• Ваш кошик порожній!

Що означає твердість Shore: шкали Shore A, Shore D та Shore 00

Що означає твердість Shore

Твердість Shore — це показник, який характеризує опір еластичного або полімерного матеріалу вдавлюванню спеціального вимірювального наконечника. Простими словами, він допомагає зрозуміти, наскільки матеріал м’який, пружний або жорсткий.

Позначення Shore часто зустрічається в характеристиках силікону, поліуретану, гуми, еластомерів, ущільнювачів, роликів, коліс, демпферів та інших полімерних виробів.

Наприклад, позначення 25 Shore A, 75 Shore A або 70 Shore D вказують не на міцність матеріалу загалом, а саме на його твердість за певною шкалою.

Щоб правильно вибрати матеріал, важливо враховувати не лише число, а й літеру після нього. Значення 70 Shore A і 70 Shore D не є однаковими: це різні шкали, призначені для матеріалів різної жорсткості.

Що показує твердість Shore

Показник Shore показує, наскільки сильно матеріал чинить опір локальному вдавлюванню.

Що вище число на одній і тій самій шкалі, то твердішим є матеріал:

  • низьке значення означає м’який матеріал, який легко стискається та деформується;
  • середнє значення відповідає пружному еластомеру;
  • високе значення означає твердий матеріал, який важче продавити пальцем або вимірювальним наконечником.

Наприклад, поліуретан 35 Shore A буде значно м’якшим за поліуретан 90 Shore A. Водночас матеріал 70 Shore D буде набагато жорсткішим за обидва ці варіанти.

Чому одного числа недостатньо

Показник твердості завжди потрібно читати разом із назвою шкали.

Позначення складається з двох частин:

  • число — виміряне значення твердості;
  • літера або позначення шкали — Shore A, Shore D, Shore 00 та інші.

Наприклад:

  • 5 Shore A — дуже м’який еластичний матеріал;
  • 60 Shore A — еластомер середньої твердості;
  • 90 Shore A — дуже твердий еластомер;
  • 70 Shore D — жорсткий матеріал, близький за поведінкою до твердого пластику;
  • 35 Shore 00 — надзвичайно м’який матеріал, м’якший за більшість матеріалів, які оцінюють за шкалою Shore A.

Порівнювати два числа без урахування шкали неправильно.

Як вимірюється твердість Shore

Для вимірювання використовують прилад, який називається дюрометром.

Дюрометр має пружинний наконечник, який притискають до поверхні зразка. Прилад вимірює глибину вдавлювання наконечника та показує результат за відповідною шкалою.

Загальний принцип такий:

  • якщо наконечник легко занурюється у матеріал, значення буде низьким;
  • якщо матеріал чинить сильний опір, значення буде високим;
  • максимальне значення шкали відповідає дуже малому вдавлюванню.

Різні шкали Shore використовують наконечники різної форми та різне зусилля пружини. Саме тому результати Shore A, Shore D та Shore 00 не можна порівнювати як однакові одиниці.

Чи є Shore фізичною одиницею вимірювання

Shore не є одиницею на кшталт міліметра, кілограма або мегапаскаля. Це умовна шкала, результат якої залежить від конструкції дюрометра, форми наконечника, сили пружини та методики випробування.

Значення зазвичай знаходиться в межах від 0 до 100:

  • 0 означає дуже глибоке вдавлювання;
  • 100 означає практично повну відсутність вдавлювання для конкретної шкали.

Показник 100 Shore A не означає, що матеріал має максимально можливу твердість серед усіх матеріалів. Це лише верхня межа шкали Shore A. Для ще жорсткіших матеріалів використовують Shore D або інші методи вимірювання.

Основні шкали твердості Shore

Для силіконів, поліуретанів та інших еластомерів найчастіше використовують три шкали:

  • Shore 00;
  • Shore A;
  • Shore D.

Кожна з них призначена для свого діапазону матеріалів.

Що означає Shore 00

Шкалу Shore 00 використовують для надзвичайно м’яких матеріалів, які важко коректно виміряти дюрометром Shore A.

До них можуть належати:

  • дуже м’які силікони;
  • гелеподібні еластомери;
  • м’які амортизувальні вставки;
  • імітаційні тканини;
  • матеріали для спецефектів;
  • анатомічні та ортопедичні вироби;
  • дуже м’які ущільнювачі.

Матеріали з низьким значенням Shore 00 можуть легко деформуватися навіть під слабким натисканням пальця.

Шкалу Shore 00 не слід плутати зі шкалою Shore A. Наприклад, 30 Shore 00 не дорівнює 30 Shore A. Матеріал 30 Shore 00 буде набагато м’якшим.

Що означає Shore A

Shore A — найпоширеніша шкала для вимірювання твердості еластичних матеріалів.

Її використовують для:

  • силікону;
  • поліуретану;
  • гуми;
  • ущільнювачів;
  • демпферів;
  • втулок;
  • роликів;
  • коліс;
  • еластичних форм;
  • сайлентблоків.

У межах Shore A можуть зустрічатися як дуже м’які, так і дуже тверді еластомери.

Умовно значення можна розділити так:

Твердість Умовна характеристика
0–10 Shore A Надзвичайно м’який еластомер
10–30 Shore A Дуже м’який та гнучкий матеріал
30–50 Shore A М’який еластичний матеріал
50–70 Shore A Середня твердість і пружність
70–85 Shore A Твердий еластомер
85–100 Shore A Дуже твердий еластомер

Такий поділ є приблизним. Реальне відчуття матеріалу залежить також від його товщини, форми, складу та інших механічних властивостей.

Що означає Shore D

Шкалу Shore D використовують для твердіших полімерних матеріалів, які майже не деформуються під час вимірювання за шкалою Shore A.

Shore D застосовують для:

  • жорстких поліуретанів;
  • твердих пластиків;
  • модельних компаундів;
  • корпусних деталей;
  • оснастки;
  • жорстких технічних виробів;
  • деяких епоксидних композицій.

Матеріал із твердістю 60–70 Shore D зазвичай сприймається вже не як гума, а як твердий пластик. Він практично не продавлюється пальцем і майже не згинається, якщо виріб має достатню товщину.

Чим відрізняються Shore A та Shore D

Основна відмінність полягає в діапазоні матеріалів:

  • Shore A — для м’яких і твердих еластомерів;
  • Shore D — для жорстких полімерів і пластикоподібних матеріалів.

Шкали частково перетинаються. Дуже високі значення Shore A можуть відповідати нижній частині шкали Shore D, але точне перетворення між ними неможливе без похибки.

Наприклад, матеріал 90 Shore A може бути приблизно близьким за відчуттям до матеріалу з низьким значенням Shore D, але ці показники не слід вважати точним еквівалентом.

Чим відрізняються Shore 00 та Shore A

Shore 00 використовується для матеріалів, які є занадто м’якими для точного вимірювання за шкалою Shore A.

У зоні високих значень Shore 00 та низьких значень Shore A також існує часткове перекриття. Проте універсальної формули переведення немає.

У характеристиках дуже м’якого силікону іноді можуть вказувати обидва значення, наприклад Shore 00 та приблизний еквівалент Shore A. Таке порівняння слід сприймати як орієнтовне.

Чи можна перевести Shore A у Shore D

Точного універсального переведення між шкалами Shore A та Shore D не існує.

Таблиці відповідності можуть давати лише приблизне уявлення, оскільки результат залежить від:

  • типу полімеру;
  • еластичності матеріалу;
  • товщини зразка;
  • температури;
  • часу прикладання дюрометра;
  • в’язкопружних властивостей;
  • методики випробування.

Для технічних розрахунків потрібно використовувати показник саме за тією шкалою, яку зазначив виробник.

Орієнтовне сприйняття різної твердості

Щоб приблизно уявити різницю між матеріалами, можна користуватися побутовими порівняннями. Проте вони не замінюють вимірювання та не є точними еталонами.

Твердість Орієнтовне відчуття
Дуже низька Shore 00 М’який гель, який легко деформується
5–15 Shore A Дуже м’який силікон або гума
20–30 Shore A М’який еластичний силікон
35–45 Shore A М’яка пружна гума
55–65 Shore A Еластична технічна гума
70–80 Shore A Твердий гумовий виріб
90–95 Shore A Дуже твердий еластомер
60–70 Shore D Твердий пластикоподібний матеріал

Не слід підбирати матеріал лише за схожістю з побутовим предметом. Різні матеріали з однаковою твердістю можуть по-різному згинатися, розтягуватися, рватися та відновлювати форму.

Чи визначає Shore еластичність матеріалу

Твердість Shore і еластичність пов’язані, але не є одним і тим самим параметром.

Два матеріали з однаковою твердістю можуть мати різні:

  • видовження до розриву;
  • міцність на розрив;
  • опір роздиранню;
  • пружність;
  • залишкову деформацію;
  • здатність гасити удари;
  • стійкість до стирання.

Наприклад, два поліуретани 60 Shore A можуть однаково чинити опір вдавлюванню, але один краще розтягуватиметься, а інший буде міцнішим на розрив.

Тому Shore не дає повного опису механічних властивостей матеріалу.

Чи означає вища твердість більшу міцність

Не обов’язково.

Твердість показує опір вдавлюванню, а міцність — здатність витримувати певні навантаження без руйнування.

М’який якісний поліуретан може мати високу міцність на розрив, тоді як дуже твердий матеріал може бути крихким.

Під час вибору потрібно окремо враховувати:

  • міцність на розтягування;
  • видовження;
  • міцність на роздирання;
  • стійкість до стирання;
  • ударну міцність;
  • робочу температуру;
  • стійкість до масел, води та хімічних речовин.

Чи означає вища твердість більшу зносостійкість

Тверді матеріали часто краще протистоять деформації та можуть витримувати більше навантаження. Однак зносостійкість залежить не лише від Shore.

На неї також впливають:

  • склад полімеру;
  • якість компонентів;
  • умови полімеризації;
  • тертя;
  • температура;
  • тип абразиву;
  • швидкість руху;
  • наявність мастила.

Не можна автоматично вважати поліуретан 90 Shore A зносостійкішим за будь-який поліуретан 75 Shore A без порівняння інших характеристик.

Як твердість впливає на силіконову форму

Для формувального силікону твердість впливає на зручність виймання виробу та здатність форми утримувати геометрію.

М’який силікон

М’який матеріал:

  • легше розтягується;
  • краще вивертається;
  • полегшує виймання складних моделей;
  • підходить для глибоких піднутрень;
  • менше навантажує крихкі деталі.

Водночас м’яка форма може деформуватися під вагою заливки та потребувати товстіших стінок або жорсткого кожуха.

Твердий силікон

Твердіший матеріал:

  • краще тримає форму;
  • менше розтягується під вагою заливки;
  • підходить для великих плоских форм;
  • може забезпечувати стабільнішу геометрію.

Однак його складніше знімати з моделей із глибокими піднутреннями та тонкими виступами.

Яка твердість силікону підходить для форм

Універсального значення не існує. Вибір залежить від геометрії моделі, розміру форми та матеріалу відливки.

Загальні орієнтири:

  • дуже м’який силікон — для крихких моделей, тонких деталей, складних піднутрень та виробів, які важко виймати;
  • м’який і середній силікон — для більшості декоративних, гіпсових, воскових, мильних та смоляних відливок;
  • твердіший силікон — для великих відкритих форм, простого рельєфу та виробів, де важливо зберігати точну геометрію.

Окрім твердості, потрібно враховувати міцність силікону на розрив і роздирання.

Як твердість впливає на поліуретановий виріб

Для поліуретану твердість визначає характер деформації під навантаженням.

М’який поліуретан краще:

  • поглинає удари;
  • гасить вібрацію;
  • стискається;
  • працює як демпфер або ущільнювач.

Твердий поліуретан краще:

  • утримує форму;
  • витримує високий контактний тиск;
  • підходить для роликів і коліс;
  • менше деформується;
  • може використовуватися для навантажених технічних деталей.

Надто твердий матеріал у демпфері може погано гасити удари, а надто м’який у ролику — деформуватися під навантаженням.

Чому товстий виріб здається твердішим

Відчуття твердості готового виробу залежить не лише від Shore, а й від його геометрії.

Тонка пластина з поліуретану 75 Shore A може легко згинатися. Масивний блок із того самого матеріалу здаватиметься дуже твердим і майже не деформуватиметься руками.

На поведінку виробу впливають:

  • товщина стінки;
  • довжина деталі;
  • наявність порожнин;
  • форма перерізу;
  • спосіб закріплення;
  • напрямок навантаження.

Тому зразок матеріалу та готова деталь можуть відчуватися по-різному, навіть якщо виготовлені з одного компаунду.

Чому два матеріали з однаковою Shore відчуваються по-різному

Однакова твердість не означає повністю однакову поведінку.

Причинами різниці можуть бути:

  • різна пружність;
  • різна швидкість відновлення форми;
  • різне внутрішнє тертя;
  • різна товщина зразків;
  • різна температура;
  • відмінності у складі;
  • наявність наповнювачів;
  • різний ступінь полімеризації.

Один матеріал може відчуватися більш гумовим і пружним, а інший — щільним і повільно відновлювати форму, хоча дюрометр покаже близькі значення.

Як температура впливає на твердість

Багато полімерів стають м’якшими під час нагрівання та твердішими на холоді.

Тому результат вимірювання може залежати від:

  • температури матеріалу;
  • температури в приміщенні;
  • часу витримки зразка;
  • умов експлуатації виробу.

Матеріал, який добре працює за кімнатної температури, може стати надто твердим на морозі або надто м’яким у гарячому середовищі.

Для технічних виробів потрібно враховувати не лише номінальну Shore, а й робочий температурний діапазон.

Чи змінюється твердість після затвердіння

Так. Полімерний матеріал не завжди набирає остаточну твердість відразу після виймання з форми.

Після первинного затвердіння він може продовжувати полімеризуватися протягом кількох годин або днів.

На остаточну твердість впливають:

  • точність пропорції компонентів;
  • ретельність змішування;
  • температура;
  • час витримки;
  • вологість для чутливих систем;
  • наявність пігментів і наповнювачів;
  • порушення технології полімеризації.

Вимірювати твердість бажано після повного набору властивостей, зазначеного виробником.

Чому матеріал вийшов м’якшим, ніж зазначено

Можливі причини:

  • неправильне співвідношення компонентів;
  • недостатнє перемішування;
  • низька температура полімеризації;
  • занадто раннє вимірювання;
  • несумісний барвник або наповнювач;
  • волога у компонентах;
  • прострочений або неправильно збережений матеріал;
  • недостатня товщина зразка для вимірювання.

Потрібно дочекатися повного затвердіння та перевірити технологію приготування.

Чому матеріал здається твердішим, ніж очікувалося

Це може бути пов’язано з:

  • великою товщиною виробу;
  • низькою температурою;
  • порівнянням із матеріалом іншого типу;
  • неправильним розумінням шкали;
  • відсутністю можливості зігнути масивну деталь;
  • додатковим наповнювачем;
  • особливостями конструкції виробу.

Наприклад, масивний виріб 60 Shore A може здаватися дуже твердим, хоча тонка смужка з того самого матеріалу буде добре згинатися.

Як правильно вимірювати твердість

Для точного вимірювання потрібно використовувати дюрометр відповідної шкали та підготовлений зразок.

Основні умови:

  • поверхня повинна бути рівною;
  • зразок має мати достатню товщину;
  • під ним повинна бути тверда опора;
  • дюрометр потрібно встановлювати перпендикулярно;
  • не можна вимірювати біля самого краю;
  • потрібно уникати пор, бульбашок і нерівностей;
  • необхідно дотримуватися однакового часу зчитування;
  • бажано виконувати кілька вимірювань у різних точках.

Для тонкого виробу результат може бути завищеним через тверду основу під ним. За потреби кілька однакових шарів складають разом, якщо це допускає методика.

Чи можна визначити Shore пальцем

Пальцем можна лише приблизно оцінити різницю між дуже м’яким і дуже твердим матеріалом.

Точно визначити 40, 50 або 60 Shore A на дотик неможливо без досвіду та еталонних зразків.

На відчуття впливають:

  • товщина виробу;
  • температура;
  • площа натискання;
  • форма деталі;
  • суб’єктивне сприйняття.

Для точного результату потрібен дюрометр.

Чи можна порівнювати матеріали за фото або відео

Ні. За зовнішнім виглядом неможливо точно визначити твердість.

Навіть якщо на відео матеріал згинають або стискають, результат залежить від товщини, розміру, сили натискання та конструкції зразка.

Фото й відео можуть дати лише загальне уявлення про гнучкість виробу, але не замінюють числового значення Shore.

Яку шкалу використовують для епоксидної смоли

Затверділі епоксидні композиції зазвичай є жорсткими матеріалами. Для них може використовуватися шкала Shore D.

Однак для епоксидних смол часто важливішими є інші характеристики:

  • міцність на згин;
  • міцність на стискання;
  • ударна міцність;
  • температура склування;
  • крихкість;
  • адгезія;
  • стійкість до подряпин.

Одного значення Shore D недостатньо, щоб оцінити придатність епоксидної смоли для конкретного завдання.

Як вибрати твердість для конкретного виробу

Перед вибором потрібно відповісти на кілька запитань:

  • Чи повинен виріб стискатися?
  • Чи має він гасити удари або вібрацію?
  • Чи буде деталь працювати під постійним навантаженням?
  • Чи потрібна гнучкість?
  • Чи повинен матеріал утримувати точну форму?
  • Чи будуть піднутрення під час виймання з форми?
  • Чи працюватиме виріб на морозі або в теплі?
  • Чи буде контакт із мастилом, водою або хімічними речовинами?

Для демпферів і ущільнювачів частіше потрібен м’якший матеріал. Для роликів, коліс і навантажених деталей — твердіший. Для жорстких корпусів і моделей використовують Shore D.

Поширені помилки під час вибору

Порівняння Shore A та Shore D як однакових шкал

70 Shore A і 70 Shore D — це матеріали з дуже різною жорсткістю.

Вибір лише за числом

Потрібно обов’язково дивитися на позначення шкали.

Припущення, що твердіший матеріал завжди кращий

Надто твердий матеріал може погано гасити удари, складніше зніматися з форми або передавати більше вібрацій.

Ототожнення твердості з міцністю

Shore не показує міцність на розрив, роздирання або удар.

Ігнорування товщини виробу

Масивна деталь здаватиметься набагато твердішою за тонкий зразок із того самого матеріалу.

Вибір силікону для форми лише за Shore

Для форм також важливі міцність на розрив, в’язкість, час роботи та тип каталізатора.

Спроба точно визначити твердість на дотик

Без дюрометра та еталонів така оцінка буде лише приблизною.

Поширені запитання

Що означає число перед Shore?

Це показник опору матеріалу вдавлюванню за конкретною шкалою. Що вище число в межах однієї шкали, то твердіший матеріал.

Що твердіше: 70 Shore A чи 70 Shore D?

70 Shore D значно твердіший. Це жорсткий пластикоподібний матеріал, тоді як 70 Shore A залишається еластомером.

Що м’якше: Shore 00 чи Shore A?

Шкала Shore 00 призначена для більш м’яких матеріалів. Однакові числа на цих шкалах не є рівнозначними.

Чи можна перевести 90 Shore A у Shore D?

Можна знайти лише приблизну відповідність. Точного універсального перерахунку немає.

Чи означає 100 Shore A абсолютну твердість?

Ні. Це лише верхня межа шкали Shore A. Для жорсткіших полімерів використовують Shore D.

Чи однакові всі матеріали з твердістю 60 Shore A?

Ні. Вони можуть відрізнятися міцністю, пружністю, видовженням, стійкістю до стирання та швидкістю відновлення форми.

Чому тонкий матеріал легко згинається, хоча має високу Shore?

Shore показує опір локальному вдавлюванню, а не жорсткість усієї деталі на згин. Тонкий виріб може згинатися навіть за високої твердості.

Яка Shore підходить для силіконових форм?

Для складних моделей і піднутрень використовують м’якіші силікони. Для великих простих форм, яким потрібно краще тримати геометрію, можна використовувати твердіші. Точний вибір залежить від конструкції.

Яка Shore підходить для сайлентблоків?

Для таких деталей часто використовують тверді поліуретани за шкалою Shore A, але потрібне значення залежить від конструкції, навантаження та необхідної жорсткості вузла.

Яка Shore підходить для роликів?

Для роликів зазвичай використовують середні та високі значення Shore A. Чим вище навантаження та менша допустима деформація, тим твердіший матеріал може знадобитися.

Чи змінюється Shore з часом?

Матеріал може набирати остаточну твердість після первинного затвердіння. Надалі на властивості можуть впливати старіння, температура, ультрафіолет, хімічні речовини та умови експлуатації.

Чи можна зробити поліуретан м’якшим, змінивши пропорцію?

Ні. Не можна довільно змінювати співвідношення компонентів. Це може порушити полімеризацію. Для іншої твердості потрібно обрати матеріал із відповідною рецептурою.

Чи можна додати більше затверджувача, щоб отримати твердіший матеріал?

Ні. Надлишок затверджувача не є правильним способом зміни Shore та може призвести до липкості, крихкості або неповного затвердіння.

Як точно перевірити твердість готового виробу?

Потрібно використовувати дюрометр відповідної шкали, рівний зразок достатньої товщини та дотримуватися методики вимірювання.

Коротка пам’ятка

  • Shore показує опір матеріалу вдавлюванню.
  • Що вище число на одній шкалі, то твердіший матеріал.
  • Shore 00 використовують для надзвичайно м’яких матеріалів.
  • Shore A використовують для силікону, гуми та еластичного поліуретану.
  • Shore D використовують для жорстких полімерів і пластикоподібних матеріалів.
  • Однакові числа на різних шкалах не означають однакову твердість.
  • Shore не показує повну міцність, еластичність або зносостійкість.
  • Відчуття готового виробу залежить від його товщини та конструкції.
  • Для точного вимірювання потрібен дюрометр.
  • Пропорцію компонентів не можна змінювати для регулювання твердості.

Висновок

Твердість Shore показує, наскільки матеріал чинить опір вдавлюванню. Для дуже м’яких силіконів і гелів використовують шкалу Shore 00, для еластичних силіконів, поліуретанів і гуми — Shore A, а для жорстких пластикоподібних матеріалів — Shore D.

Показник потрібно завжди читати разом із назвою шкали. Значення 70 Shore A та 70 Shore D не є однаковими, а точне переведення між шкалами неможливе.

Shore допомагає оцінити твердість, але не дає повної інформації про міцність, еластичність, стійкість до розриву чи стирання. Для правильного вибору матеріалу потрібно також враховувати його призначення, геометрію виробу, умови навантаження та інші технічні характеристики.

Корисні статті

Рекомендовані категорії