Pengertian Durometer (Kekerasan):Pengertian, Kegunaan, Jenis, dan Contoh Praktis

Mengetahui berbagai sifat suatu material sangat penting untuk merancang suatu bagian yang dapat memenuhi fungsi tertentu. Sifat penting yang perlu diperhatikan adalah kekerasan (durometer) suatu material. Durometer adalah metode standar untuk mengukur kekerasan atau ketahanan material terhadap deformasi lokal akibat lekukan atau abrasi. Ini sering digunakan untuk menggambarkan kekerasan bahan polimer dan nonlogam lainnya.

Kekerasan (durometer) adalah pengukuran tanpa dimensi. Kekerasan suatu material tertentu relatif terhadap kekerasan material lain sehingga nilainya diperoleh dengan menggunakan skala yang sama. Skala durometer yang berbeda telah dikembangkan untuk mengukur dan membandingkan kekerasan bahan yang berbeda. Artikel ini akan menjelaskan durometer, jenis skala yang berbeda, dan contohnya.

Apa itu Durometer (Kekerasan)?

Durometer mengacu pada kekerasan itu sendiri, atau kemampuan material untuk menahan deformasi lokal. Ini sering digunakan untuk mengukur kekerasan polimer dan nonlogam lainnya. Durometer juga bisa merujuk pada Kekerasan pantai atau Shore durometer, dinamai Alfred Shore yang mengembangkan skala kekerasan Shore. Istilah durometer juga digunakan untuk menyebut alat yang mengukur kekerasan material.

Durometer adalah nilai tanpa satuan. Artinya, kekerasan suatu material relatif terhadap kekerasan material lain yang diukur jika menggunakan skala durometer yang sama. Nilai kekerasan berkisar antara 0–100. Bahan dengan nilai lebih tinggi lebih keras dibandingkan bahan dengan nilai lebih rendah. Misalnya, bola golf dengan kekerasan Shore 90A lebih keras daripada penghapus pensil dengan kekerasan Shore 40A. Namun, penting untuk hanya membandingkan nilai kekerasan dari skala yang sama. Kekerasan 40 pada skala Shore A tidak sama dengan kekerasan 40 pada skala Shore D. Hal ini karena nilai kekerasan bersifat relatif terhadap material pada skala yang sama dan tidak ada hubungan antara nilai pada skala yang berbeda.

Cara Menggunakan Durometer

Langkah-langkah di bawah ini menjelaskan cara melakukan uji kekerasan:

1. Identifikasi dan pasang kaki indentasi yang sesuai ke durometer. Skala kekerasan Shore yang sebaiknya digunakan bergantung pada bahan benda uji, sedangkan bentuk dan ukuran kaki indentasi bergantung pada skala kekerasan Shore.
2. Letakkan benda uji pada permukaan yang keras dan rata dengan ketebalan ¼” atau lebih.
3. Uji kekerasan Shore material dengan menempatkan durometer dan kaki indentasinya pada permukaan benda uji.
4. Catat nilai kekerasan Shore.

Metode pengujiannya tetap sama, apa pun skala kekerasan Shore yang digunakan.

Apa itu Skala Durometer (Kekerasan)?

Skala durometer adalah klasifikasi yang menggambarkan kekerasan berbagai bahan yang dikelompokkan berdasarkan atribut serupa seperti kekakuan dan fleksibilitas. Beberapa skala kekerasan (durometer), seperti Shore A dan Shore OO, ditujukan untuk material yang lebih lembut. Lainnya, seperti Shore D, ditujukan untuk material yang lebih keras. Nilai setiap skala berkisar dari 0 hingga 100, dan material menjadi lebih keras seiring dengan meningkatnya nilai kekerasannya.

Apa Saja Jenis-Jenis Timbangan Durometer (Kekerasan)?

Ada beberapa jenis skala kekerasan (durometer) yang mengukur kekerasan berbagai bahan. ASTM D2240 adalah sistem pengukuran standar yang digunakan antara lain untuk mengukur durometer elastomer termoplastik (TPE), karet termoset (vulkanisasi), dan bahan elastomer. 12 skala kekerasan yang berbeda dijelaskan dalam daftar di bawah ini:

1. SEBUAH

Skala durometer (kekerasan) Shore A, atau Tipe A, digunakan untuk bahan lunak dan fleksibel seperti:karet lunak, vulkanisasi, dan alam, TPE, termoset fleksibel dan poliakrilik, lilin, kulit, dan kain kempa. Karet gelang memiliki kekerasan sekitar 20A sedangkan tapak ban memiliki kekerasan sekitar 70A. 

Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat panduan lengkap kami tentang Shore A Hardness Scale.

2. C

Skala Tipe C digunakan untuk karet, TPE, dan plastik “kekerasan sedang”, dan tumpang tindih dengan skala Tipe D. Skala Tipe C ditujukan untuk material yang memiliki kekerasan lebih tinggi dari 90B, tetapi lebih rendah dari 20D. Misalnya, tali jam tangan yang dibuat dari TPE dapat memiliki kekerasan 20C, atau sekitar 12D.

3. D

Skala Shore D, atau Tipe D, digunakan untuk material yang lebih keras seperti karet keras dan termoplastik kaku seperti polikarbonat. Misalnya, kekerasan roda skateboard kira-kira 50D sedangkan topi keras memiliki kekerasan 80D. Skala Shore D ditujukan untuk material yang memiliki pembacaan Shore A lebih tinggi dari 90A.

Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat panduan lengkap kami tentang Skala Kekerasan Shore D.

4. B

Skala Tipe B ditujukan untuk karet dengan kekerasan sedang, TPE, bahan berserat, dan produk kertas. Skala ini ditujukan untuk material yang memiliki kekerasan di atas 90A, tetapi lebih rendah dari 20D. Meskipun Shore D juga digunakan untuk material di atas 90A, Shore B dapat digunakan untuk mengukur kekerasan material pada skala Shore D yang lebih rendah. Misalnya, kastor pada keranjang belanja memiliki kekerasan 76B atau kira-kira 90A.

5. M

Skala Tipe M digunakan untuk karet, TPE, dan plastik yang bentuknya tidak beraturan dan tipis. Contohnya termasuk O-ring dan gasket. Skala ini ditujukan untuk material yang memiliki kekerasan Shore A antara 20 dan 85.

6. E

Durometer Tipe E digunakan untuk mengukur kekerasan karet lunak, elastomer berbusa, dan gulungan tekstil berkepadatan sedang seperti benang luka dan benang.

7. HAI

Skala Tipe O ditujukan untuk karet lunak, TPE, dan plastik, serta untuk gulungan tekstil berkepadatan sedang. Skala tersebut ditujukan untuk material yang memiliki kekerasan di bawah 20DO.

8. OO

Skala Tipe OO ditujukan untuk karet yang sangat lunak, TPE, plastik, busa, spons, jaringan hewan, dan gulungan tekstil berkepadatan rendah. Skala ini ditujukan untuk material yang memiliki kekerasan di bawah 20O.

9. LAKUKAN

Skala tipe DO diperuntukkan bagi material yang mempunyai kekerasan diatas 90C. Ini termasuk karet “cukup keras”, TPE, dan gulungan tekstil padat. 

10. OOO

Tipe OOO digunakan untuk mengukur bahan yang sangat lembut seperti busa pakaian, serta busa sel terbuka dan tertutup. 

11. OOO-S

Skala Tipe OOO-S digunakan untuk mengukur kekerasan polimer viskoelastik. Ini termasuk benda-benda seperti jok sepeda, bantalan kursi, dan kasur gel. 

12. R

Berbeda dengan skala lainnya, skala R bukanlah skala kekerasan Shore, melainkan skala Rockwell R. Skala kekerasan Rockwell mirip dengan skala kekerasan Shore tetapi sering digunakan untuk logam dibandingkan plastik. Skala R paling cocok untuk logam dan TPE keras, termoplastik, dan bahan termoset.

Tiga skala yang paling umum digunakan adalah skala A, D, dan OO. Meskipun batasan dari banyak skala durometer tumpang tindih (seperti Shore B dan Shore D yang keduanya dimaksudkan untuk digunakan pada material yang memiliki kekerasan di atas 90A), ketiga skala ini bersifat komprehensif dan dapat mencakup berbagai material dengan kekerasan yang berbeda. Namun perlu diperhatikan bahwa nilai kekerasan antar skala tidak boleh dibandingkan, dan nilai kekerasan antar skala tidak boleh dikonversi.

Apa Saja Contoh Bahan yang Biasanya Diukur dengan Durometer?

Daftar di bawah menjelaskan beberapa material yang kekerasannya biasanya diukur dengan durometer:

1. Karet Vulkanisasi

Karet vulkanisir adalah karet yang telah dikeraskan melalui proses kimia dan pemanasan. Vulkanisasi membuat karet lebih keras dan elastis dibandingkan karet tradisional. Kekerasan karet vulkanisasi sering kali diukur dengan durometer sehingga para insinyur dapat memastikan apakah suatu bahan tertentu ideal untuk suatu aplikasi. Karet yang divulkanisasi memiliki kekerasan antara 30A dan 70A dan sering digunakan pada ban, alas kaki, dan gasket.

2. Elastomer Termoplastik

TPE digunakan dalam beberapa aplikasi, mulai dari penahan cuaca dan peredam kejut hingga sol sepatu dan sirip scuba. Kekerasan (durometer) diukur untuk TPE karena TPE sering digunakan di lingkungan yang sangat abrasif yang menginginkan ketahanan abrasi dan fleksibilitas. Kekerasan TPE berkisar dari 20 Shore OO hingga 90A. 

3. Bahan Elastomer

Bahan elastomer biasanya merupakan bahan termoset, seperti busa, spons, dan karet yang menunjukkan sifat elastis atau seperti karet. Elastomer sering digunakan dalam perekat, segel, dan komponen fleksibel pada mobil, produk konsumen, peralatan medis, dan banyak lagi. Durometer sering diuji karena bahan ini memenuhi berbagai aplikasi yang mengutamakan fleksibilitas. Durometer untuk elastomer paling sering berkisar antara 20A dan 90A.

4. Materi Cetak 3D

Filamen dan polimer printer 3D dapat digunakan untuk mencetak komponen yang memenuhi berbagai aplikasi. Oleh karena itu, penting untuk mengetahui kekerasan material ini untuk memastikan komponen yang dirancang berhasil. Nilai kekerasan untuk material cetak 3D seringkali lebih keras dibandingkan TPE dan material elastomer lainnya. Nilai kekerasan untuk material cetak 3D berkisar antara 70A hingga 100A.

5. Materi Seluler

Bahan seluler adalah bahan berpori yang dianggap sebagai bahan sel terbuka atau sel tertutup. Contohnya termasuk spons, busa, gabus, dan tekstil berliku-liku dengan kepadatan rendah. Bahan seluler sering digunakan dalam konstruksi ringan, pengendalian kebisingan, dan penyerapan energi benturan. Oleh karena itu, kekerasan diperoleh untuk menentukan material yang ideal untuk aplikasi yang berbeda. Kekerasan material seluler dapat berkisar antara 30–70 Shore OO.

6. Bahan Seperti Gel

Bahan mirip gel adalah bahan yang memiliki karakteristik padat dan cair. Contohnya termasuk gel silika, hidrogel, dan sol gel untuk sepatu. Tes Shore OO digunakan untuk mengukur kekerasan bahan seperti gel. Nilai kekerasan biasanya berkisar antara 10 Shore OO hingga 40 Shore OO.

Apa Penguji Durometer (Kekerasan) Paling Akurat?

Tiga alat penguji durometer (kekerasan) paling akurat tercantum di bawah ini:

1. HPE III Paling Berkualitas™: Dapat dianggap sebagai durometer paling akurat. Ini adalah durometer digital yang memberikan nilai kekerasan hingga satu titik desimal. Kekerasan material dapat berubah seiring fluktuasi suhu. HPE III dilengkapi dengan termokopel yang dapat menginterpretasikan suhu benda uji dan memberikan pembacaan yang akurat meskipun terjadi fluktuasi. Dibandingkan dengan alat ukur analog, alat ukur digital memungkinkan pengguna memiliki pemahaman yang lebih pasti tentang kekerasan suatu material tanpa perlu menebak-nebak. 
2. Penguji Durometer Checkline DD-100: Menggunakan pembacaan digital dengan satu titik desimal untuk pembacaan kekerasan. Selain itu, pengukuran kekerasan dapat dilakukan pada sudut mana pun karena gravitasi tidak memengaruhi pembacaan. 
3. Qualitest™ HPE III Dasar: Durometer digital yang memberikan nilai kekerasan hingga satu koma desimal.