Vergleich von TPE-Härte Shore vs. Rockwell für die Materialauswahl

Bei der Konzeption von Produkten, die sowohl weich anfassen als auch langlebig sein müssen, wie z. B. Telefonhüllen, Sportgeräte-Griffe oder Medizinprodukte, werden oft thermoplastische Elastomere (TPE) als ideales Material gewählt.AllerdingsIn diesem Artikel wird die Messung der Härte von TPE und ihre Auswirkungen auf die Produktleistung untersucht.

Die Härte misst die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen lokalisierte Verformungen.Die Härte beeinflusst nicht nur das taktile Gefühl, sondern korreliert auch mit wichtigen Konstruktionsparametern wie dem Zugmodul und dem Biegmodul.Die Vielfalt der Härteprüfmethoden und der Messskala kann Verwirrung hervorrufen.

Die in den 1920er Jahren von Albert Ferdinand Shore entwickelte Shore-Härte bleibt die häufigste Methode zur Messung der Härte von Gummi und Elastomeren.Die Prüfvorrichtung verwendet einen federbeladenen Einzug, um die Materialoberfläche zu durchdringen., mit Härtewerten von 0 (weichste) bis 100 (harteste).

• Ufer A:Die am weitesten verbreitete Waage verwendet einen abgeschnittenen Kegel-Eindringpunkt und eine moderate Federkraft, ideal für TPE mit mittlerer Härte wie Telefongehäuse, Schuhsohlen und Dichtungen.Standard für die meisten TPE-Spezifikationen, seine Genauigkeit sinkt über 90 Shore A.
• Küste D:Diese Waage wurde für härtere Materialien entwickelt und verwendet einen schärferen Einzug mit größerer Federkraft, geeignet für TPE und Automobilkomponenten.Höhere Shore-D-Werte deuten auf eine erhöhte Steifigkeit und Verschleißfestigkeit hin.
• Am Strand.Diese spezialisierte Skala misst sehr weiche Materialien wie Gels und Schaumgummi mit einem kugelförmigen Eindruck mit minimaler Kraft.

Für härtere Kunststoffverbindungen bietet die Rockwell-Härteprüfung eine weitere Messmöglichkeit.Rockwell misst die Tiefendifferenz zwischen Anfangs- und Endvertiefung unter LastDiese Methode erfordert größere Proben und hinterlässt sichtbarere Spuren, was sie für weiche TPE weniger geeignet macht.

Die Ergebnisse der Härteprüfungen werden durch verschiedene Variablen beeinflusst.

TPE weisen unter ständiger Belastung viskoelastisches Verhalten auf, sie erfahren Kriechen (in zunehmendem Maße Verformung im Laufe der Zeit), während sie unter ständiger BelastungSie zeigen eine Stressentspannung (abnehmende Belastung im Laufe der Zeit)Die Messzeit hat erhebliche Auswirkungen auf die Messwerte:

• Sofortige Messwerte erfassen höhere Werte, da das Material nicht vollständig entspannt ist.
• Verzögerte Messwerte (normalerweise 5-10 Sekunden) spiegeln die wahre Härte und Elastizität besser wider

TPE-Härte zeigt eine starke Temperaturabhängigkeit.Die Betriebstemperaturbereiche sollten in den Produktspezifikationen berücksichtigt werden..

Genaue Messungen erfordern glatte, flache Proben mit ausreichender Dicke (mindestens 5 mm).

Während Härte als wichtige Materialspezifikation dient, existiert sie nicht isoliert.

• Eine geringere Härte verbessert in der Regel die Dämpfung und den Komfort
• Eine höhere Härte erhöht im Allgemeinen die Haltbarkeit und Verschleißbeständigkeit
• Eine optimale Leistung erfordert ein ausgewogenes Verhältnis von Härte, Zugfestigkeit, Reißbeständigkeit und Umweltstabilität

Beispielsweise mögen die Griffe von medizinischen Geräten für die Bequemlichkeit des Patienten weich sein, während die Handgriffe von industriellen Werkzeugen für die Langlebigkeit hart sein.

TPE-Härte bietet wertvolle Orientierungen, sollte aber nicht das einzige Auswahlkriterium sein.und die Bewertung der Wechselwirkungen der Härte mit anderen MaterialeigenschaftenDurch die Anwendung dieses umfassenden Ansatzes können Ingenieure TPE spezifizieren, die sowohl optimale Leistung als auch Benutzerzufriedenheit bieten.