Dureza Shore / Dureza durométrica ASTM D2240 & ISO 48-4
Las normas ASTM D2240 e ISO 48-4 describen el método de ensayo para determinar la dureza de penetración de caucho, elastómeros y plástico con la ayuda de un durómetro (dureza durométrica / dureza Shore).
En la norma ISO 868 se describe otro método para determinar la dureza de plásticos y materiales similares mediante la profundidad de penetración de una probeta normalizada (dureza Shore). La norma ISO 48-4 sustituye a la ISO 7619-1, ya retirada.
Definición dureza Shore ASTM D2240 vs. ISO 48-4 Ejecución del ensayo Vídeo ISO 868 Métodos Shore Representación del valor de dureza ShoreDurómetros Shore DescargasPreguntas frecuentes Solicite asesoramiento
Ensayo de dureza Shore conforme a ASTM D2240 e ISO 48-4
El ensayo de dureza Shore según las normasASTM D2240 e ISO 48-4 y la ISO 868 es un método de ensayo estático normalizado para medir la dureza de caucho mediante un equipo de ensayos conocido como durómetro. La dureza Shore también se denomina a menudo dureza durométrica y presenta las siguientes características:
- El método se utiliza para determinar la dureza a escala macro con una fuerza de ensayo de 3,924 – 50 N.
- La dureza Shore se basa en un método de medición de la profundidad. Es decir, para determinar el valor de dureza de una probeta, se mide la profundidad de indentación real y no la huella residual generada por el penetrador.
- La profundidad de indentación se mide mediante un indentador accionado por resorte, que penetra en el material o en la probeta. El indentador consiste en un pin de acero endurecido que, en función del método Shore, incorpora diferentes diseños de pin y de bola de acero. La profundidad de indentación es una medida de la dureza Shore que se mide en una escala de 0 Shore (2,5 milímetros de profundidad de indentación) a 100 Shore (0 milímetros de profundidad de indentación).
Según la variación de las diferentes formas del indentador y las características de los muelles se establecen una serie de escalas Shore diferentes. Las escalas más conocidas son Shore A y D. Para aplicaciones específicas existen otras escalas, tales como Shore B, C, 0, 00, 000, y D0.
Escalas Shore y ejemplos de aplicación:
- Shore A: goma blanda, elastómeros y caucho natural
- Shore D: elastómeros más duros, plásticos y termoplásticos duros
- Shore 0: Elastómeros blandos y tejidos textiles
- Shore 00: Espuma de caucho, caucho esponjoso y caucho microcelular
- Shore B: elastómeros más duros que Shore A
- Shore C: Elastómeros de dureza media
VLRH (IRHD superblando)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
ASTM D2240 vs. ISO 48-4
La ISO 48-4 y la ASTM D2240 son normas para la medición de la dureza de caucho y materiales similares mediante un durómetro. La ISO 48-4 se centra en caucho vulcanizado o termoplástico y define cuatro escalas específicas, mientras que la ASTM D2240 cubre una gama más amplia de materiales y doce escalas. La ASTM D2240 está ampliamente extendida en América del Norte y es más flexible en su aplicación, mientras que la ISO 48-4 tiene un enfoque más internacional y ofrece instrucciones más específicas para el caucho. Ambas normas emplean principios de medición similares, pero con instrucciones y campos de aplicación ligeramente diferentes.
| Norma | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
|---|---|---|
| Espesor de la probeta | 6 mm | 6 mm |
| Capas | Sí (3 capas) | sí |
| Medidas | 5 | 5 |
| Distancia de medición | 6 mm | 6 mm |
| Tiempo de parada | 3 s vulcanizado 15 s TPE | Más pequeño 1 s |
| carga | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1kg |
| Indicación de dureza | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
Ensayo según ASTM D2240
En el ensayo de dureza Shore según ASTM D2240 debe garantizarse en primer lugar que la superficie de apoyo del durómetro esté paralela a la mesa de ensayo. A continuación, se ajusta la distancia vertical entre la superficie de apoyo del durómetro y la superficie de contacto de la probeta a 25,4 mm ± 2,5 mm. Durante el procedimiento de ensayo, se presiona suavemente el durómetro contra la probeta con la fuerza de contacto prefijada, hasta que la superficie de apoyo quede firmemente en contacto. Al cabo de un segundo de contacto firme entre la superficie de apoyo y la probeta, se realiza la lectura de dureza. Se realizan cinco mediciones en diferentes puntos de la probeta y se calcula y documenta el valor medio o mediano.
Realización del ensayo ISO 48-4
Al llevar a cabo el ensayo de dureza Shore según ISO 48-4, deben tenerse en cuenta previamente los siguientes parámetros:
- Según la norma, deben realizarse cinco mediciones para determinar la dureza del material y calcularse un valor medio a partir de ellas.
- El tiempo de medición es de 15 segundos y, si la duración se desvía, debe indicarse en el valor de dureza.
- El material a ensayar debe conservarse a una temperatura ambiente de +23°C ±2°C durante al menos 1 hora.
En el ensayo de dureza Shore, el indentador presiona la probeta con una fuerza de resorte de 1,11-44,5 N. A continuación, el indentador presiona la probeta con una fuerza de contacto de 3,92-50 N durante 15 segundos. La profundidad de indentación en la probeta oscila entre 0 y 2,5 mm. Esta profundidad de indentación se mide con el durómetro y, a partir de esta, se obtiene el valor de dureza. El indentador debe actuar sobre la probeta con toda la fuerza de contacto y una duración de 15 segundos. Si se supera o no se alcanza el tiempo de aplicación, debe indicarse en el valor de dureza. Cuanto mayor sea el tiempo de aplicación, menor será el valor de dureza Shore.
La distancia mínima entre las indentaciones debe respetarse de acuerdo con la norma. La distancia central de las indentaciones debe ser de ≥5 mm entre sí y ≥12 mm hasta el borde de la probeta.
Ensayo de dureza Shore según ISO 868
La ISO 868 es una norma internacional que define el método para determinar la dureza por penetración de plásticos y caucho duromediante el método de dureza Shore. En este método, se presiona una punta de ensayo contra el material con una fuerza definida para medir la profundidad de indentación. La dureza del material se determina a partir de esta profundidad y se expresa en una escala de 0 (muy blando) a 100 (muy duro).
En particular, la ISO 868 hace referencia a la medición de dureza según las escalas Shore A y Shore D, utilizadas para materiales con diferentes niveles de dureza.
- Escala A para materiales más blandos como plásticos blandos, elastómeros y caucho, medidos con un cono truncado
- Escala D para materiales más duros como plásticos rígidos o elastómeros más rígidos, medidos con un cono (aguja con punta redondeada, R = 0,1 mm)
Métodos del ensayo de dureza Shore
Los diferentes métodos de ensayo de dureza Shore se diferencian por:
- la forma del indentador (véase la figura),
- la magnitud de la fuerza de resorte F y
- la magnitud de la fuerza de contacto FA.
Los diferentes métodos de ensayo resultantes utilizan siete indentadores diferentes y cuatro fuerzas de contacto distintas. Las diferencias específicas entre los métodos pueden verse en la tabla siguiente:
| Método | Fuerza de resorte F [N] | Fuerza de contacto FA [N] | Indentadores | Recorrido de medición t [mm] | Espesor de la probeta [mm] | Rango de medición |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Shore A | 8,050N | 9,81N | Cono truncado, ángulo del cono 35° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 <20 Shore D |
| Shore A0 o Shore E | 8,050N | 9,81N | Bola, Ø 2,5 mm | 2,5 | ≥ 6 | <20 Shore A |
| Shore AM o Shore M | 0,764N | 9,81N | Cono con ángulo 30° | 1,25 | ≥ 1,25 | 10…90 |
| Shore B | 8,065N | 9,81N | Cono con ángulo 30° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
| Shore C | 44,5N | 49,0N | Cono truncado, ángulo del cono 35°, diám. cono truncado 0,79 mm | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
| Shore D | 44,5N | 49,0N | Cono con ángulo 30° | 2,5 | ≥ 6 | 30…90 > 90 Shore D |
| Shore D0 | 44,5N | 49,0N | Bola, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
| Shore 0 | 8,05N | 9,81N | Bola, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
¿Cómo se lee y representa la dureza Shore?
El valor de dureza del ensayo Shore está formado por tres elementos principales:
- 1. Un valor numérico de dureza;
- 2. La palabra «Shore», para indicar la dureza según Shore
- 3. El nombre del método Shore, que define el indentador y los parámetros asociados
Si el tiempo de aplicación difiere de la norma, se añade un tiempo como cuarto elemento.
Ejemplo de la representación y lectura de un valor de dureza:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | Valor de dureza |
| Shore | Según Shore |
| A | Método Shore: cono truncado con ángulo de cono 35°, fuerza de resorte 8,065 N y presión de contacto 12,5 N |
| 10 | Tiempo de aplicación de la fuerza de contacto fuera de la duración recomendada, en este caso 10 segundos |
Durómetros Shore para la determinación de la dureza Shore según ISO 48-4, ASTM D2240 e ISO 868
- El método de medición para determinar la dureza Shore de caucho, elastómeros y plásticos según ASTM D2240, ISO 48-4 e ISO 868 puede llevarse a cabo fácilmente con durómetros portátiles. Las mediciones de dureza según el método Shore son muy comunes en el control de calidad y pertenecen a los métodos macroscópicos. Para ensayos de laboratorio recomendamos utilizar el equipo sobre un soporte. La calibración de los equipos de dureza se describe en la norma ISO 21509. La norma ISO 48-9 describe la calibración de los equipos. La principal diferencia entre las normas ISO y la medición en plásticos es el tiempo de exposición del indentador.
- En ambos casos se mide con qué profundidad un cuerpo penetra dentro de un material. El indentador se somete a una carga a través de un muelle con unas características predefinidas. Cuanto mayor es la dureza del material a ensayar, menor es la profundidad de penetración, pero tanto mayor es la carga del indentador. La dureza Shore se representa en una escala de 0 a 100 Shore. La fuerza de contacto del pie del dispositivo sobre la superficie de la probeta determina la posición cero. Esta es de unos 10 N en Shore A y de unos 50 N en Shore D, según la norma.
- Equipos de dureza / durómetros Shore analógicos y digitales
ZwickRoell fabrica durómetros Shore analógicos, pero también en versión digital con pantalla y con opción de conexión a un PC. Los medidores están equipados con rodamientos lineales de bolas que se ajustan sin holgura y funcionan prácticamente sin fricción. El índice de elasticidad puede ajustarse con precisión en la calibración para cumplir las fuerzas especificadas por las normas en cada valor Shore. De este modo, se respetan exactamente las tolerancias especificadas por las normas, lo que permite una elevada repetibilidad de los resultados.
Preguntas frecuentes sobre el ensayo de dureza Shore
La dureza Shore es una medida de la dureza de un material, que evalúa la resistencia del material de una probeta normalizada a la penetración (vástago). Se utiliza principalmente para goma, plásticos y materiales similares y se expresa en diferentes escalas (por ejemplo, Shore A, Shore D), según el tipo de material. Un valor elevado de dureza Shore indica un material más duro, mientras que un valor bajo indica un material más blando.
La norma ASTM D2240 describe un método de ensayo para determinar la dureza de materiales utilizando un durómetro. Esta norma incluye doce tipos diferentes de durómetros, que se emplean para medir la dureza por penetración en una amplia gama de materiales, como pueden ser elastómeros termoplásticos, goma vulcanizada, materiales elastoméricos, espumas, materiales celulares y algunos plásticos. Da instrucciones detalladas para llevar a cabo el ensayo de dureza, utilizando diferentes tipos de durómetros en función de los rangos de dureza y tipos de materiales.
La principal diferencia entre ASTM D2240 e ISO 48-4 radica en el campo de aplicación y en los métodos: La ASTM D2240 abarca una gama más amplia de materiales, como caucho, elastómeros y plásticos, y utiliza diversas escalas de dureza como Shore A y Shore D. La ISO 48-4, en cambio, se centra específicamente en la determinación de la dureza de caucho vulcanizado o termoplástico y también emplea métodos de microindentación. Aunque ambas normas utilizan durómetros para la medición de dureza, ISO 48-4 da instrucciones más detalladas para tipos de caucho específicos y probetas finas.
Shore A se utiliza para medir la dureza de materiales más blandos como el caucho y los plásticos blandos, mientras que Shore D es adecuado para materiales más duros como los plásticos rígidos y los materiales termoplásticos. Un valor elevado en la escala indica una mayor dureza del material.