Shore sertliğini ölçmek; kauçuk, plastik ve elastomerler gibi malzemelerin sertliğini belirlemek için yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. Metaller ve sert malzemeler için tasarlanmış Rockwell veya Brinell gibi diğer sertlik test yöntemlerinden farklı olarak, Shore sertlik testlerinde özellikle daha esnek malzemelerin iz (girinti) açmaya karşı direnci ölçülür. Bu nedenle esneklik, elastikiyet ve darbeye karşı direnç gibi özelliklerin önemli olduğu uygulamalarda özellikle tercih edilir.
“Sertlik” terimi, bir malzemenin iz açmaya veya bölgesel deformasyona direnme kabiliyetini ifade eder ve genellikle durometre adı verilen bir cihaz kullanılarak ölçülür. Shore sertlik ölçeğinde bu özellik ölçülür ve malzemede bir iz oluşturmak için ne kadar kuvvet gerektiğini gösteren sayısal bir değer belirlenir.
Shore Sertlik Ölçekleri: Shore A, Shore B ve Shore OO
Shore sertlik ölçekleri, çeşitli malzemelerin (genellikle plastikler ve kauçukların) sertliklerini ölçmek için tasarlanmıştır; ISO 48-4 veya ASTM D2240 ile uyumludur. Shore sertliği, termoplastik elastomerler (TPE’ler) ve yumuşak kauçuklar gibi çok yumuşak malzemelerden termoplastikler ve termosetler gibi çok sert malzemelere kadar bir çok malzemede sertliği ölçmek için kullanılan çok yönlü bir tekniktir. En yaygın kullanılan iki durometre ölçeği Shore A ve Shore D’dir. Her iki ölçekteki sertlik değerleri 0 ila 100 arasında değişir ve deneysel olarak testteki iz derinliğine dayanır.
Diğerleri kadar yaygın olarak kullanılmasa da Shore OO ölçeği de malzemelerin sertliğini ölçmek için kullanılan bir durometre ölçeğidir. Kullanılacak Shore sertlik ölçeği malzemeye ve büyük ölçüde kullanıcının uygulamak istediği test tipine bağlı olarak belirlenir.
Shore A ve Shore D: Farkı Nedir?
Shore A ve Shore D ölçekleri arasındaki temel farklar, testleri gerçekleştirmekte kullanılan izaçar tipi ve uygulanan kuvvet ile ölçülmesi amaçlanan malzemelerdir. Bu farklar, uygun Shore sertlik durometre test prosedürünü ve ölçeğini seçmek için çok önemlidir.
Özellik | Shore A | Shore D |
Malzeme tipi | Daha yumuşak, daha esnek malzemeler (ör. kauçuklar, silikonlar, yumuşak elastomerler, TPE’ler, TPU) | Daha sert, daha katı malzemeler (ör. ABS, PC gibi sert plastikler) |
İzaçar tipi | Daha yumuşak malzemeler için konik uç | Daha sert malzemeleri delmek için daha keskin uç |
Ölçek aralığı | 0 ila 100 | |
Uygulanan kuvvet | Yaklaşık 8 N | Yaklaşık 44,5 N |
Yaygın kullanım yeri | Esneklik ve elastikiyet gerektiren malzemelerin ölçülmesi | Sertlik ve tokluk gerektiren malzemelerin ölçülmesi |
Uygulamaları | Hareketli ve hareketsiz contalar, ayakkabı tabanları, esnek tüketici ürünleri | Sert şapkalar, bahçe hortumları, sert plastik bileşenler |
Shore Durometre Dönüştürme Tablosu
Bu iki ölçek arasında bir miktar örtüşme vardır, bu örtüşen bölgedeki bir malzemenin sertliğini belirlemek ve raporlamak için Shore A ve Shore D’den herhangi biri kullanılabilir. Örneğin, 100 Shore A sertliğine sahip bir malzeme yaklaşık 60 Shore D’ye eşdeğerken, Shore 10 D sertliğine sahip bir malzeme yaklaşık 70 Shore A’ya eşdeğerdir.
Aşağıdaki tabloda Shore A ve Shore D ölçeklerinde yaklaşık olarak birbirine denk değerler gösterilmektedir:
Bu örtüşmelere rağmen, bir malzemenin sertliğini, performansını ve kalitesini etkili bir şekilde ölçebilmek için farklı malzemeleri karşılaştırırken aynı ölçeği kullanmak önemlidir.
Shore A Sertlik Ölçeği
Shore A ile elastomerler, silikonlar ve kauçuklar gibi daha yumuşak ve daha esnek malzemelerin sertliği ölçülür. Shore A’da kullanılan izaçar, yumuşak malzemeleri delmek için uygun olan konik bir uca sahiptir. Shore A durometre, 35° konik bir kafa kullanarak malzemeye yaklaşık 8 N kuvvet uygular.
Shore A Sertliği ile Ölçülen Yaygın Kullanımlı Malzemeler
Shore A sertliği, esnek ve yumuşak malzemelerin sertliğini ölçmek için kullanılan bir yöntemdir. Özellikle kauçuklar, silikonlar, termoplastik elastomerler (TPE’ler) ve daha yumuşak termoplastikler ve termosetler gibi malzemelerin ölçümleri için ideal seçimdir.
Malzeme Tipi | Malzeme Örneği | Shore A Sertliği | Yaygın Uygulamaları |
Silikon | True Silicone | 20 – 60 | Contalar, o-ringler, mutfak gereçleri, medikal implantlar |
Silikon | Silikon elastomerler | 20 – 70 | Otomotiv uygulamaları, gıda sınıfı ürünler, medikal cihazlar |
Kauçuk | SIL 30 | 35 | Otomotiv contaları, medikal cihazlar, mutfak gereçleri, hareketli contalar |
Kauçuk | EPU 40 | 72 | Endüstriyel parçalar, hareketli ve hareketsiz contalar |
TPE (Termoplastik elastomer) | TPU (Thermoplastic polyurethane) | 85 – 95 | Ayakkabılar, hortumlar, endüstriyel kayışlar, kablo kılıfları, spor ekipmanları |
TPE (Termoplastik elastomer) | TPV (Thermoplastic vulcanizates) | 50 – 80 | Otomotiv contaları, hava şeritleri, yumuşak dokunuşlu kavramalar |
Yumuşak Termoplastik / Termoset | LDPE (Low-density polyethylene) | 95 | Sıkılabilir şişeler, plastik torbalar, borular |
Yumuşak Termoplastik / Termoset | PVC (Polyvinyl chloride), flexible grade | 50 – 90 | Esnek hortumlar, şişirilebilir ürünler, kablo yalıtımı |
Yumuşak Termoplastik / Termoset | Epoxy resins | 60-85 | Zemin kaplamaları, kaplamalar, yapıştırıcılar |
Uygulama Örnekleri
Aşağıdaki tabloda bazı bilindik ürünlerin Shore A sertliği verilmiştir:
Ürün | Shore A Sertlik |
Kauçuk bant | 20 A |
Biberon emziği | 40 A |
Silgi | 55 A |
Ayakkabı tabanı | 70 A |
Deri kemer | 80 A |
Lastik sırtı | 80 A |
Golf topu | 90 A |
Shore D Sertlik Ölçeği
Shore D ölçeğinde, sert plastikler ve esnekliği az olan daha sert elastomerler de dahil olmak üzere daha sert, daha katı malzemelerin sertliği ölçülür. Shore D’de kullanılan izaçar, Shore A izaçarına kıyasla yataydan ölçülen daha keskin bir uca sahiptir ve bu sayede izaçar kuvvetinin uygulandığı alanın daha küçük olması nedeniyle daha sert malzemeleri delebilir. Shore D durometre testleri için, 30°’lik konik bir kafa kullanılarak malzemeye 44,5 N kuvvet uygulanır.
Shore D Sertliğiyle Ölçülen Yaygın Kullanımlı Malzemeler
Shore D ölçeği genellikle vulkanize kauçuk, sert TPE’ler gibi daha sert plastiklerin ve elastomerlerin ve ABS, PC, PVC gibi termoplastiklerin sertliğini ölçmek için kullanılır.
Malzeme Tipi | Malzeme Örneği | Shore D Sertliği | Yaygın Uygulamaları |
Sert Plastik | ABS | 70 – 85 | Otomotiv bileşenleri, elektronik muhafazalar, tüketici ürünleri (ör. LEGO parçaları gibi oyuncaklar) |
Sert Plastik | PC (Polikarbonat) | 70 – 85 | Gözlük camları, emniyet kaskları, koruyucu kalkanlar |
Sert Plastik | Akrilik / PMMA | 70-80 | Pencereler, tavan pencereleri, tabelalar |
Sert Plastik | PVC (Polivinil klorür), sert sınıf | 80-90 | Borular, bağlantı parçaları, pencere çerçeveleri, yapı malzemeleri |
Sert Elastomer | Vulkanize kauçuk, sert sınıf | 50-75 | Otomotiv lastikleri, kayışlar, endüstriyel contalar |
Sert Elastomer | Sert TPE’ler | 55-75 | Alet sapları, otomotiv bileşenleri, mobilya tekerlekleri |
Thermoset Plastik | Epoksi reçineler | 75-90 | Kaplamalar, yapıştırıcılar, elektriksel kapsülleme, kompozit malzemeler |
Kompozit Malzeme | Karbon fiber kompozitler | 80-90 | Havacılık ve uzay, otomotiv, spor ekipmanları, yüksek performanslı uygulamalar |
Uygulama Örnekleri
Aşağıdaki tabloda bazı yaygın kullanımlı nesnelerin Shore D sertliği verilmiştir:
Ürün | Shore D Sertliği |
Ayakkabı tabanı | 10 D |
Bahçe hortumu | 30 D |
Sert Kitap kapağı | 40 D |
Tahta cetvel | 70 D |
Sert şapka | 80 D |
Shore Sertliği Nasıl Ölçülür?
Shore sertliği ölçüm prosedürü aşağıdaki dört adımda açıklanmıştır:
- Test numunesini sert, düz veya katı bir yüzey üzerine yerleştirin. Durometreye hızlı ve sürekli bir şekilde basınç uygulayın, ani darbelerden veya şoklardan kaçının.
- Sertlik ölçümlerini belirtilen aralıklarla yapın. 3. saniyede ve ardından 15. saniyede okumaları kaydedin.
- Olası değişimleri hesaba katmak için test numunesi üzerindeki beş farklı noktada sertliği ölçün. Bu ölçümlerin ortalamasını hesaplayın ve kaydedin.
- Durometre üzerindeki iğne, plastiğe maksimum derinliğine kadar girmişse ve cihaz malzemeye sıkıca bastırılmışsa, ölçek üzerinde malzemenin sertlik değerini gösterecektir.
Sertlik değeri 0 ile 100 arasında değişen bir ölçekte gösterilir ve belirli bir derinlikte bir iz oluşturmak için gereken basınç miktarına göre belirlenir. Daha yüksek Shore sertlik değerlerine sahip malzemeler daha yüksek sertliklere sahiptir. Ancak, daha yüksek bir Shore sertliğine sahip bir malzemenin her zaman daha dayanıklı olması veya tüm uygulamalarda daha iyi performans göstermesi beklenmemelidir. Sertlik, bir malzemenin özelliklerinin yalnızca bir yönüdür; esneklik, darbe direnci ve çekme mukavemeti gibi diğer faktörler de genel performansı belirlemede kritik roller oynar.
Hatalı Shore Sertlik Okumaları için Sorun Giderme İpuçları
Malzeme seçimi ve ürün tasarımında bilinçli kararlar vermek için doğru ve güvenilir okumalar elde etmek gerekir, ancak birçok faktör nedeniyle hatalı ölçümler yapılabilir veya malzemeye özgü zorluklar ortaya çıkabilir. Tutarlı ve yüksek doğrulukta Shore sertlik okumaları elde etmenize yardımcı olacak bazı sorun giderme ipuçları şunlardır:
- Shore sertlik durometresinin uygun şekilde kalibre edildiğinden emin olun: Doğru okumalar elde etmek için durometrenizi standart bir referans blok kullanarak düzenli olarak kalibre edin, çünkü uygun şekilde kalibre edilmemiş bir cihaz yanıltıcı sertlik değerleri verebilir ve malzeme seçimini ve kalite kontrolü etkileyebilir. Durometreyi temiz tutun ve bakımlarını ihmal etmeyin; izaçar ucu ve diğer parçalarda aşınma olup olmadığını kontrol edin ve ölçüm hassasiyetini korumak için aşınmış bileşenleri derhal değiştirin.
- Malzeme yüzeyini ölçüm için hazırlayın: Hatalı okumaları önlemek için malzemenin yüzeyinin temiz, pürüzsüz ve kirlerden ve kalıntılardan arındırılmış olduğundan emin olun. Test numunesi düz olmalı ve test standartlarına (ör. ASTM D2240-15) uygun boyutta hazırlanmalıdır. Malzemede kaplama veya yüzey işlemi varsa, hatalı sertlik okumalarını önlemek için bunları kaldırın veya malzemenin gerçek kitlesel özelliklerini yansıtan bir alan seçin.
- Doğru shore ölçeğini kullanın: Hatalı okumaları önlemek için test edilen malzeme için uygun olan Shore ölçeğini (Shore A veya Shore D) seçin. Örtüşen sertlik aralıklarındaki malzemelere dikkat edin ve malzemenin özelliklerine ve uygulama gerekliliklerine en uygun ölçeği seçin.
- Malzemeye özgü özellikleri dikkate alın: Her malzeme Shore sertlik testi için uygun olmayabilir. Aşırı sert veya yumuşak malzemeler ölçeğin geçerli olduğu aralığın dışında kalabilir ve yumuşak elastomerler gibi bazı malzemelerde açılan izler çok hızlı bir şekilde kaybolabilir ve bu da tutarsız veya hatalı okumalara neden olabilir. Ölçüm doğruluğunu artırmak için birden fazla ölçüm yapın ve bir ortalama değer hesaplayın. Ayrıca, uygun iz için malzeme kalınlığının yetersiz olması nedeniyle oluşabilecek hatalı sonuçlardan kaçınmak için numunelerin minimum kalınlık (genellikle en az 6 mm) gerekliliklerini karşıladığından emin olun.
- Uygun test tekniğini uygulayın: Durometreyi sabit, sürekli bir basınçla uygulayın; hatalı okumalara yol açabilecek ani darbelerden veya sarsıntılı hareketlerden kaçının. Doğru bekleme süresini koruyun (genellikle 1 ila 15 saniye) ve değişkenliği azaltmak için ölçümleri tutarlı bir şekilde kaydedin. Özellikle kompozitlerde veya karışık malzemelerde, tutarsızlıkları ve doğal değişkenliği elimine etmek için malzeme üzerinde birden fazla noktada test yapın. Bu okumaların ortalaması alınarak daha güvenilir bir genel sertlik değeri elde edilir.
Güvenilir Malzeme Performansı için Sertlik Testi Sonuçları
Shore A ve Shore D sertlik ölçekleri arasındaki farkları anlamak, kendi uygulamalarınızda doğru malzemeleri seçmek için kritik önemlidir. Mühendisler ve tasarımcılar, Shore sertlik testi tekniklerinde ustalaşarak, doğru ölçeği seçerek ve yaygın olarak karşılaşılan sorunları gidererek, ürünlerinde optimum malzeme performansı, kalitesi ve dayanıklılığı sağlayabilirler. Unutmayın, Shore sertliği bulmacanın sadece bir parçasıdır; en iyi sonuçlar için diğer malzeme özellikleriyle birlikte değerlendirilmelidir.