Durômetro explicado:um guia prático para dureza de plásticos e elastômeros

Publicado em 23 de maio de 2023

No início de qualquer esforço de desenvolvimento, os engenheiros e as equipes de produto devem examinar minuciosamente o perfil mecânico de cada material candidato. Além das fichas de dados físicos, químicos e mecânicos básicos, fatores como a resiliência ambiental e a durabilidade a longo prazo também moldam o desempenho. Uma avaliação holística gera produtos de maior qualidade e prazos e orçamentos mais apertados.

Para plásticos, o durômetro – ou durômetro Shore – fornece um indicador importante da dureza do material. Abaixo está uma cartilha concisa que fornece aos engenheiros e equipes de produto os insights essenciais.

O que é durômetro?

O durômetro é a métrica padrão da indústria para quantificar a dureza de elastômeros e plásticos. Reflete a resistência de um material à deformação quando sujeito a indentação ou abrasão.

Para obter uma leitura do durômetro, um simples testador portátil – semelhante a um medidor de pressão redondo de pneu com uma agulha calibrada com mola – pressiona o material até atingir seu limite. A profundidade de penetração se traduz diretamente em um número na escala Shore escolhida.

Embora a faixa do durômetro varie de 0 a 100, ela é adimensional; os valores são puramente comparativos dentro de uma única escala. Pontuações mais baixas indicam materiais mais macios, pontuações mais altas indicam materiais mais duros. Por exemplo, o tubo de poliuretano 90A é visivelmente mais firme do que o tubo 70A.

Diferentes escalas Shore foram desenvolvidas para fornecer uma referência comum aos engenheiros. As três escalas usadas com mais frequência são Shore 00, Shore A e Shore D. Shore 00 captura a suavidade de géis e borrachas muito macias; Shore A abrange o espectro de borrachas flexíveis muito macias a duras; Shore D é reservado para borrachas duras e plásticos rígidos.

Durômetro não é sinônimo de flexibilidade; é uma medida indireta de rigidez. Ele oferece uma rápida noção da sensação de um material, mas não pode prever a flexão ou curvatura exata de uma peça acabada. Além disso, os números em escalas Shore distintas não são intercambiáveis.

Por exemplo, um 80 na Shore 00 seria parecido com uma borracha de lápis, enquanto um 80 na Shore D seria comparável a um capacete. O valor numérico idêntico mascara propriedades físicas muito diferentes, sublinhando a razão pela qual as comparações devem permanecer dentro da mesma escala.

Como a dureza do durômetro influencia na seleção de materiais

A seleção do material começa com o uso final pretendido e as especificações do projeto. Esses critérios eliminam a lista de candidatos e indicam qual escala Shore é relevante. Para peças de suporte de carga que devem sustentar o peso ao longo do tempo, os projetistas devem pular o Shore 00 e focar em materiais Shore A na faixa de 70 a 100 ou no espectro Shore D completo.

A dureza deve ser avaliada em relação ao custo e à capacidade de fabricação. Embora ligas mais duras possam incorrer em maiores despesas com material ou usinagem, as técnicas de endurecimento pós-processamento podem elevar a dureza final sem comprometer a facilidade de usinagem.

A dureza por si só não prevê resistência, resistência à corrosão ou capacidade de vedação. Os dados de rigidez e módulo de compressão fornecem uma imagem mais clara do desempenho de vedação de uma borracha do que os valores da dureza.

Uma auditoria completa do material deve avaliar a densidade, a deflexão da força de compressão, a força de aplicação, a espessura e a dureza para garantir que o material escolhido atenda a todos os critérios funcionais e de desempenho.

Considerações sobre durômetro para moldes de injeção

Na moldagem por injeção, a dureza Shore da borracha do molde influencia criticamente a liberação da peça. A seleção de uma borracha que equilibre flexibilidade e durabilidade garante fácil desmoldagem tanto do mestre quanto das peças fundidas.

Usar um elastômero de durômetro 70A para moldar uma peça com seções finas e angulares pode ser arriscado; sua rigidez, comparável à de um pneu de carro, pode dificultar a extração limpa. Uma classificação Shore A inferior — em torno de 30A ou menos — fornece a flexibilidade necessária para geometrias delicadas.

Considerações sobre Durômetro para Fabricação Aditiva

Na fabricação aditiva, conhecer a dureza de uma peça ajuda a compará-la com os plásticos moldados por injeção convencionais. Esta comparação oferece uma noção prática do desempenho esperado do material.

Algumas resinas AM relatam dois valores:uma dureza instantânea e uma dureza de cinco segundos. Por exemplo, peças produzidas com Digital Light Synthesis (DLS™) da Carbon podem não atingir sua dureza final antes da cura. Os impressores internos ou domésticos verão a mudança, enquanto os parceiros que cuidam da solução final talvez não. A consciência desta evolução pós-cura é essencial ao selecionar materiais AM.

Primeiros passos com o SyBridge

Resumindo, o durômetro é uma métrica padronizada e adimensional que classifica a dureza do elastômero e do plástico em uma única escala Shore. Embora valores mais altos signifiquem maior dureza, as comparações entre escalas são inválidas.

Quando um projeto exige uma dureza ou suavidade específica, o durômetro se torna um critério de seleção vital – mas não deve ser independente. Uma revisão abrangente dos parâmetros de design e desempenho, aliada à experiência de um parceiro de fabricação experiente, resulta na escolha ideal do material e acelera o desenvolvimento.

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