مقياس التحمل الشاطئي

يعد Shore Durometer واحدًا من أكثر الأدوات المفيدة التي يمكن استخدامها لتحديد المواد المستخدمة في قالب القالب. اعتمادًا على مدى تعقيد تصميم الجسم المراد صبه، سيتم تحديد مرونة القالب المطاطي. تتطلب الكائنات ذات الميزات الأكثر تعقيدًا أو العديد من الأذرع البارزة والممتدة قالبًا أكثر مرونة مما يسمح بإزالته بسهولة بعد صبه.

على هذا النحو، سيكون مطاط مقياس التحمل Shore 30A أكثر ملاءمة من مطاط مقياس التحمل Shore 70A الأكثر صلابة والأقل مرونة. بدلاً من ذلك، يعد مطاط Shore 70 durometer أكثر ملاءمة لصنع قوالب الأجسام المسطحة ذات السطح المتساوي مثل البلاط وأحجار الرصف. تتطلب هذه الأشياء مرونة أقل في قوالبها حيث يمكن إزالتها بسهولة.

تعد مقاييس التحمل أمرًا بالغ الأهمية أيضًا عندما يتعلق الأمر باختيار نوع مطاط السيليكون لاستخدامه في تطبيقات التغليف الحراري. يوصى باستخدام مطاط السيليكون المحكم الغلق بدرجة الحرارة العالية والذي يحتوي على درجة Shore 70A إلى Shore 90A على الجانب الذي يتلامس مع أدوات التسخين. بالمقارنة مع مطاط السيليكون الذي يتمتع بدرجة أقل من مقياس التحمل، فإن مطاط التحمل Shore 70A قادر على توفير نقل أفضل للحرارة مما يترجم إلى إحكام أكثر كفاءة للحرارة.

لفهم مقاييس صلابة شور، من المهم ملاحظة أن مقياس التحمل ليس وحدة قياس. بدلاً من ذلك، مقياس التحمل هو قياس بلا أبعاد يعتمد على الصلابة النسبية للمواد المختلفة. وبالتالي، فإن مقياس صلابة شور يشكل نقطة مرجعية مشتركة لمقارنة هذه المواد.

يتم وضع مقياس التحمل في ثلاثة مقاييس للشاطئ. يتم تصنيف كل مقياس شور من حيث الصلابة من 0 إلى 100:

00 – يقيس الرغاوي الخفيفة والمطاط الإسفنجي والمواد الهلامية الناعمة
أ - يقيس المطاط الناعم والبلاستيك واللدائن الشبيهة بالمطاط
د - يقيس المطاط الصلب والبلاستيك واللدائن الحرارية

يستخدم كل ميزان من موازين شور الثلاثة مقياس التحمل بإبرة مختلفة الحجم. نظرًا لهذا التنوع في حجم الإبرة، فإن بعض موازين Shore هي الأفضل لقياس أنواع معينة من المواد.

بغض النظر عن مقياس شور الذي يقع تحته القياس، فإن الأرقام الأعلى تعني مقاومة أعلى لإبرة مقياس التحمل، بينما تظهر الأرقام الأقل مقاومة أقل. المواد التي تحصل على نقاط أقل تكون أكثر ليونة، في حين أن المواد التي تحصل على نقاط أعلى تكون أكثر صلابة.

لقياس صلابة المطاط والبلاستيك، سيتم وضع إبرة متصلة بمقياس التحمل على المادة. يتم بعد ذلك الضغط على مقياس التحمل حتى تضغط الإبرة بقوة بشكل عمودي على المادة وستشير القراءة المأخوذة إلى الصلابة المقاسة للمادة. يجب تطبيق قوة كافية على مقياس التحمل للتأكد من أن القراءات المأخوذة دقيقة قدر الإمكان.

ستتطلب مقاييس التحمل Shore A قوة أقل عند 0.822kg بينما سيتطلب مقياس التحمل Shore D قوة أعلى تبلغ 4.55kg. وذلك لأن المواد التي يتم قياسها باستخدام مقاييس التحمل Shore D هي ذات طبيعة أصعب وبالتالي تتطلب المزيد من القوة لتطبيقها للحصول على قراءات دقيقة. بغض النظر عن نوع مقياس التحمل، يجب أيضًا تطبيق الضغط لمدة 15 ثانية.

من المهم جدًا التأكد من أن المادة التي تم اختبارها لها سطح مستو لأن قراءات الصلابة بمقياس التحمل لن تكون دقيقة إذا تم إجراؤها على أسطح مستديرة أو خشنة أو غير مستوية. يجب أيضًا أن يكون حجم عينة المادة التي تم اختبارها 19 مم × 44 مم وسمكها 6 مم.

يمكن وضع عدة طبقات رقيقة من المادة في طبقات لتحقيق متطلبات سمك 6 مم ولكن يجب توخي الحذر لتجنب احتجاز الهواء بين الطبقات. وينبغي أيضًا أخذ متوسط ​​5 قراءات، كل منها على الأقل 13 مم من الحواف و6 مم بعيدًا عن بعضها البعض لضمان قراءات عادلة وغير متقطعة.

تُستخدم مقذوفات السيليكون في مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من أختام الطائرات وحتى الأنابيب الطبية. للتأكد من أن لديك السيليكون المناسب لتطبيقك، يجب أن تكون متطلبات التطبيق مطابقة بشكل وثيق لخصائص السيليكون. هناك العديد من خصائص المواد التي قد تؤثر على أداء السيليكون الخاص بنا في تطبيقك. ومن أهم خصائصه الصلابة أو "مقياس التحمل".

تشير صلابة المادة إلى مدى سهولة مقاومة المادة للتشوه تحت الضغط. وبعبارة أكثر بساطة، إذا تم ضغط شيء ما على سطح مادة ما، فإن الصلابة تخبرنا بمدى سهولة تشوه المادة أو وضع علامات عليها. اعتمادًا على المادة، هناك العديد من الاختبارات القياسية التي يمكن استخدامها لتحديد الصلابة. غالبًا ما يتم اختبار المعادن باستخدام إجراءات فيكرز أو روكويل - حيث تقوم هذه الإجراءات بالضغط بأداة صغيرة على سطح المعدن تحت حمل قياسي وقياس حجم العلامة الناتجة.

بالنسبة لللدائن مثل السيليكون، يتم قياس الصلابة باستخدام اختبار Shore Durometer. يقيس هذا الاختبار العمق الذي يمكن أن يضغط به مخروط صغير على سطح السيليكون. يتم تحويل العمق الذي يغوص فيه المخروط في السيليكون إلى قيمة على مقياس Shore Durometer. يغوص المخروط بشكل أعمق في السيليكونات الناعمة والتي لها قيمة منخفضة على المقياس. إذا كان السيليكون قاسيًا، فإن المخروط لا يغوص بعيدًا جدًا وتكون القيمة على مقياس شور عالية.

هناك العديد من الاختلافات في اختبار Shore Durometer لأنواع مختلفة من اللدائن. الأكثر شيوعًا هي Shore Durometer A لللدائن المرنة وShore Durometer D لللدائن الصلبة. يعطي كل اختبار قيمة صلابة تتراوح من 0 إلى 100. يُستخدم اختبار Shore A بشكل عام لقياس صلابة السيليكون - تقع معظم أنواع السيليكون لدينا بين 25 و80 Duro Shore A. لديه معدات لاختبار صلابة Shore حتى معيار ASTM D2240.

للحصول على فكرة عما تعنيه مقاييس الصلابة المختلفة، يمكن ضغط 25 Duro سيليكون بسهولة بأصابعك - فكر في المطاط الذي تصنع منه الأربطة المطاطية. يعتبر السيليكون 80 Duro أصعب بكثير في الضغط، مثل المطاط الموجود في نعل الحذاء.

للتأكد من أن السيليكون الذي تختاره لتطبيقك يعمل على النحو المطلوب، يجب أن يحتوي على مقياس التحمل الصحيح. بالنسبة لتطبيقات مثل الصفائح المفرغة، قد يكون مقياس التحمل المنخفض مناسبًا تمامًا، في حين قد تتطلب الحشيات مقياس تحمل متوسط ​​إلى مرتفع. يمكن تخصيص مادة سيليكون لمقياس التحمل المطلوب لتطبيقك.

يتم استخدام صلابة مقياس التحمل لتحديد الصلابة النسبية للمواد الناعمة، عادة من البلاستيك أو المطاط، ويتم إجراؤها بواسطة اختبار التحمل Shore وفقًا للمعيار المشار إليه. على غرار اختبارات الصلابة للمعادن، تحدد هذه الطريقة مقاومة المادة للمسافة البادئة عن طريق اختراق أداة إندينتر في عينة الاختبار وبالتالي إعطاء قيمة الصلابة.

نظرًا لاختلاف مرونة البوليمرات، تم تجهيز LMATS بمسافات بادئة مختلفة لاستخدامها في اختبار أنواع مختلفة من المواد اللينة من اللدائن ومنتجات المطاط الطبيعي، والنيوبرين، والبوليستر، والبلاستيك اللين، والجلود، ومطاط النتريل، والشموع واللباد إلى البلاستيك الصلب والمزيد.

مقياس التحمل Shore مقياس المسافة البادئة "العينات الناعمة" عبارة عن قضيب فولاذي مقوى بقطر 1.1 مم - 1.4 مم، مع مخروط مبتور 35 درجة (frustum)، 0.79 مم.
مقياس التحمل Shore D ذو المسافة البادئة "العينات الأكثر صلابة" عبارة عن قضيب فولاذي مقوى بقطر 1.1 مم - 1.4 مم، مع نقطة مخروطية 30 درجة، وطرف نصف قطره 0.1 مم.

تجري LMATS بانتظام اختبار صلابة التحمل وفقًا لمعيار ASTM D2240 وISO 868
استخدام صلابة Shore (باستخدام مقياس Shore A وD) على العناصر التالية:

المواد البلاستيكية الصلبة واللينة (الأختام، الحشيات، مداس الإطارات، العجلات المطاطية، الحلقات الدائرية، البولي أوليفينات، البوليمرات الفلورية، الفينيل، HDPE، LDPE)
المطاط
المواد المانعة للتسرب
اللدائن

اختبار التحمل
غالبًا ما يشار إلى صلابة الحلقة على أنها مقياس التحمل الخاص بها لأنه يتم قياس الصلابة بواسطة مقياس التحمل. هناك ثلاث فئات رئيسية من الصلابة:

● Shore 00: يقيس المطاط والمواد الهلامية الناعمة للغاية، بما في ذلك الحلوى الصمغية والحشوات الهلامية للأحذية.

● Shore A: الفئة الأكثر استخدامًا والتي توفر نطاقًا أوسع من الصلابة. يقيس هذا المقياس مطاط القالب المرن الذي يتراوح من المطاط الناعم جدًا إلى المطاط الصلب بشكل استثنائي مع عدم وجود مرونة تقريبًا. يمكن أيضًا أن تقع بعض المواد البلاستيكية شبه الصلبة في الطرف الأعلى من المقياس.

● Shore D: يشمل المطاط الصلب، من الصلابة المعتدلة إلى الصلابة الشديدة. يشمل مقياس Shore D أيضًا المواد البلاستيكية شبه الصلبة إلى المواد البلاستيكية الصلبة.

● النوع M: يوصف بأنه مقياس الصلابة الدقيقة. النوع M مناسب لقياس صلابة العينات التي لا يمكن قياسها بدقة باستخدام جهاز Shore A. تم تصميم مقياس التحمل من النوع M للاستخدام على العينات التي لا يقل سمكها عن 0.050 بوصة، على الرغم من أنه يمكن استخدامه على العينات الرقيقة إذا كانت هناك بيانات تدعم دقة القياس.

هناك العديد من طرق الاختبار القياسية الموجودة لقياس التحمل المطاطي. ASTM D-2240 وISO 868 هما من أكثر المعايير شيوعًا. عادةً ما تراعي هذه المواصفات المطاط الذي يقع في نطاق 20 إلى 90 Shore A.

●ASTM D-2240: تستخدم طريقة الاختبار هذه أداة تخترق المطاط في ظل ظروف محددة لقياس المسافة البادئة. يستخدم هذا الإجراء لتحديد المسافة البادئة لللدائن المرنة بالحرارة والمطاط المفلكن والمواد المرنة والمواد الهلامية وبعض المواد البلاستيكية.

●ISO 868: يقيس هذا الاختبار مقاومة المسافة البادئة للمواد البلاستيكية عن طريق نوعين: النوع A والنوع D. يُستخدم النوع A للمواد الأكثر ليونة بينما يستخدم النوع D للمواد البلاستيكية الأكثر صلابة. تسمح هذه الطريقة بقياس المسافة البادئة أو المسافة البادئة بعد فترة زمنية محددة لفهم كيفية عمل المادة في بيئات معينة.

يعد قياس الصلابة عبر الأسطح المختلفة جانبًا مهمًا في اختبار المواد، وغالبًا ما يتم ذلك باستخدام مقياس التحمل. يحدد هذا الجهاز مقاومة المسافة البادئة بالضغط على السطح بإبرة، ويتم تحويل القوة الناتجة إلى قيمة الصلابة.

ولضمان الدقة، يتم إجراء الاختبار في ثلاثة مواقع مختلفة على الأقل، بحيث يبلغ سمك المادة في كل موقع 6 مم على الأقل. ثم يتم حساب متوسط ​​هذه القياسات لتحديد الصلابة الإجمالية للمادة قيد الفحص. تشتمل مقاييس التحمل Shore A وShore D (انظر الشكل 1 أدناه) على تطبيقات مفيدة للمواد المتنوعة.

مقياس التحمل Shore A مناسب للأسطح الأكثر نعومة. يمكن أن تشمل تطبيقاته: المطاط، والبوليستر، والجلود، والشمع، وما إلى ذلك. الحد الأقصى للصلابة التي يمكن قياسها بدقة هو 100؛ أي شيء أعلى يتم قياسه بواسطة Shore D.

مقياس التحمل Shore D مناسب للأسطح الأكثر صلابة. يمكن أن تشمل تطبيقاته: الخشب، المطاط الصلب، البلاستيك، الأرضيات، كرات البولينج، إلخ.

في التطبيقات العملية، تعد مقاييس التحمل متعددة الاستخدامات بشكل لا يصدق، مما يجعلها أدوات لا تقدر بثمن عبر مجموعة واسعة من الصناعات. على سبيل المثال، يتم استخدام مقاييس التحمل Shore D في كثير من الأحيان لقياس صلابة البولي إيثيلين عالي الكثافة، مما يسلط الضوء على قدرتها على التكيف مع الاحتياجات الصناعية المختلفة.