ASTM D2240 Standardtestverfahren für Gummieigenschaften – Durometer-Härte

ASTM D2240 Standardtestverfahren für Gummieigenschaften – Durometer-Härte

Der von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Standard „ASTM D2240 Standard Test Method for Rubber Properties – Durometer Hardness“ definiert zwölf Arten von Geräten zur Messung der Gummihärte, die als Durometer bekannt sind und als Typen A, B, C, D, D O, E, M, O, OO, OOO, OOO-S und R bezeichnet werden:

ASTM D2240 Standardtestverfahren für Gummieigenschaften – Durometer-Härte

Diese Norm umfasst auch ein Verfahren zur Bestimmung der Eindruckhärte von Materialien, die als thermoplastische Elastomere, vulkanisierter (duroplastischer) Gummi, elastomere Materialien, zellige Materialien, gelartige Materialien und einige Kunststoffe klassifiziert sind.

Dieses Prüfverfahren ist jedoch nicht mit anderen Eindringhärteverfahren und Instrumententypen vergleichbar, die in ASTM D1415, Standardprüfverfahren für Gummieigenschaften – Internationale Härte, definiert sind. Dieses Prüfverfahren ist nicht für die Prüfung beschichteter Gewebe geeignet.

Alle Materialien, Geräte oder Ausrüstungen, die zur Bestimmung von Masse, Kraft oder Abmessungen verwendet werden, müssen auf das National Institute of Standards and Technology oder andere international anerkannte Organisationen vergleichbarer Art zurückführbar sein.

Mit dieser Prüfmethode können Härtemessungen entweder anhand des anfänglichen Eindrucks, des Eindrucks nach einer bestimmten Zeit oder anhand beider durchgeführt werden. Durometer mit Maximalwerten zur Bestimmung der maximalen Härte eines Materials können niedrigere Härtewerte liefern, wenn der Maximalwert verwendet wird.

Die Verfahren für Typ-M- oder Mikrohärte-Durometer eignen sich für Proben, deren Härte aufgrund ihrer Größe oder Konfiguration normalerweise nicht mit anderen beschriebenen Durometertypen bestimmt werden kann. Typ-M-Durometer sind für die Prüfung von Proben mit einer Dicke oder einem Querschnittsdurchmesser von 1,25 mm oder mehr ausgelegt. Proben mit kleineren Abmessungen können jedoch unter den hier angegebenen Bedingungen erfolgreich verwendet werden und haben einen Typ-M-Durometer-Härtebereich von 20 bis 90. Für Proben mit einem anderen als dem angegebenen Durometer-Härtebereich sollte ein anderes geeignetes Verfahren zur Bestimmung der Durometer-Härte verwendet werden.

Dieses Prüfverfahren basiert auf dem Eindringen eines bestimmten Eindringkörpertyps in ein Material unter festgelegten Bedingungen. Die Eindruckhärte ist umgekehrt proportional zur Eindringtiefe und hängt vom Elastizitätsmodul und dem viskoelastischen Verhalten des Materials ab. Die Geometrie des Eindrucks und die ausgeübte Kraft beeinflussen die Messungen. Daher besteht keine einfache Beziehung zwischen den mit einem Durometertyp und denen eines anderen Durometertyps oder anderer Härtemessgeräte erzielten Werten. Dieses Prüfverfahren ist in erster Linie ein experimenteller Test zu Kontrollzwecken. Es besteht keine einfache Beziehung zwischen der mit diesem Prüfverfahren ermittelten Eindruckhärte und einer grundlegenden Eigenschaft des geprüften Materials.

Die Nähfußkonfiguration und die Gesamtfläche des bei diesen Tests verwendeten Durometers können bei erheblichen Unterschieden zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Beim Vergleich von Härtebestimmungen mit Durometern desselben Typs wird empfohlen, Vergleiche zwischen Durometern mit ähnlicher Nähfußkonfiguration und Gesamtfläche anzustellen und die Nähfußkonfiguration und -größe im Härtemessbericht zu vermerken.

Druckfüße der Typen A, B, C, D, DO, E, O, OO, OOO und OOO-S haben eine Öffnung mit dem in der Norm angegebenen Durchmesser (um den Vorsprung der Aussparung zu ermöglichen), deren Mitte mindestens 6,0 mm von jeder Kante des Fußes entfernt ist. Wenn der Druckfuß keine flache, kreisförmige Konstruktion hat, darf die Fläche nicht weniger als 500 mm2 betragen.

Der Durometerwert ist ein Maß für die Härte eines Materials und wird typischerweise für Polymere, Elastomere (wie Gummi) und einige weiche Kunststoffe verwendet. Er misst, wie gut ein Material Eindrücken widersteht. Die Härte wird mithilfe eines Durometers bestimmt, das einen Standardeindruck in das Material drückt. Höhere Durometerwerte weisen auf härtere Materialien hin, niedrigere Werte auf weichere Materialien.

Die gängigsten Durometerskalen sind:

  • Shore A: Für weichere Materialien wie Gummibänder, Schuhsohlen oder weiche Gummibänder.
  • Shore D: Für härtere Kunststoffe und Hartgummis.

Ein Durometer misst nicht Elastizität, Elastizität oder Zähigkeit, sondern lediglich den Widerstand gegen Oberflächeneindrücke. Es wird häufig verwendet, um die richtige Haptik und Funktion von Teilen in Branchen wie der Automobil-, Schuh-, Konsumgüter- und Industriedesignindustrie sicherzustellen.

Bei den Gummieigenschaften bezeichnet die Härte den Widerstand eines Materials gegen Oberflächenverformung oder Eindrückung bei Krafteinwirkung. Sie ist einer der wichtigsten Indikatoren für die Leistung einer Gummimischung in der Praxis.

Die Härte von Gummi bezieht sich auf:

  • Haptik und Flexibilität: Eine geringere Härte (z. B. 30–50 Shore A) weist auf ein weiches, flexibles und leicht komprimierbares Material hin. Es wird für Anwendungen verwendet, die eine Dämpfung oder Abdichtung mit minimaler Kraft erfordern (z. B. O-Ringe, weiche Dichtungen). Eine höhere Härte (z. B. 70–90 Shore A) wird dagegen für Anwendungen verwendet, die eine härtere, weniger komprimierbare und steifere Haptik erfordern (z. B. strukturelle oder tragende Komponenten).
  • Verschleiß und Haltbarkeit: Härtere Gummisorten bieten im Allgemeinen eine bessere Verschleißfestigkeit und Formbeständigkeit unter Druck, aber eine zu hohe Härte kann die Vibrationsdämpfung und die Dichtwirkung verringern.
  • Druckverformungsrest und Abdichtung: Weichere Gummis passen sich Oberflächen besser an und eignen sich daher ideal zum Abdichten. Härtere Gummis dichten zwar möglicherweise nicht so gut ab, sind aber widerstandsfähiger gegen dauerhafte Verformungen unter Belastung.

Der ASTM D2240-Standard ist wichtig, da er die Standardprüfmethode zur Messung der Härte von Gummi, Elastomeren und Kunststoffen darstellt. Er bietet ein einheitliches und zuverlässiges Verfahren zur Gewährleistung konsistenter Härtemessungen über Materialien, Branchen und Labore hinweg.

Unsere Organisation, die seit Jahren Unternehmen aller Branchen durch ein breites Spektrum an Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten unterstützt, verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ASTM D2240 Standard Test Method for Rubber Properties – Durometer Hardness“ an.

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