Durometri per gomma e plastica: la scala Shore

Il durometro in scala Shore è uno degli strumenti utilizzati per definire la durezza di materiali come gomma, plastica, gel (es. selle biciclette), gomme da masticare, guarnizioni, pneumatici, ruote di pattini e skate.

La durezza si può definire come la resistenza di un materiale ad una indentazione permanente. Tra le molte scale di durezza, una è stata definita da Albert F. Shore, che nel 1920 sviluppò un dispositivo per misurare la durezza di materiali come polimeri, elastomeri e gomme.

Tipi di scala Shore

Esistono vari tipi di scale durezza espresse in Shore, utilizzate per materiali con proprietà differenti. Le più utilizzate, che tra l’altro utilizzano specifiche molto simili, sono il tipo A e D (secondo la ASTM D2240). La scala di tipo A è utilizzata per le plastiche più morbide, mentre la scala di tipo D per quelle più dure. Tuttavia, la norma ASTM D2240-00 definisce ben 12 tipi di scale Shore, a seconda dell’applicazione di utilizzo; i tipi sono: A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S, e R. Ogni scala comunque ha un campo di misura che va da 0 a 100, e più è alto il valore maggiore è la durezza del materiale misurato.

 

Metodo di misura

in maniera simile alle altre prove di durezza, il durometro Shore misura la profondità dell’impronta di un penetratore all’interno di un materiale, data una certa forza. Questa profondità dipenderà dalla durezza del materiale, dalle sue proprietà viscoelastiche, dalla forma del penetratore e dalla durata della prova.

La norma di riferimento ASTM D2240 permette sia una misurazione della durezza all’inizio della prova, sia una valutazione della durezza dopo un certo intervallo di tempo. Il test di base richiede di applicare una forza costante per valutare la profondità dell’impronta. Se si considera la profondità dell’impronta dopo un certo periodo di tempo, in quel periodo la forza deve rimanere costante. Il provino deve inoltre avere uno spessore di almeno un quarto di pollice (circa 6,4 millimetri).

configurazione per i tipi A e D

Scala Shore	Penetratore	Massa Applicata [kg]	Forza risultante [N]
Tipo A	Stelo da 1,1 – 1,4 mm in acciaio temprato, con punta tronco conica a 35° e un diametro della superficie di contatto di 0,79 mm	0.822	8.064
Tipo D	Stelo da 1,1 – 1,4 mm in acciaio temprato, con punta conica a 30° e un raggio di curvatura della punta di 0,1mm	4.550	44.64

La norma ASTM D2240 definisce dodici tipi di scale di durezza Shore, derivate da differenti combinazioni della forma del penetratore e della forza della molla che lo spinge nel materiale. La tabella seguente descrive le specifiche per ogni tipo di durezza Shore (ad eccezione del tipo R).

Tipo Shore	Configurazione	Diametro	Estensione	Forza molla
A	35° tronco cono	1.40 mm	2.54 mm	822 gf (8.06 N)
C	35°tronco cono	1.40 mm	2.54 mm	4,536 gf (44.48 N)
D	30° cono	1.40 mm	2.54 mm	4,536 gf (44.48 N)
B	30° cono	1.40 mm	2.54 mm	822 gf (8.06 N)
M	30° cono	0.79 mm	1.25 mm	78 gf (0.76 N)
E	2.5 mm sferico	4.50 mm	2.54 mm	822 gf (8.06 N)
O	1.20 mm sferico	2.40 mm	2.54 mm	822 gf (8.06 N)
OO	1.20 mm sferico	2.40 mm	2.54 mm	113 gf (1.11 N)
DO	1.20 mm sferico	2.40 mm	2.54 mm	4,536 gf (44.48 N)
OOO	6.35 mm sferico	10.7 mm – 11.6 mm	2.54 mm	113 gf (1.11 N)
OOO-S	10.7 mm disco	11.9 mm	5.0 mm	197 gf (1.93 N)

La durezza finale del materiale dipenderà dalla profondità dell’improta dopo una applicazione della forza di 15 secondi. Se il penetratore entra di 2,54mm nel materiale (un decimo di pollice), la durezza sarà equivalente a 0 per quella scala. Se il penetratore non lascia alcuna impronta, allora la durezza sarà equivalente a 100 per quella scala.