Gráfico de Dureza da Costa para Fundição a Vácuo: Um Guia Prático

Ao projetar um novo produto, Engenheiros frequentemente focam em sua resistência e dimensões. Contudo, para muitas aplicações, o "sentir" de uma parte é igualmente crítica. A maciez de um botão, A flexibilidade de um selo, ou a rigidez de uma carcaça são todas características funcionais essenciais. No mundo da fundição a vácuo, Essas propriedades são definidas e controladas por uma especificação chave: Dureza da costa. Compreender essa medida é essencial para selecionar o material certo e criar um perfeito, Protótipo de qualidade de produção.

A dureza de terra é uma medida padronizada da dureza de um material ou sua resistência a indentação permanente. Para fundição a vácuo, É a principal especificação usada para selecionar uma resina de poliuretano que imita com precisão a sensação de uma resina macia, Borracha flexível, um plástico semirrígido, ou um hard, Polímero de engenharia rígido. Escolher o durômetro correto é fundamental para criar um protótipo que não só tenha a aparência certa, mas também seja sensível e funcione corretamente.

Como especialista em ciência dos materiais para fundição de uretano, A GD-Prototipagem orienta os clientes durante o processo de seleção de materiais. Isso garante que as peças finais atendam exatamente aos seus requisitos táteis e mecânicos. Este guia oferece uma visão geral abrangente da dureza da costa. Vamos explicar a ciência por trás disso, forneça um gráfico detalhado dos materiais disponíveis, e ofereça conselhos práticos sobre como escolher a dureza perfeita para o seu projeto. Esse é um conceito-chave dentro do contexto mais amplo Guia de Fundição em Uretano.

O que é a Dureza da Costa? Um Mergulho Profundo em Durometer

Para selecionar a dureza correta, Primeiro é necessário entender o que a medição representa e como ela é obtida. O termo "Dureza da costa" vem do instrumento usado para medi-lo, que é chamado de durometro. O durômetro foi desenvolvido por Albert Ferdinand Shore na década de 1920.

A Ciência da Medição da Dureza do Material

Um durômetro é um dispositivo mecânico projetado para medir a dureza de materiais macios como elastomeros e plásticos. O processo é não destrutivo e relativamente simples.

1. O durômetro possui um pino de retenção com mola de formato específico.
2. O operador pressiona firmemente o durômetro contra uma amostra plana do material.
3. A mola empurra o indentador para dentro da superfície do material.
4. O valor de dureza é determinado pela profundidade com que o indentador penetra no material. Uma penetração profunda indica um material macio, resultando em uma leitura baixa do durômetro. Uma penetração rasa indica um material duro, resultando em uma leitura de durometria alta.

A medição é lida a partir de um mostrador ou display digital em uma escala de 0 Para 100. É um número adimensional (não possui unidades).

Entendendo as Escalas de Praia: A vs. D

É impossível medir todo o espectro de dureza do material, de géis macios a plásticos duros, com um único instrumento. Por esse motivo, existem várias escalas diferentes de dureza Shore. Para fundição de poliuretanos, as duas escalas mais importantes e comuns são Shore A e Shore D.

A Escala A da Costa

A escala Shore A é usada para medir materiais macios a semi-rígidos. Isso inclui tudo, desde muito macio, borrachas flexíveis para plásticos semirrígidos com flexibilidade limitada. O durômetro da escala Lá usa um indenador com um recuo embotado, Formato de cone truncado.

A Escala D da Costa

A escala Shore D é usada para medir materiais muito mais duros. Isso inclui borrachas duras e plásticos rígidos de grau de engenharia. O durômetro da escala D usa um indentador com um sharper, Formato de cone pontiagudo. Essa ponta mais afiada é necessária para penetrar a superfície mais dura desses materiais.

É fundamental entender que essas duas escalas se sobrepõem, mas não são conversíveis diretamente. Um material no topo da escala A (Por exemplo,, 95Um) é muito mais macio do que um material na extremidade inferior da escala D (Por exemplo,, 50D). São sistemas de medição distintos. Uma especificação de dureza é incompleta sem a letra (A ou D).

Por que a Dureza Importa para Protótipos

Especificar a dureza correta é essencial para criar um protótipo funcional.

• Ergonomia: Para qualquer produto portátil, A dureza de uma empunhadura ou botão impacta diretamente o conforto do usuário e a percepção de qualidade.
• Vedação: A dureza de uma junta ou vedação determina sua capacidade de se comprimir e se adaptar a uma superfície para evitar vazamentos.
• Resistência ao impacto: Materiais mais macios podem absorver mais energia de impacto sem rachar, Tornando-os ideais para para-choques protetores e sobremoldes.

O Gráfico de Dureza da Costa de Fundição a Vácuo

Esse gráfico serve como um guia prático para engenheiros e projetistas. Ele conecta os valores numéricos de dureza Shore a analogias do mundo real e aplicações comuns. Isso ajuda a traduzir um número abstrato em uma folha de dados em um tangível, intuitivo "sentir" para o material.

Dureza da Costa	Sentir & Flexibilidade	Analogia comum do mundo real	Aplicações ideais de fundição a vácuo	Exemplo de Simulante de Resina
30Um	Muito macio & Gel-Like. Estica facilmente.	Um elástico macio. Palmilha de gel.	Absorventes médicas de contato com a pele, Botões de toque suave, Amortecedores, Adereços de efeitos especiais.	Borracha Muito Macia
40Um	Macio & Borracha. Muito flexível.	Uma borracha de lápis.	Protótipos vestíveis, macio, Empunhaduras Dobráveis, Selos compatíveis.	Borracha macia
50Um	Borracha Média-Macia. Boa flexibilidade.	Um carimbo de borracha padrão.	Raspadinhas, Juntas flexíveis, Capas protetoras para eletrônicos.	Borracha Média-Macia
60Um	Borracha firme, mas flexível.	A banda de rodagem de um pneu de carro.	Juntas, Selos, Alojamentos flexíveis, Amortecedores de choque e vibração.	Borracha Média
70Um	Borracha Média-Dura. Extensão limitada.	Um salto de sapato.	Rodas sobremoldadas, Rolos, empunhaduras firmes para ferramentas e artigos esportivos.	Borracha Média-Dura
80Um	Borracha dura. Rígido com um pouco de flexibilidade.	Um cinto de couro.	Para-choques protetores, Almofadas de impacto, Rodas firmes para carrinhos industriais.	Borracha dura
90Um	Borracha Muito Dura / Plástico Semi-Rígido.	Uma roda de carrinho de compras.	Rodas duras, Ilhós, Selos estruturais, Peças que exigem alta resistência à abrasão.	Borracha Muito Dura
50D	Plástico Semi-Rígido. Pouquíssima flexibilidade.	Uma bola de golfe.	Caixas de encaixe rápido, carcaças que exigem alguma resistência ao impacto, Acabamento automotivo.	Polipropileno (PP)
65D	Rígido & Plástico rígido.	Um capacete de construção.	Caixas, Caixas, Protótipos que exigem a rigidez dos plásticos de produção não preenchidos.	Polipropileno (PP)
75D	Plástico Muito Rígido. Alta resistência ao impacto.	Uma peça plástica de ABS fundido.	Caixas, Suportes de montagem, Protótipos funcionais para testes mecânicos.	ABS (Estireno de Butadiena de Acrilonitrila)
85D	Extremamente rígido & Duro. Alta rigidez.	Um tubo de PVC.	Caixas para eletrônicos, Componentes estruturais de alta rigidez, Padrões mestres.	ABS / Computador pessoal (Policarbonato)

Um Olhar Aprofundado sobre a Escala A da Costa (Macio & Flexível)

A escala Shore A cobre toda a gama de flexibilidade, Materiais semelhantes à borracha. Escolher o durômetro certo nessa escala é fundamental para alcançar o nível desejado de maciez, flexibilidade, e elasticidade para seu protótipo.

30A – 50A: Muito macio e geloso

Os materiais dessa faixa são extremamente macios e maleáveis. Eles têm uma sensação semelhante a um elástico macio e podem ser facilmente esticados e comprimidos.

• Sensação e flexibilidade: Esses materiais têm uma consistência semelhante a gel. Eles oferecem excelentes propriedades de absorção de impactos e amortecimento. Eles possuem um alto grau de elasticidade, ou seja, eles retornam à forma original após serem deformados.
• Aplicativos: Essa faixa é ideal para aplicações que exigem toque suave ou alto grau de conformidade. Usos comuns incluem protótipos de absorventes médicos de contato com a pele, macio, Botões macios em dispositivos eletrônicos, e amortecedores de vibração personalizados para equipamentos sensíveis.

60A – 70A: Borracha Média Macia

Este é o "Ponto ideal" para muitas aplicações comuns de borracha. Os materiais dessa faixa são firmes, mas ainda assim altamente flexíveis.

• Sensação e flexibilidade: Esses materiais parecem a banda de rodagem de um pneu de carro ou uma borracha de lápis de alta qualidade. São robustos e duráveis, oferecendo excelente flexibilidade e propriedades de vedação.
• Aplicativos: Essa é a faixa mais comum para criar juntas e vedações. O material é duro o suficiente para ser durável, mas macio o bastante para comprimir e criar uma vedação estanque. Também é excelente para empunhaduras flexíveis, Capas protetoras para eletrônicos, e componentes absorventes de choque.

80A – 90A: Borracha dura / Plástico Semi-Rígido

Materiais no topo da escala Shore A começam a transitar de borracha flexível para plástico semirrígido. Eles são muito rígidos e oferecem flexibilidade limitada.

• Sensação e flexibilidade: O material de um 90A se assemelha à borracha dura de uma roda de carrinho de compras ou à sola de um sapato de couro. Pode ser dobrado com força significativa, mas não é verdadeiramente elástico.
• Aplicativos: Essa gama é usada para peças que exigem alta durabilidade e resistência à abrasão, mas que ainda exigem alguma conformidade. Usos comuns incluem rodas duras e sobremoldadas para carrinhos, Para-choques protetores firmes em equipamentos industriais, e ilhós estruturais.

Uma Análise Aprofundada da Escala D da Costa (Duro & Rígido)

A escala Shore D é usada para materiais que vão de semi-rígidos a plásticos extremamente duros e rígidos. Essa escala é usada ao selecionar uma resina para simular termoplásticos comuns de produção, como PP, ABS, ou PC.

50D – 65D: Plástico Médio Duro

Essa faixa representa a extremidade inferior da escala de plásticos rígidos. Os materiais aqui têm pouquíssima flexibilidade e são considerados semi-rígidos.

• Sensação e flexibilidade: Um material 65D tem a sensação de um capacete de construção. É um plástico resistente e durável. Ela se deforma levemente sob carga pesada, mas não se dobra facilmente.
• Aplicativos: Esta é uma excelente escolha para simular plásticos de produção de uso geral, como o polipropileno (PP). É comumente usado para criar protótipos de alojamentos e invólucros, especialmente aqueles que incorporam recursos de encaixe, que exigem uma pequena flexibilidade para funcionar corretamente.

70D – 85D: Muito Duro e Rígido

Esta é a gama mais comum para criar protótipos de componentes rígidos de engenharia. Materiais nessa faixa são extremamente duros, rígido, e forte.

• Sensação e flexibilidade: Um material 85D parece um tubo de PVC ou uma peça de plástico de ABS fundido. Ele praticamente não tem flexibilidade e é projetado para rigidez e integridade estrutural.
• Aplicativos: Essa é a gama ideal para criar protótipos de alta fidelidade de peças rígidas. Usos comuns incluem caixas para dispositivos eletrônicos, Suportes de montagem, Componentes estruturais, e qualquer peça que precise simular com precisão a resistência e rigidez do ABS ou Policarbonato de grau de produção (Computador pessoal). Esses materiais também são fortes e estáveis o suficiente para serem usados como moldes mestres em projetos subsequentes de fundição em uretano.

A Zona de Sobreposição: 90A vs. 50D

É um ponto comum de confusão, mas um material com valor Shore A alto não é o mesmo que um material com valor Shore D baixo. Por exemplo, um poliuretano de 90A é uma borracha muito dura. Um poliuretano 50D é um plástico semi-rígido. O material 90A é significativamente mais macio e flexível do que o material 50D. As escalas não são contínuas.

Como Selecionar a Dureza Certa para o Seu Projeto

Escolher o durômetro certo pode parecer assustador. Contudo, um prático, Uma abordagem passo a passo pode simplificar a decisão.

Um Guia Prático para Tomada de Decisão

• Defina a função primária: Comece definindo o que a peça deve fazer. É uma vedação que precisa comprimir? É uma empunhadura que precisa ser confortável? É uma carcaça que deve ser rígida e protetora? A função imediatamente reduz a faixa de dureza possível.
• Encontre um Objeto do Mundo Real: A melhor forma de entender o durometro é usar uma referência física. Encontre um produto existente no mundo real que tenha exatamente o mesmo "sentir" você está tentando alcançar. Você pode então usar recursos online para consultar a dureza típica de Shore desse objeto (Por exemplo,, "Dureza de recostamento do salto de um sapato"). Isso fornece um alvo tangível.
• Considere as Partes de Acasalamento: Pense em como sua peça vai interagir com outros componentes do conjunto. Uma peça de plástico duro esfregando contra outra parte de plástico duro pode exigir uma escolha de material diferente daquela que interage com um componente metálico.
• Consulte seu parceiro de fabricação: A melhor prática é discutir sua candidatura com um especialista. Um parceiro de fabricação experiente, como a GD-Prototyping, pode ouvir seus requisitos funcionais e recomendar uma resina de poliuretano específica que proporcionará as características perfeitas de dureza e desempenho para seu protótipo.

Dureza, Tolerâncias, e Outras Propriedades

A dureza da costa é uma propriedade crítica, mas não existe em um vácuo. Frequentemente está relacionada a outras propriedades do material e pode influenciar outros aspectos da parte final.

Dureza e Tolerâncias

Materiais muito macios (abaixo de 50A) pode ser mais desafiador medir com precisão. Sua natureza flexível significa que podem se deformar levemente durante o processo de inspeção. Por esse motivo, Peças fundidas a partir de elastomeros muito macios podem ter tolerâncias dimensionais um pouco mais soltas do que peças fundidas em materiais rígidos. Para especificações detalhadas sobre a precisão do processo, É importante ver nosso Tolerâncias de fundição a vácuo guiar.

Dureza vs. Outras propriedades

Embora não seja uma correlação perfeita, A dureza da costa está frequentemente relacionada a outras propriedades mecânicas. Geralmente, à medida que a dureza do material aumenta, sua resistência à tração e à abrasão também aumentam. Contudo, Sua flexibilidade e alongamento na quebra vão diminuir. É importante revisar a folha técnica completa de uma resina de poliuretano específica para entender todas as suas propriedades, não apenas sua durometria.

Conclusão

A dureza em terra é uma especificação crítica no mundo da fundição a vácuo. É a linguagem que os engenheiros usam para definir as propriedades táteis e funcionais de uma peça protótipo. Indo além de termos abstratos como "macio" ou "duro" para uma escala numérica padronizada, Ele permite a seleção precisa de um material que terá a sensação e o desempenho exatamente como esperado. De um macio, amortecedor semelhante a gel até rígido, Alojamento semelhante ao ABS, A vasta gama de resinas de poliuretano disponíveis possibilita simular quase qualquer plástico de produção.

Compreender as escalas Shore A e D e relacioná-las a aplicações reais é a chave para o sucesso. Fazer parceria com um especialista em manufatura que possa oferecer orientação e uma ampla variedade de materiais é o caminho mais seguro para criar um produto perfeito, Protótipo de qualidade de produção.