Penjelasan Durometer:Panduan Praktis untuk Kekerasan Plastik dan Elastomer

Diterbitkan pada 23 Mei 2023

Pada awal upaya pengembangan apa pun, para insinyur dan tim produk harus meneliti profil mekanis setiap kandidat material. Selain lembar data dasar fisik, kimia, dan mekanis, faktor-faktor seperti ketahanan lingkungan dan daya tahan jangka panjang juga menentukan kinerja. Penilaian holistik mendorong produk berkualitas lebih tinggi serta jadwal dan anggaran yang lebih ketat.

Untuk plastik, durometer—atau Shore durometer—menyediakan pengukur utama kekerasan material. Di bawah ini adalah panduan singkat yang membekali engineer dan tim produk dengan wawasan penting.

Apa itu Durometer?

Durometer adalah metrik standar industri untuk mengukur kekerasan elastomer dan plastik. Ini mencerminkan seberapa tahan suatu material terhadap deformasi saat terkena lekukan atau abrasi.

Untuk mendapatkan pembacaan durometer, alat penguji genggam sederhana—menyerupai pengukur tekanan ban bundar dengan jarum pegas yang dikalibrasi—menekan material hingga mencapai batasnya. Kedalaman penetrasi secara langsung diterjemahkan ke dalam angka pada skala Shore yang dipilih.

Meskipun rentang durometer berkisar antara 0–100, ia tidak berdimensi; nilainya murni komparatif dalam satu skala. Skor yang lebih rendah menunjukkan bahan yang lebih lunak, skor yang lebih tinggi menunjukkan bahan yang lebih keras. Misalnya, pipa poliuretan 90A terasa lebih kencang dibandingkan pipa 70A.

Skala Shore yang berbeda dikembangkan untuk memberikan referensi umum bagi para insinyur. Tiga timbangan yang paling sering digunakan adalah Shore 00, Shore A, dan Shore D. Shore 00 menangkap kelembutan gel dan karet yang sangat lembut; Shore A mencakup spektrum dari karet fleksibel yang sangat lunak hingga keras; Shore D diperuntukkan bagi karet keras dan plastik kaku.

Durometer tidak sama dengan fleksibilitas; ini adalah ukuran kekakuan tidak langsung. Ini menawarkan gambaran cepat tentang nuansa material tetapi tidak dapat memprediksi kelenturan atau lengkungan yang tepat dari bagian akhir. Selain itu, angka-angka pada skala Shore yang berbeda tidak dapat dipertukarkan.

Misalnya, angka 80 di Shore 00 akan terasa seperti penghapus pensil, sedangkan angka 80 di Shore D akan terasa seperti topi keras. Nilai numerik yang identik menutupi sifat fisik yang sangat berbeda, sehingga menggarisbawahi mengapa perbandingan harus tetap dalam skala yang sama.

Bagaimana Faktor Kekerasan Durometer dalam Pemilihan Material

Pemilihan material dimulai dengan tujuan penggunaan akhir dan spesifikasi proyek. Kriteria ini memangkas daftar kandidat dan menunjukkan skala Shore mana yang relevan. Untuk komponen penahan beban yang harus menopang bobot seiring waktu, desainer sebaiknya melewatkan Shore 00 dan fokus pada material Shore A dalam kisaran 70–100 atau spektrum Shore D penuh.

Kekerasan harus dibandingkan dengan biaya dan kemampuan manufaktur. Meskipun paduan yang lebih keras mungkin memerlukan biaya material atau pemesinan yang lebih tinggi, teknik pengerasan pasca-pemrosesan dapat meningkatkan durometer akhir tanpa mengurangi kemudahan pemesinan.

Kekerasan saja tidak memprediksi kekuatan, ketahanan korosi, atau kemampuan penyegelan. Data modulus kekakuan dan kompresi memberikan gambaran yang lebih jelas tentang performa penyegelan karet dibandingkan nilai durometer.

Audit material yang menyeluruh harus menilai kepadatan, defleksi gaya kompresi, gaya penerapan, ketebalan, dan durometer untuk memastikan material yang dipilih memenuhi semua kriteria fungsional dan kinerja.

Pertimbangan Durometer untuk Cetakan Injeksi

Dalam cetakan injeksi, kekerasan Shore karet cetakan sangat mempengaruhi pelepasan komponen. Memilih karet yang menyeimbangkan fleksibilitas dan daya tahan memastikan kemudahan pembongkaran master dan coran.

Menggunakan elastomer durometer 70A untuk mencetak bagian dengan bagian yang tipis dan bersudut bisa berisiko; kekakuannya, sebanding dengan ban mobil, dapat menghambat ekstraksi yang bersih. Peringkat Shore A yang lebih rendah—sekitar 30A atau kurang—memberikan kelenturan yang diperlukan untuk geometri yang rumit.

Pertimbangan Durometer untuk Manufaktur Aditif

Dalam manufaktur aditif, mengetahui durometer suatu komponen membantu membandingkannya dengan plastik cetakan injeksi konvensional. Perbandingan ini memberikan gambaran praktis tentang performa material yang diharapkan.

Beberapa resin AM melaporkan dua nilai:durometer instan dan durometer lima detik. Misalnya, komponen yang diproduksi dengan Carbon’s Digital Light Synthesis (DLS™) mungkin tidak mencapai kekerasan akhir hingga proses curing selesai. Percetakan internal atau di rumah akan melihat perubahan tersebut, sedangkan mitra yang menangani penyelesaian akhir mungkin tidak akan melihat perubahan tersebut. Kesadaran akan evolusi pasca-pengeringan ini sangat penting ketika memilih bahan AM.

Memulai SyBridge

Singkatnya, durometer adalah metrik standar tanpa dimensi yang memberi peringkat pada elastomer dan kekerasan plastik dalam satu skala Shore. Meskipun nilai yang lebih tinggi menandakan peningkatan kekerasan, perbandingan lintas skala tidak valid.

Ketika sebuah proyek menuntut kekerasan atau kelembutan tertentu, durometer menjadi kriteria pemilihan yang penting—tetapi durometer tidak boleh berdiri sendiri. Tinjauan komprehensif terhadap parameter desain dan kinerja, ditambah dengan keahlian mitra manufaktur berpengalaman, menghasilkan pilihan material yang optimal dan mempercepat pengembangan.

SyBridge menghadirkan pengetahuan manufaktur, teknik, dan rantai pasokan selama puluhan tahun untuk membantu tim menghasilkan produk yang memenuhi setiap persyaratan. Bermitra dengan kami menyederhanakan pemilihan material, mempersingkat waktu pemasaran, dan mengendalikan biaya. Hubungi sekarang untuk memulai.