ما هو مقياس صلابة الشاطئ: مقارنة صلابة الشاطئ أ بصلابة الشاطئ د

تُعدّ صلابة المادة عاملاً هاماً في تحديد مدى ملاءمة استخدامها في التطبيقات المختلفة. ولكن كيف يُمكننا قياس صلابة المواد المرنة كالمطاط والبلاستيك ؟ يُقدّم مقياس صلابة شور إجابةً قاطعة.

يشرح هذا المقال لغز هذا الأمر بالكامل، ويناقش بالتفصيل مقاييس شور A وشور D وشور OO. فلنبدأ!

ما هو مقياس صلابة الشاطئ؟

يُطلق على الجهاز المستخدم لإجراء اختبار صلابة الشاطئ اسم مقياس صلابة الشاطئ، أو مقياس صلابة الشاطئ.

مقياس صلابة شور هو أداة تستخدم لقياس صلابة المواد ، وخاصة المطاط والبلاستيك شبه الصلب والبلاستيك الصلب واللدائن الحرارية المرنة.

يتم تحديد قيمة الصلابة من خلال مدى ضغط رأس جهاز قياس الصلابة على العينة.

مقياس صلابة شور هو نظام من الحروف والأرقام يستخدم لتصنيف صلابة المواد المرنة مثل المطاط والبلاستيك.

تتفاوت هذه المواد بشكل كبير في صلابتها، بدءًا من المواد الهلامية فائقة النعومة وصولًا إلى المواد البلاستيكية شديدة الصلابة، ولذلك ظهرت مقاييس شور المختلفة.

يوفر هذا النظام الموحد معيارًا مشتركًا للجميع لقياس ومناقشة الصلابة النسبية للمواد.

كيف تحسب صلابة شور؟

جهاز قياس الصلابة هو الأداة المستخدمة لقياس صلابة المواد. ووفقًا لمعيار الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) D2240 ، فإن اختبار شور لقياس الصلابة معترف به دوليًا لقياس صلابة الانضغاط للمطاط، واللدائن الحرارية المرنة، وبعض أنواع البلاستيك.

يعمل الجهاز عن طريق ضغط قضيب معدني زنبركي ذي طرف مخروطي الشكل في السطح. وكلما زاد عمق الضغط الذي يغرسه القضيب، زادت ليونة المادة.

وتُقاس الصلابة على مقياس من 0 إلى 100. فعلى سبيل المثال، تُعدّ المواد الأكثر ليونة ذات الأرقام المنخفضة مثاليةً لأختام الضغط المنخفض التي تحتاج إلى التكيف مع الأسطح غير المستوية. بينما تُعدّ المواد الأكثر صلابة ذات الأرقام الأعلى أفضل لأختام الضغط العالي.

فيما يلي معايير الاختبار لاختبار صلابة مقياس التحمل على الشاطئ.

• قطر قضيب الصلب: 1.1 مم إلى 1.4 مم
• زاوية طرف القضيب: 35°
• قطر الحافة: سماكة 0.79 ملم
• قوة تطبيقية: 8.064 N (822 جم)

يُكتب تصنيف صلابة شور أولاً برقم ، ثم كلمة "شور"، وأخيراً نوع الاختبار . على سبيل المثال، تبلغ قيمة صلابة حلقة O القياسية 70 شور A.

يشير الرقم "70" إلى الصلابة النسبية لهذه المادة مقارنةً بالمواد الأخرى التي تم اختبارها. ويمثل "Shore" منهجية الاختبار، بينما يشير "A" إلى النوع الفرعي لاختبار Shore.

موازين صلابة الشاطئ

ترتبط الأرقام على مقياس صلابة الشاطئ ارتباطًا مباشرًا بصلابة المادة. هنا، تشير الأرقام الأعلى إلى قيمة صلابة أعلى. والحروف هي مؤشر على طريقة الاختبار.

هناك اثنا عشر مقياسًا لصلابة الشاطئ، تُمثلها الأحرف A، B، C، D، E، M، O، OO، DO، OOO، وOOO-S. تُعد درجات صلابة الشاطئ OO، O، B، C، وH نادرة في صناعة البلاستيك والمطاط.

يُعدّ مقياسا شور A وشور D الأكثر شيوعًا لقياس صلابة المطاط. وترتبط الأرقام على مقياس شور ارتباطًا مباشرًا بصلابة المادة، حيث تشير الأرقام الأعلى إلى قيمة صلابة أعلى.

بينما تُشير الأحرف إلى طريقة الاختبار. يوجد ١٢ مقياسًا لصلابة الشاطئ، تُمثلها الأحرف A، B، C، D، E، M، O، OO، DO، OOO، وOOO-S.

يعتبر مقياس شور أو النوع A والنوع D من أبرز المقاييس المستخدمة لقياس صلابة المواد للمطاط والبلاستيك واللافلزات.

الدعامة A

يُستخدم مقياس شور A للمواد اللينة ذات المرونة العالية نسبيًا، مثل البلاستيك شبه الصلب أو مطاط السيليكون اللين . يستخدم هذا المقياس قوة مقدارها 822 غرامًا (حوالي 1.8 رطل) لدفع قضيب فولاذي في عينة الاختبار.

يجب عليك استخدام القوة المناسبة للمواد الأكثر ليونة، حيث أن القوة الزائدة سوف تؤدي إلى اختراق المادة.

ستجد في الأسواق مقاييس الصلابة مكتوب عليها النوع A. هذه المقاييس تُعرف بمقاييس شور A، وستعطيك تصنيف شور عند الضغط عليها على سطح المادة.

على سبيل المثال:

• يتمتع شريط المطاط عادة بتصنيف صلابة يبلغ 25 Shore A.
• تبلغ صلابة مداس الإطار 70 A بينما يمكن أن تصل صلابة الحزام الجلدي إلى 85 A.
• عجلات ناعمة من الزلاجات الدوارة وألواح التزلج 75 Shore A

شور د

يُستخدم تصنيف شور D لتحديد صلابة المواد الأكثر صلابة ذات المرونة المنخفضة . تشمل المواد الشائعة المرتبطة بمقياس شور D المطاط الصلب المُفلكن ، والبلاستيك شبه الصلب، والبلاستيك الصلب.

يستخدم هذا الميزان قوة غرامية تبلغ 4536 غرام (~10 أرطال) لدفع قضيب فولاذي في عينة الاختبار.

مثال: إطارات الشاحنات لها تصنيف صلابة قياسي يبلغ 55 شور دي.

شور OO

يُعد مقياس شور OO أحد المقاييس الأقل شيوعًا لقياس صلابة شور. وهو يقيس المواد الأكثر ليونة مثل جل المطاط والمطاط الناعم الملمس.

المواد التي تُختبر على مقياس شور OO لينة جدًا، لدرجة أن أي قوة كبيرة قد تُلحق الضرر بعينات الاختبار. لذلك، يُجرى هذا الاختبار باستخدام قوة غرام صغيرة تبلغ 113 غرامًا (حوالي 0.25 رطل).

مثال: تتمتع علكة الفقاعات بتصنيف صلابة يبلغ 20 شور.

تحويل مقياس الشاطئ

يمكن اختبار بعض المواد التي تقع بين المواد اللينة والصلبة باستخدام مقياسي شور A وشور D.

في مثل هذه الحالات، يمكنك استخدام جدول تحويل بسيط لتحديد قيمة مقياس شور أ المقابلة لمقياس شور د.

يمكن أيضًا تطبيق هذا التحويل على جميع مقاييس صلابة الشاطئ، على الرغم من أن التوافق أكثر محدودية.

تم إنشاء مقاييس الصلابة هذه حتى يتمكن الجميع من مناقشة هذه المواد والحصول على نقطة مرجعية مشتركة لها.

أهمية صلابة الشاطئ

يُعد مقياس صلابة شور أداةً أساسيةً لتقييم المواد اللينة مثل المطاط والبلاستيك. فهو يوفر طريقةً واضحةً لقياس المواد وتصنيفها لمجموعةٍ واسعةٍ من التطبيقات.

الهندسة والتصنيع: مع توفر أنواع عديدة من المطاط والبلاستيك، يوفر مقياس شور طريقة علمية موحدة للتمييز بينها. وهذا يساعد المهندسين والمصنعين على اختيار المادة المناسبة لمختلف المنتجات.

قوة المادة ومرونتها: يرتبط تصنيف صلابة شور ارتباطًا مباشرًا بقوة المادة ومرونتها. تشير الأرقام الأعلى على المقياس إلى أن المادة أقوى ولكنها أقل مرونة.

هذا أمر ضروري لأن مطاط السيليكون غالباً ما يتم اختياره لمرونته، ولكن العديد من المنتجات تتطلب أيضاً مستوى معيناً من الصلابة لضمان المتانة.

عمر المنتج: بشكل عام، المواد الأكثر صلابة تتمتع بمتانة أكبر. المواد المصنفة 50 شور D أو أعلى يمكن أن تدوم لعقود.

تشير الأبحاث المنشورة في مجلة Polymer Degradation and Stability إلى أن مطاط السيليكون ذو صلابة Shore A بين 50-70 يُظهر مقاومة مثالية للتشوه الناتج عن الضغط ( أقل من 25% بعد 22 ساعة عند 150 درجة مئوية) ، وهو عامل رئيسي في الحفاظ على سلامة الختم وطول عمر المنتج تحت الضغط المستمر.

لكن هذا لا يناسب جميع المنتجات.

سلامة المنتج: سلامة المنتج أمر بالغ الأهمية. على سبيل المثال، يجب أن تكون ألعاب الأطفال آمنة. ينبغي أن تُصنع لعبة المطاط الناعم من مطاط مرن ذي صلابة تقارب 50 شور A ، وهي صلابة مشابهة لممحاة قلم الرصاص. هذا يضمن أن تكون اللعبة آمنة وناعمة بما يكفي للأطفال.

أمثلة على مقياس صلابة الشاطئ

شور OO: يستخدم شور OO للمواد اللينة جدًا ، ويستخدم بشكل شائع كمرجع للأطعمة.

تتراوح صلابة الأطعمة اللينة والوجبات الخفيفة مثل المارشميلو أو حلوى الدببة المطاطية حول 10 درجات على مقياس شور 00. أما المنتجات غير الغذائية مثل النعال الطبية المصنوعة من الجل فتتراوح صلابتها حول 30 درجة على مقياس شور 00.

مقياس شور أ: يشمل مقياس شور أ نطاقًا أوسع بكثير من المنتجات. تُصنع المنتجات الغذائية ، مثل العلكة، من مواد لينة على مقياس شور أ 20.

مادة ذات صلابة 50 شور A تبدو وكأنها ممحاة صلبة لرأس قلم رصاص أو سطح كرة جولف.

بينما تصل صلابة الأحزمة الجلدية إلى 80 على مقياس شور A، فإن مطاط الإيبونيت يقع في قمة مقياس النوع A، بمتوسط ​​تصنيف يبلغ 100 على مقياس شور A.

شور دي: يتميز شور دي أيضاً بتنوع كبير في المنتجات والمواد. ولكن على عكس النوع أ، يضم هذا النوع عدداً أكبر بكثير من أنواع البلاستيك.

تُستخدم مواد بلاستيكية مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بشكل شائع في صناعة الخوذات الواقية . ويبلغ متوسط ​​مقاومتها 75 شور دي.

بالإضافة إلى ذلك، ستجد أن العديد من منتجات الخشب والورق تُقاس أيضًا باستخدام مقياس النوع D. أغلفة الكتب المدرسية صلابتها 40 شور D. أما المادة التي تبلغ صلابتها 70 شور D فهي شديدة الصلابة.

من الصعب إحداث انبعاج باستخدام ظفر الإصبع، على غرار الخوذة الصلبة أو المسطرة الخشبية.

فيما يلي جدول بسيط لمقاييس صلابة الشاطئ القياسية والمواد والمنتجات المرتبطة بها.

دليل لاختيار الصلابة المناسبة

فيما يلي قائمة مرجعية بسيطة لمساعدتك في اختيار صلابة الشاطئ الصحيحة لمنتجك أو لتطبيقك المحدد.

الخطوة 1: النظر في التطبيق والشعور

أولاً، فكر في كيفية استخدام المنتج والشعور الذي تحتاجه.

• للحصول على شعور ناعم ومرن: اختر درجة صلابة أقل وفقًا لمقياس شور A. هذا مثالي لمنتجات مثل ألعاب الأطفال، والنعال الداخلية المصنوعة من الجل، أو الحشيات اللينة تلك الحاجة إلى التوافق مع سطح غير منتظم.
• للحصول على شعور ثابت ودائم: استخدم قيمة أعلى لـ Shore A أو حتى Shore D. هذا أفضل للمنتجات التي تتطلب صلابة، مثل الحافظات الواقية الصلبة أو القطع الصناعية.

الخطوة 2: ضع في اعتبارك الضغط والتوتر

إن كمية الضغط التي تتعرض لها المادة هي عامل حاسم في اختيار الصلابة الصحيحة.

• لتطبيقات الضغط المنخفض: مادة أكثر ليونة مع 50 شور أ، مثالي للأختام التي تحتاج إلى ملء فجوات صغيرة وتتطلب الحد الأدنى من القوة لإنشاء ختم محكم.
• للتطبيقات ذات الضغط العالي: مادة أكثر صلابة مع 70 شور أ أو أعلى ضروري لتحمل المزيد من الضغط دون تشوه.

الخطوة 3: النظر في العوامل البيئية

إن البيئة التي سيتم استخدام المنتج فيها تؤثر على صلابة المادة ونوعها اللازمين.

• لمقاومة المواد الكيميائية: اختر مادةً قادرةً على مقاومة مواد كيميائية أو مواد تنظيف معينة. قد يلزم أيضًا أن تكون صلابتها أعلى للحفاظ على شكلها عند تعرضها لهذه المواد.
• للبيئات ذات التآكل العالي: اختر مادة أكثر صلابة مع 50 شور د التي يمكنها مقاومة الجروح والتمزقات والتآكل نتيجة الاستخدام المتكرر، مما يطيل عمر المنتج.

خاتمة

يُعد مقياس صلابة شور ضروريًا لقياس صلابة المواد ومتانتها في التصنيع.

بدءًا من المواد الهلامية اللينة (Shore OO) وحتى المواد البلاستيكية الصلبة (Shore D)، يساعد هذا النظام المصنعين على اختيار المواد المناسبة لضمان موثوقية المنتج وسلامته ووظائفه في التطبيقات الطبية والسيارات والاستهلاكية.

تعاون مع Hongju للحصول على حلول المطاط السيليكوني عالي الأداء!

في هونغجو ، نجمع بين الخبرة التصنيعية المتقدمة والمرونة التي تركز على العملاء لتقديم منتجات مطاطية دقيقة مصممة خصيصًا لتلبية احتياجاتكم . تشمل قدراتنا الشاملة التشكيل بالضغط ، والتشكيل بالحقن ، والقطع بالقوالب ، والنماذج الأولية السريعة باستخدام الحاسوب.

اطلب استشارة مجانية لمشروعك واحصل على عرض سعر ! جرّب جودة هونغجو الاستثنائية وسرعة إنجازها اليوم!

الأسئلة الشائعة 

س1: ما هو مقياس صلابة شور ولماذا يتم استخدامه؟

يُعد مقياس صلابة شور طريقةً معياريةً في الصناعة لقياس مقاومة المطاط والبلاستيك للانضغاط. وهو يوفر مقياسًا موضوعيًا بالغ الأهمية لمقارنة مرونة المواد وليونتها.

س2: كيف يتم حساب صلابة شور أ؟

لا يتم حساب صلابة شور A، بل تُقاس مباشرةً باستخدام مقياس صلابة مُعاير. يُطبّق الجهاز قوة مُحددة بواسطة رأس ضغط؛ ويتناسب عمق الاختراق مع قيمة الصلابة على مقياس من 0 إلى 100.

س3: كيف أختار الصلابة المناسبة لحشية منع التسرب؟

بالنسبة للأختام الثابتة، اختر مادة أكثر ليونة (Shore A 30-50) لضمان الضغط والإغلاق المناسبين؛ أما بالنسبة للأختام الديناميكية، فقد تكون هناك حاجة إلى درجة أكثر صلابة (Shore A 60-80) من أجل المتانة.

س4: كيف يمكن لشركة هونغجو أن تساعدني في تلبية متطلباتي الخاصة بالصلابة؟

تقدم هونغجو تركيبات مطاط السيليكون المصممة خصيصًا واستشارات الخبراء لتتناسب مع صلابة شور الدقيقة التي يتطلبها مشروعك، مما يضمن الأداء الأمثل والموثوقية.