경도계란 무엇입니까? 플라스틱 및 엘라스토머 경도 이해 및 평가

프로젝트의 시작 단계에서 엔지니어와 제품 팀은 시간을 들여 각 예상 재료의 기계적 사양을 이해해야 합니다. 여기에는 모든 데이터 시트에서 볼 수 있는 물리적, 화학적 및 기계적 특성뿐만 아니라 특정 환경 조건에서 재료가 얼마나 잘 작동하는지 또는 내구성과 같은 기타 요소도 포함됩니다. 이러한 요소와 기타 요소를 고려하면 제품 팀이 시간 및 비용 효율성을 최적화하면서 우수한 제품을 만드는 데 도움이 됩니다.

플라스틱으로 제조할 때 고려해야 할 가장 중요한 요소 중 하나는 특정 재료의 경도를 나타내는 경도계 또는 해안 경도계입니다. 다음은 엔지니어와 제품 팀이 이 중요한 측정에 대해 알아야 할 모든 것입니다.

경도계란 무엇입니까?

경도계는 고무 또는 플라스틱과 같은 재료의 경도를 측정하는 표준화된 방법입니다. 경도는 기계적 압입이나 마모로 인한 변형에 대한 플라스틱의 내성을 나타내는 척도입니다.

엔지니어는 경도계 테스터를 사용하여 재료의 경도를 테스트할 수 있습니다. 이 장치는 원형 타이어 압력 게이지처럼 보이며 한쪽 끝에서 연장되는 보정된 스프링에 바늘이 있습니다. 경도계 경도를 테스트하기 위해 엔지니어는 바늘을 엘라스토머나 플라스틱에 대고 압력을 가합니다. 바늘이 재료를 최대한 관통하면 측정 바늘이 해당 듀로미터 경도를 적절한 눈금으로 표시합니다.

경도계는 0에서 100까지의 척도로 측정할 수 있지만 측정 단위는 아닙니다. 실제로 무차원 측정입니다. 즉, 경도계 숫자는 동일한 경도계 눈금을 사용하여 측정된 다른 재료에 비해 재료가 얼마나 단단하거나 부드러운지를 측정합니다. 낮은 숫자는 더 부드러운 플라스틱을 나타내고 높은 숫자는 더 단단한 플라스틱을 나타냅니다. 예를 들어, 90A 폴리우레탄 튜빙은 70A 폴리우레탄 튜빙보다 단단합니다.

엔지니어와 제품 팀이 일관되고 보편적이며 재현 가능한 참조를 사용하여 재료의 경도에 대해 논의할 수 있도록 다양한 쇼어 경도 척도가 발명되었습니다. 가장 일반적인 3가지 쇼어 경도 척도는 쇼어 00, 쇼어 A, 쇼어 D입니다. 쇼어 00은 극도로 부드러운 고무와 젤의 경도를 측정하는 데만 사용되며, 쇼어 A는 매우 부드러운 것부터 단단한 것까지 다양한 유연한 고무를 측정하고, 쇼어 D는 단단한 고무와 플라스틱을 측정하는 데만 사용됩니다.

제품 팀은 듀로미터 경도가 끝 부분의 유연성과 직접적인 상관 관계가 없다는 것을 알아야 합니다. 오히려 팀이 재료의 일반적인 느낌을 한 눈에 더 잘 이해하기 위해 사용할 수 있는 강성의 간접적인 측정입니다. 제품 팀은 또한 서로 다른 쇼어 경도 척도에 있는 재료를 비교할 수 없다는 것을 알아야 합니다. 듀로미터 숫자는 특정 스케일의 재료에 상대적입니다. 즉, 한 듀로미터 스케일의 경도와 다른 듀로미터의 경도 사이에는 직접적인 관계가 없습니다.

예를 들어, Shore 00 척도에서 듀로미터 경도가 약 80인 재료는 연필 지우개만큼 단단하지만 Shore D 듀로미터 척도에서 측정이 80인 재료는 단단한 모자의 경도를 갖습니다. 분명히 이러한 측정값은 동일하지 않지만 동일한 수치를 공유하므로 제품 팀은 동일한 척도에서 재료의 경도만 비교해야 한다는 점을 기억해야 합니다.

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듀로미터 경도가 재료 선택에 미치는 영향

엘라스토머 또는 플라스틱을 평가할 때 엔지니어와 제품 팀은 제품의 최종 사용 애플리케이션과 프로젝트 요구 사항을 고려해야 합니다. 이러한 요소는 잠재적 재료 풀을 좁히는 데 도움이 되고 제품 팀이 초점을 맞춰야 하는 해안 경도계 규모에 대한 단서를 제공합니다. 예를 들어, 부품이 장기간에 걸쳐 많은 무게를 지탱할 수 있어야 하는 경우 팀은 Shore 00 스케일을 완전히 무시하고 Shore A 경도 스케일 및/또는 Shore D 경도 척도의 전체 범위.

또한 엔지니어는 원하는 경도와 비용과 같은 다른 고려 사항의 균형을 맞춰 어떤 절충안을 만들 것인지 결정해야 합니다. 예를 들어, 더 단단한 금속은 더 비싸거나 가공하기 어려울 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 엔지니어는 가공 용이성을 유지하면서 더 높은 경도를 달성하기 위해 후처리 경화 처리를 사용할 수 있습니다.

그러나 재료 경도가 중요한 유일한 요소는 아니며 경도가 반드시 강도 또는 내식성과 같은 다른 특성을 나타내는 것은 아닙니다. 강성 및 압축 계수 측정은 경도계 경도보다 특정 고무의 밀봉 성능에 대한 더 정확한 판독값을 제공합니다.

실사를 수행하고 특정 요구 사항에 가장 적합한 재료를 선택하기 위해 제품 팀은 듀로미터 경도 외에도 밀도, 압축력 변형, 적용력 및 두께를 포함한 다양한 기계적 특성에 대한 옵션을 평가해야 합니다.

사출 금형에 대한 경도계 고려 사항

재료의 경도는 금형 작업 시 고려해야 할 특히 중요합니다. 엔지니어는 금형이 경화된 후 원래 모델과 후속 주조물을 쉽게 추출할 수 있는 금형 고무를 선택해야 하며 쇼어 경도가 이에 직접적인 영향을 미칩니다.

예를 들어, 70A 경도계 엘라스토머를 사용하여 다양한 각도로 튀어나온 얇은 부분이 있는 부품의 금형을 만드는 것은 현명하지 않습니다. 70A 경도계 고무는 자동차 타이어만큼 단단하며 깨지지 않고 섬세한 부분을 추출하는 데 필요한 유연성을 제공하지 않습니다. 30A 쇼어 경도계 이하의 엘라스토머는 이 용도에 충분히 유연할 것입니다.

적층 제조를 위한 듀로미터 고려 사항

제품 팀이 적층 제조 기술을 사용할 때 재료의 경도를 고려하는 것도 중요합니다. 많은 제품 팀이 적층 제조 재료에 익숙하지 않지만, 적층 재료의 경도를 알고 있다면 사출 성형에 사용되는 보다 전통적인 플라스틱의 경도와 비교할 수 있습니다. 이렇게 하면 첨가제 재료의 성능에 대한 일반적인 아이디어를 얻을 수 있고 참조 프레임을 제공할 수 있습니다.

일부 첨가제에는 두 개의 경도계(즉석 경도계와 5초 경도계)가 있습니다. 예를 들어, Carbon Digital Light Synthesis(DLS)™ 공정을 사용하여 생산된 부품은 경화될 때까지 예상대로 작동하지 않을 수 있습니다. 재택 프린터를 사용하거나 사내에서 제조하는 제품 팀은 차이를 알 수 있지만 제조 파트너와 협력하면 최종 제품만 보기 때문에 재료의 순간 경도계에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 그러나 일부 재료는 최종 경도를 얻기 위해 추가 경화 및 후처리가 필요하므로 초기 측정값이 변경될 수 있다는 점을 아는 것이 좋습니다.

빠른 반경 시작하기

요약하자면, 듀로미터는 치수가 없지만 동일한 척도의 다른 엘라스토머 또는 플라스틱에 비해 엘라스토머 또는 플라스틱의 경도를 나타내는 데 사용되는 표준화된 측정입니다. 경도가 더 높은 재료는 더 단단하지만 한 척도의 주어진 숫자와 다른 척도의 동일한 숫자 사이에는 직접적인 관계가 없기 때문에 팀은 다른 척도의 재료를 비교하지 않도록 주의해야 합니다.

엔지니어와 제품 팀은 재료 선택 시 경도계를 고려해야 합니다. 특히 응용 분야에 특정 경도 또는 부드러움 요구 사항이 있는 경우에는 더욱 그렇습니다. 그러나 쇼어 경도를 평가하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 팀은 가장 적합한 재료를 선택하기 위해 모든 관련 설계 및 성능 요구 사항을 신중하게 고려해야 합니다. 노련한 제조 파트너는 재료 선택을 단순화하고 전체 제품 개발 프로세스를 간소화할 수 있습니다.

Fast Radius는 제품 팀이 최종 제품이 요구 사항을 충족하도록 돕는 것을 전문으로 합니다. 우리는 재료 선택이 얼마나 중요한지 알고 있으며, 우리와 협력한다는 것은 제조, 엔지니어링 및 공급망 전문 지식을 다년간 축적해 온 것을 의미합니다. Fast Radius와 같은 숙련된 제조 파트너와 협력하여 제품 팀은 재료 선택 프로세스를 간단하고 스트레스 없이 만드는 동시에 프로젝트 일정을 가속화하고 비용을 낮게 유지할 수 있습니다. 시작하려면 지금 문의하세요.

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