Shore hardheid / Durometer hardheid ASTM D2240 & ISO 48-4
ASTM D2240 en ISO 48-4 beschrijven de testmethode voor de indentatiehardheid van rubber, elastomeren en kunststoffen met behulp van een durometer (durometer hardheid / Shore hardheid).
Een andere methode voor het bepalen van de hardheid van kunststoffen en gelijkaardige materialen via het meten van de indringdiepte op een standaard sample wordt beschreven in ISO 868. ISO 48-4 vervangt de teruggetrokken norm ISO 7619-1.
Definitie van Shore hardheidstests ASTM D2240 vs. ISO 48-4 Uitvoeren van een test Video ISO 868 Shore methoden Weergave van Shore hardheidswaardenShore hardheidsmeters DownloadsFAQ Vraag een gesprek
Definitie van Shore hardheidstests volgens ASTM D2240 & ISO 48-4
Shore hardheidstests volgens ASTM D2240 & ISO 48-4, of ISO 868 zijn een gestandaardiseerde statische testmethode voor het meten van de hardheid van rubber met een zogenaamde durometer. Shore hardheid wordt daarom ook vaak durometerhardheid genoemd en heeft de volgende eigenschappen:
- De durometermethode wordt gebruikt voor het bepalen van de hardheid in het macro gebied met een testkracht van 3,925-50 N.
- Shore hardheid is een dieptemeetmethode. Om de hardheidswaarde van het sample te bepalen, moet dus de ware indringdiepte gemeten worden, niet de permanente indrukking achtergelaten door het indruklichaam.
- De indringdiepte wordt gemeten met een indruklichaam dat in het materiaal of het sample dringt onder invloed van een veer. Het indruklichaam is een geharde stalen pin of kogel afhankelijk van de Shore methode. De indrukkingsdiepte is een maat voor de Shore hardheid en gebruikt een schaal van 0 Shore (2,5 millimeter indrukkingsdiepte) tot 100 Shore (0 millimeter indrukkingsdiepte).
Er bestaan verschillende Shore schalen met elk hun combinatie van indentervorm en veerkarakteristiek. De meest gekende schalen zijn Shore A en D bijkomende schalen als Shore B, C, 0, 00, 000 en D0 voor specifieke toepassingen.
Shore schalen en toepassingsvoorbeelden:
- Shore A: Zacht rubber, elastomeren en natuurrubber
- Shore D: Hardere elastomeren, kunststoffen en stijve thermoplasten
- Shore 0: Zachte elastomeren en textiel
- Shore 00: Geëxpandeerd rubber, sponsrubber en schuimrubber
- Shore B: Hardere elastomeren dan Shore A
- Shore C: Middelmatig harde elastomeren
VLRH (IRHD supersoft)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
ASTM D2240 vs. ISO 48-4
ISO 48-4 en ASTM D2240 zijn normen voor het meten van de hardheid van rubber en gelijkaardige materialen met een durometer. ISO 48-4 focust op gevulkaniseerd of thermoplastisch rubber en definieert vier specifieke schalen, terwijl ASTM D2240 een breder gamma materialen en schalen afdekt. ASTM D2240 wordt vaak gebruikt in Noord-Amerika en is flexibeler qua toepassing. ISO 48-4 is couranter op internationaal niveau en geeft specifiekere richtlijnen voor rubber. Beide normen gebruiken gelijkaardige meetprincipes, maar met verschillende instructies en toepassingsgebieden.
| Norm | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
|---|---|---|
| Dikte sample | 6 mm | 6 mm |
| Lagen | Ja (3 lagen) | Ja |
| Metingen | 5 | 5 |
| Meetafstand | 6 mm | 6 mm |
| Testtijd | 3 s voor gevulkaniseerd rubber 15 s TPE | Minder dan 1 s |
| Belasting | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1 kg |
| Hardheidsspecificatie | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
Uitvoeren van een test volgens ASTM D2240
Voor de Shore hardheidstest volgens ASTM D2240 moet eerst verzekerd worden dat het contactvlak van de durometer parallel is aan de sampletafel. De verticale afstand tussen het contactvlak van de durometer en het contactvlak van het sample wordt ingesteld op 25,4 mm ± 2.5 mm. Tijdens de testprocedure wordt de hardheidsmeter tegen het sample gedrukt met een bepaalde druk tot de oppervlakken volledig in contact zijn. Een seconde nadat het contactvlak stevig contact maakt met het sample, kan de hardheidswaarde afgelezen worden. Er worden vijf metingen gedaan op verschillende punten van het sample, waarna het gemiddelde of de mediaan berekend en gedocumenteerd wordt.
Uitvoeren van een test volgens ISO 48-4
Voor de Shore hardheidstest volgens ISO 48-4 moet op voorhand rekening gehouden worden met de volgende parameters:
- Voor het bepalen van de hardheid van een materiaal, stelt de norm dat vijf metingen moeten gebeuren waaruit de mediaan berekend wordt.
- De testtijd bedraagt 15 s. Bij gebruik van afwijkende testtijden moeten deze aangegeven worden bij de hardheidswaarde.
- Het te testen materiaal moet ten minste een uur bewaard worden bij een temperatuur van +23 °C ± 2°C.
Tijdens de eerste stap van de Shore hardheidstest wordt het indruklichaam in het sample gedrukt met een veerkracht van 1,11-44,5 N. Vervolgens wordt het indruklichaam tegen het sample gedrukt met een contactkracht van 3,92-50N gedurende 15 seconden. De indringdiepte in het sample ligt tussen 0-2,5 mm. Deze indringdiepte wordt gemeten met de durometer, waaruit de hardheidswaarde wordt bepaald. Het indruklichaam moet 15 seconden lang de volle contactkracht uitoefenen op het sample. Als de duur van de uitgeoefende kracht lager of hoger ligt, moet dit aangegeven worden bij de hardheidswaarde. Hoe langer de duur, hoe lager de Shore waarde zal zijn.
De minimale afstand tussen de testpunten uit de norm moet aangehouden worden. De afstand tussen de centers van de indrukkingen moet ≥ 5mm bedragen, en ≥ 12mm tot de rand van het sample.
Shore hardheidstest volgens ISO 868
ISO 868 is een internationale norm die de methode beschrijft voor het bepalen van de indentatiehardheid van kunststoffen en eboniet via de Shore hardheidstestmethode. In deze methode wordt een indruklichaam met een bepaalde kracht tegen een materiaal gedrukt om de indringdiepte te meten. De hardheid van het materiaal wordt bepaald op basis van de indringdiepte en weergegeven op een schaal van 0 (zeer zacht) tot 100 (zeer hard).
ISO 868 beschrijft de meting van hardheid volgens de Shore A en Shore D schalen, die gebruikt worden voor verschillende materiaalhardheden.
- De A-schaal voor zachtere materialen zoals zachte kunststoffen, elastomeren en rubber, gemeten met een afgestompte conus
- De D-schaal voor hardere materialen zoals harde kunststoffen of stijvere elastomeren, gemeten met een conus (naald met een afgeronde tip, R = 0,1 mm)
Shore hardheidstestmethoden
De individuele Shore hardheidstestmethoden verschillen van elkaar:
- de vorm van het indruklichaam (zie afbeelding),
- de grootte van de veerkracht F,
- de grootte van de contactkracht FA.
De verschillende resulterende testmethoden maken gebruik van zeven verschillende indruklichamen en vier verschillende contactkrachten. Specifieke informatie over het verschil tussen de individuele methoden kan u vinden in de tabel hieronder.
| Methode | Veerkracht F [N] | Contactkracht FA [N] | Indruklichamen | Meetverplaatsing t [mm] | Sample dikte [mm] | Meetbereik |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Shore A | 8,050 N | 9,81 N | Afgetopte conus, 35° conushoek | 2,5 | ≥6 | 10 … 90 <20 Shore D |
| Shore A0 of Shore E | 8,050 N | 9,81 N | Kogel, Ø 2.5 mm | 2,5 | ≥6 | <20 Shore A |
| Shore AM of Shore M | 0,764 N | 9,81 N | Conus met hoek 30° | 1,25 | ≥1,25 | 10 … 90 |
| Shore B | 8,065 N | 9,81 N | Conus met hoek 30° | 2,5 | ≥6 | 10 … 90 |
| Shore C | 44,5 N | 49,0 N | Afgetopte conus, 35° conushoek, afgetopte conus dia. 0,79 mm | 2,5 | ≥6 | 10 … 90 |
| Shore D | 44,5 N | 49,0 N | Conus met hoek 30° | 2,5 | ≥6 | 30 … 90 >90 Shore A |
| Shore D0 | 44,5 N | 49,0 N | Kogel, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥6 | 10 … 90 |
| Shore 0 | 8,05 N | 9,81 N | Kogel, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥6 | 10 … 90 |
Hoe wordt de Shore hardheid weergegeven en afgelezen?
De Shore hardheidswaarde bestaat uit drie onderdelen:
- 1. Een numerische hardheidswaarde;
- 2. Het woord Shore, om aan te duiden dat het om Shore hardheid gaat
- 3. De aanduiding van de Shore methode die het indruklichaam en de bijhorende parameters omvat
Als de wachttijd afwijkt van de norm, wordt een tijd aangegeven als een vierde component.
Voorbeeld hoe een hardheidswaarde voorgesteld en gelezen wordt:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | ... Hardheidswaarde |
| Shore | ... Volgens Shore |
| A | ... Shore methode afgetopte conus met conushoek 35°, veerkracht 8,065 N en contactkracht 12,5 N |
| 10 | ... Wachttijd van de contactkracht buiten de aanbevolen duur, in dit geval 10 seconden |
Shore hardheidsmeter voor het bepalen van de Shore hardheid volgens ISO 48-4, ASTM D2240 en ISO 868
- De meetmethode voor het bepalen van de Shore hardheid van rubber, elastomeren en kunststoffen volgens ASTM D2240, ISO 48-4 en ISO 868 gaat makkelijkst met draagbare durometers. Hardheidsmetingen volgens Shore worden courant gebruikt voor kwaliteitscontrole en behoren tot de macroscopische methoden. Voor tests in het laboratorium raden we aan het toestel te gebruiken met een statief. De kalibratie van deze instrumenten wordt beschreven in ISO 21509. ISO 48-9 beschrijft de kalibratie van het toestel. Het belangrijkste verschil tussen de ISO normen in vergelijking met de meting op kunststoffen is de duurtijd van de indrukking.
- In beide gevallen meet de test de indringdiepte van een indringlichaam in het materiaal. Het indringlichaam wordt aangedrukt door middel van een veer met een bepaalde karakteristiek. Hoe harder het materiaal, hoe kleiner de indringdiepte maar hoe hoger de indringkracht. Shore hardheid wordt uitgedrukt op een schaal van 0 tot 100 Shore. De contactkracht van de voet van het toestel op het oppervlak van het sample bepaalt de nulpositie. Afhankelijk van de norm bedraagt deze kracht ongeveer 10 N voor Shore A en ongeveer 50 N voor Shore D.
- Analoge en digitale Shore hardheidstesters/durometers
ZwickRoell levert Shore hardheidsmeters in analoge, digitale of PC-versie. De testers zijn voorzien van spelingvrije lineaire geleidingen en werken nagenoeg zonder wrijving. De veerkarakteristiek kan precies bijgesteld worden tijdens de kalibratie om de krachten uit de norm aan te houden voor elke Shore waarde. Op deze manier worden de toleranties uit de normen strikt aangehouden en worden de resultaten zeer herhaalbaar.
Vaak gestelde vragen over Shore hardheidsmetingen
Shore hardheid beschrijft de hardheid van een materiaal door het meten van de weerstand tegen indrukking met een standaard lichaam (pin). Ze wordt gewoonlijk gebruikt voor rubber, kunststoffen en gelijkaardige materialen, en wordt uitgedrukt via verschillende schalen (bv. Shore A, Shore D), afhankelijk van het type materiaal. Een hogere Shore hardheidswaarde betekent een harder materiaal, een lagere waarde betekent een zachter materiaal.
ASTM D2240 beschrijft een testmethode voor bepaling van de hardheid van materialen met een durometer. De norm beschrijft twaalf verschillende types durometers om de indentatiehardheid van een breed gamma materialen te meten, waaronder thermoplastische elastomeren, gevulkaniseerd rubber, elastomeren, cellulaire materialen, gel-achtige materialen en sommige kunststoffen. Er staan gedetailleerde instructies in over hoe de hardheidsmeting uitgevoerd wordt met verschillende types voor verschillende schalen en materialen.
De belangrijkste verschillen tussen ASTM D2240 en ISO 48-4 zijn de toepassingen en methoden: ASTM D2240 behandelt een breder gamma materialen, waaronder rubber, elastomeren en kunststoffen, en maakt gebruik van verschillende hardheidsschalen zoals Shore A en Shore D. ISO 48-4 focust specifiek op het bepalen van de hardheid van gevulkaniseerd of thermoplastisch rubber en beschrijft ook micro-indentatiemethoden. De twee normen maken gebruik van durometers voor het bepalen van de hardheid, maar ISO 48-4 levert gedetailleerdere instructies voor specifieke soorten rubber en dunne samples.
Shore A wordt gebuikt voor het meten van de hardheid van zachtere materialen zoals rubber en zachte kunststoffen. Shore D is geschikt voor hardere materialen zoals harde kunststoffen en thermoplasten. Een hogere waarde op de respectievelijke schaal duidt op een hogere hardheid van het materiaal.