shore A y Shore D, que se utilizan para las diferentes durezas de los materiales.
- Escala A para materiales más blandos como plásticos blandos, elastómeros y gomas con un cono truncado
- Escala D para materiales más duros como plásticos duros o elastómeros rígidos, que se pueden medir con un cono (aguja con una punta redondeada, R = 0,1 mm)
Métodos del ensayo de dureza Shore
Los métodos del ensayos de dureza Shore se distinguen por:
- la forma del indentador (véase la figura),
- 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 | 8,050N | 9,81N | Cono truncado, ángulo del cono 35° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 <20 Shore D |
| Shore A0 o Shore E | 8,050N | 9,81N | Bola, Ø 2,5 mm | 2,5 | ≥ 6 | <20 Shore A |
| Shore AM o Shore M | 0,764N | 9,81N | Cono con ángulo 30° | 1,25 | ≥ 1,25 | 10…90 |
| Shore B | 8,065N | 9,81N | Cono con ángulo 30° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
| Shore C | 44,5N | 49,0N | Cono truncado, ángulo del cono 35°, diám. cono truncado 0,79 mm | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
| Shore D | 44,5N | 49,0N | Cono con ángulo 30° | 2,5 | ≥ 6 | 30…90 > 90 Shore D |
| Shore D0 | 44,5N | 49,0N | Bola, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
| Shore 0 | 8,05N | 9,81N | Bola, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
¿Cómo se lee y se representa 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 |
Durómetros Shore para la determinación de la dureza según las normas ISO 48-4, ASTM D2240 e ISO 868
- El método de medición para la determinación de la dureza Shore de goma, elastómeros y plásticos de conformidad con ASTM D2240, ISO 48-4 e ISO 868 se puede realizar fácilmente con durómetros portátiles. Las mediciones de dureza 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 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.
- Durómetro Shoreanalógico y digital
ZwickRoell produce durómetros Shore con indicador analógico, pero también en versión digital con pantalla y con opciones 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.
Preguntas frecuentes sobre el ensayo de dureza Shore
La dureza Shore es una medida de la dureza de un material, que evalúa la resistencia del material a la penetración de una probeta normalizada (punta). Se suele utilizar generalmente para caucho, plásticos y materiales similares, y se expresa en diferentes métodos o escalas (por ejemplo, Shore A, Shore D), que varían según el tipo de material. Un valor más alto de dureza Shore indica un material más duro, mientras que un valor más bajo indica un material más blando.
La norma ASTM D2240 describe un método de ensayo para determinar la dureza de los materiales mediante el uso de un durómetro. Esta norma cubre doce tipos diferentes de durómetros, utilizados para medir la dureza por penetración en una amplia gama de materiales, incluidos los elastómeros termoplásticos, el caucho vulcanizado, los materiales elastoméricos, celulares, gelatinosos y algunos plásticos. Además, define especificaciones detalladas sobre cómo realizar la medición de dureza, utilizando diferentes tipos de durómetros según el rango de dureza y el tipo de material.
La principal diferencia entre la norma ASTM D2240 y la norma ISO 48-4 radica en sus métodos y ámbito de aplicación: La norma ASTM D2240 cubre una mayor variedad de materiales, incluyendo el caucho, los elastómeros y los plásticos, y utiliza diferentes escalas de dureza, como Shore A y Shore D. La ISO 48-4, en cambio, se centra específicamente en la determinación de la dureza de caucho vulcanizado o termoplástico e incluye métodos de microindentación. Si bien ambas normas utilizan durómetros para medir la dureza, la ISO 48-4 proporciona indicaciones más detalladas para tipos específicos de caucho y probetas delgadas.
El método Shore A se usa para medir la dureza de materiales más blandos, como el caucho y plásticos flexibles. mientras que el método Shore D es adecuado para materiales más duros, como plásticos rígidos y materiales termoplásticos. Cuanto mayor sea el valor en la escala correspondiente, mayor será la dureza del material.