Definição do ensaio de dureza conforme Shore
A dureza de polímeros elásticos de borracha e de elastômeros conforme Shore é determinada com auxílio do método de ensaio normalizado conforme ISO 48-4 ou ASTM D2240.
No ensaio de dureza Shore a medição da profundidade de indentação é feita por meio de um indentador feito em aço endurecido e sujeito à carga de mola, o qual causa uma indentação no material/na amostra. A profundidade de indentação é uma medida para a dureza Shore, a qual é medida em uma escala de 0 Shore (2,5 milímetros em profundidade de indentação) até 100 Shore (0 milímetros em profundidade de indentação). Uma gama de diferentes escalas Shore foi estabelecida, utilizando-se diferentes formas de indentadores e características de mola. As escalas mais conhecidas são Shore A e D. Escalas adicionais, tais como Shore B, C, 0, 00, 000, e D0 são conhecidas para aplicações específicas.
Escalas Shore e exemplos de aplicação:
- Shore A Borracha macia, elastômeros e borracha natural
- Shore D: Elastômeros duros, plásticos e termoplásticos rígidos
- Shore 0 Elastômeros macios e tecidos
- Shore 00 Espumas, espuma de borracha e borracha alveolar
- Shore B: Elastômeros mais duros do que Shore A
- Shore C: Elastômeros de dureza média
VLRH (IRHD supersoft)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
Diferença entre ensaio de dureza Shore conforme ISO 48-4 e ASTM D2240
| Norma | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
| Espessura da amostra | 6 mm | 6 mm |
| Estratificação | sim (3 camadas) | Sim |
| Medições | 5 | 5 |
| Distância entre medições | 6 mm | 6 mm |
| Tempo de espera | 3 s Vulcanizados 15 s TPE | inferior a 1 s |
| Carga | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1 kg |
| Indicação de dureza | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
Execução do ensaio de dureza Shore
No método de ensaio Shore conforme ISO 48-4 devem ser considerados os seguintes parâmetros na preparação:
- Para a determinação da dureza do material devem ser feitas conforme a norma cinco medições para cálculo do valor médio a partir delas.
- O tempo de medição é de 15 segundos, em caso de outro tempo de medição este fato deve ser indicado no valor de dureza.
- O material a ser testado deve ser acondicionado no mínimo durante 1h à temperatura ambiente de +23°C ± 2°C.
No ensaio, o indentador é pressionado no primeiro passo com a força de mola de 1,11 – 44,5N para dentro da amostra. Na sequência, o indentador é pressionado com a força de contato de 3,92 – 50N durante 15 segundos sobre a amostra. A profundidade de indentação na amostra se situa entre 0 – 2,5 mm. A medição da profundidade de indentação é feita com o auxílio do durômetro e o valor de dureza será derivado dessa medição. O indentador deve atuar com a plena força de contato durante 15 segundos sobre a amostra. Em caso de tempo de atuação maior ou menor, este fato deve ser indicado no valor de dureza. Quanto maior o tempo de atuação, tanto menor será o valor de dureza conforme Shore.
A distância mínima da indentações de ensaio conforme a norma deve ser observada. A distância média das indentações entre elas deve ser de ≥ 5mm e da borda da amostra de ≥ 12mm.
Métodos do ensaio de dureza Shore
Os respectivos métodos se diferenciam pelo/pela:
- forma do indentador (ver o gráfico a seguir);
- força de mola F;
- força de contato FA.
Os diferentes métodos de ensaio resultantes utilizam sete indentadores diferentes e quatro forças de contato diferentes. As diferenças específicas dos respectivos métodos podem ser consultadas na tabela a seguir.
Método | Força de mola F [N] | Força de contato FA [N] | Indentador | Curso de medição t [mm] | Espessura da amostra[ mm] | Faixa de medição |
Shore A | 8,050 N | 9,81 N | Tronco de cone, ângulo do cone 35° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 <20 Shore D |
Shore A0 e/ou Shore E | 8,050 N | 9,81 N | Esfera, Ø 2,5mm | 2,5 | ≥ 6 | < 20 Shore A |
Shore AM e/ou Shore M | 0,764 N | 9,81 N | Cone com ângulo de 30° | 1,25 | ≥ 1,25 | 10…90 |
Shore B: | 8,065 N | 9,81 N | Cone com ângulo de 30° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore C | 44,5 N | 49,0 N | Tronco de cone, ângulo do cone 35°, diâmetro do tronco de cone 0,79 mm | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore D: | 44,5 N | 49,0 N | Cone com ângulo de 30° | 2,5 | ≥ 6 | 30…90 >90 Shore A |
Shore D0 | 44,5 N | 49,0 N | Esfera, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore 0 | 8,05 N | 9,81 N | Esfera, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Como é feita a leitura e a representação do valor de dureza Shore?
O valor de dureza do ensaio de dureza Shore é composto por três componentes principais:
- 1. um valor de dureza numérico;
- 2. a palavra “Shore“, que significa dureza conforme Shore;
- 3. a designação do método Shore, que define o indentador e os parâmetros correlacionados.
Quando o tempo de atuação diverge da norma, a indicação do tempo é acrescentada como quarto componente.
Exemplo de representação e leitura de um valor de dureza:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | ...valor de dureza |
| Shore | ...conforme Shore |
| A | ...método Shore - tronco de cone com ângulo de cone de 35°, força de mola de 8,065N e força de contato de 12,5N |
| 10 | …tempo de atuação da força de contato fora do tempo recomendado, nesse caso 10 segundos |
Dureza Shore ISO 868, ASTM D2240, ISO 48-1 e -4, ASTM D 2240
- A medição da dureza Shore em plástico é realizada conforme ISO 868 ou ASTM D2240. O método de medição é de fácil operação e pode ser executado facilmente com o auxílio de equipamentos portáteis. A medição de dureza Shore é amplamente utilizada na Garantia de Qualidade e faz parte dos métodos macroscópicos. Para ensaios de laboratório é recomendada a utilização do equipamento em um suporte de ensaio. A calibração dos equipamentos está descrita na norma ISO 21509.
- A dureza Shore em borrachas e elastômeros é realizada conforme ISO 48-1, ISO 48-4, ISO 48-7 ou ASTM D 2240. A ISO 48-9 descreve a calibração dos equipamentos. A diferença principal entre as normas ISO quanto à medição em plásticos é o tempo de atuação do indentador.
- Em ambos os casos se mede quão profundo um indentador penetra no material. O indentador transmite carga através de uma mola com características específicas. Quanto mais duro o material a ser ensaiado, menor é a profundidade de penetração, porém, maior é a carga do indentador. A dureza Shore é representada em uma escala de 0 até 100 Shore. A força de contato do ponto de apoio do equipamento sobre a superfície da amostra determina a posição zero. Ela é, dependendo da norma, de aproximadamente 10 N para Shore A e de aproximadamente 50 N para Shore D.
- Uma gama de diferentes escalas Shore foi estabelecida, utilizando-se diferentes formas de indentadores e características de mola. As escalas mais conhecidas são Shore A e D. Escalas adicionais, tais como Shore B, C, 0, 00, 000, e D0 são para aplicações específicas. O range de aplicação varia de elastômeros macios (Shore A) até termoplásticos rígidos (Shore D).
- Durômetro Shore análogo e digital
A ZwickRoell fornece durômetros de dureza Shore com mostrador analógico, assim como modelos digitais com mostrador e opções de conexão ao PC. Os equipamentos de ensaio estão equipados com guias lineares sem folga e trabalham quase sem atrito. A taxa de compressão de mola pode ser ajustada com precisão na calibração para observar as forças definidas nas normas para cada valor Shore. Dessa forma, as tolerâncias definidas nas normas são atendidas com precisão e uma alta repetibilidade dos resultados é possível.
Maiores informações sobre Shore ensaio de dureza
