Escala de dureza Shore A: Guia completo e gráfico

Já alguma vez se perguntou por que razão algumas borrachas são macias e flexíveis, enquanto outras são rígidas e duras? A Escala de dureza Shore A ajuda-nos a medir estas diferenças. Esta importante ferramenta ajuda os engenheiros, os fabricantes e os utilizadores quotidianos a compreenderem se os materiais de borracha e plástico são macios ou duros. Vamos analisar tudo o que precisa de saber sobre este método de teste fundamental.

O que é a Escala Shore A?

A escala de dureza Shore A é uma teste padronizado que mede o grau de suavidade ou dureza dos materiais flexíveis. Criado para testar elastómeros macios, borrachas e plásticos flexíveisEsta escala dá-nos números de 0 a 100 que nos informam sobre a firmeza de um material.

Pense da seguinte forma: se pressionar o polegar numa borracha de apagar e ela mal se mexer, provavelmente está no topo da escala Shore A. Se pressionar uma palmilha de gel e ela se esmagar facilmente, a escala é baixa.

A escala Shore A é importante porque:

Ajuda a relacionar a dureza do material com o seu desempenho
É vital para controlo da qualidade no fabrico
Ajuda os engenheiros a selecionar os materiais certos para trabalhos específicos

Costa A vs. Costa D: Principais diferenças

Embora possam parecer semelhantes, as escalas Shore A e Shore D medem diferentes tipos de materiais:

Escala	Materiais testados	Tipo de indentador	Utilizações típicas
Costa A	Elastómeros macios, géis, borracha	Cone arredondado	Elásticos, produtos de silicone
Costa D	Plásticos duros, polímeros rígidos	Cone afiado	Tubos de PVC, capacetes de proteção, plásticos

As principais diferenças incluem:

Costa A utiliza um indentador de cone arredondado com uma força de mola inferior
Costa D utiliza um cone mais afiado com maior força de ensaio
Shore A 95 é aproximadamente igual a Shore D 45 (existe alguma sobreposição na extremidade superior)

Quando é necessário testar algo muito macio, como uma espuma ou uma esponja, nenhum dos dois funciona bem - é necessário o Escala Shore OO em vez disso.

Como funcionam os testes Shore A

O processo de ensaio é bastante simples, mas segue regras rigorosas definidas por organizações como a ASTM International através da sua ASTM D2240 e a norma da Organização Internacional de Normalização ISO 868 padrão.

Equipamento de ensaio

A principal ferramenta utilizada chama-se durómetro. Este dispositivo possui:

Um indentador com mola (a parte que empurra o material)
Um manómetro calibrado que mostra a leitura
Um calcador plano que toca na superfície do material

As marcas mais populares incluem Medidor Rex e outros aparelhos de ensaio conformes à ASTM que custam entre $200-$500 para modelos portáteis.

Processo passo-a-passo

Preparar a amostra - O material precisa de uma superfície lisa e plana
Posicionar o durómetro - Colocá-lo perpendicularmente ao material
Aplicar pressão - Pressionar o durómetro contra o material durante exatamente 15 segundos
Ler o valor - Registar o número indicado no manómetro (0-100)

Para obter leituras exactas, o material deve ter pelo menos 6 mm (1/4 de polegada) de espessura e devem ser efectuadas várias leituras e calculada a média.

Shore A Aplicações por sector

A escala Shore A é utilizada em muitas indústrias para diferentes produtos:

Automóvel

A indústria automóvel depende de maquinagem CNC de borracha para criar peças de borracha precisas com uma dureza Shore A específica. As aplicações típicas incluem:

Vedantes e juntas: Normalmente Shore A 50-70
Amortecedores de vibrações: Costa A 40-60
Calafetagem: Costa A 55-75

Calçado

Solas de sapatos: Gama de Shore A 30 (macio) a 80 (firme)
Palmilhas de gel: Muito suave na costa A 10-30
Entressolas de sapatos de desporto: Normalmente Shore A 55-65 para um bom equilíbrio entre amortecimento e apoio

Dispositivos médicos

Os fabricantes de dispositivos médicos utilizam frequentemente maquinagem CNC de precisão para criar peças com valores exactos de dureza Shore A para:

Tubos de silicone: Normalmente Shore A 20-50
Revestimentos protéticos: Shore A 30-40 para maior conforto
Materiais dentários: Shore A 60-90 consoante a aplicação

Bens de consumo

Borrachas: Costa A 20-40
Capas para telemóveis: Shore A 70-90 para proteção com ligeira flexão
Utensílios de cozinha: Shore A 60-80 para maior aderência e durabilidade

Interpretação dos valores Shore A

Compreender o significado dos números ajuda-o a escolher o material correto:

Intervalos típicos

Suave (A 10-40): Materiais muito flexíveis como silicone macio, produtos de gel
Médio (A 50-80): Pneus de automóveis, solas de sapatos, produtos de borracha firme
Difícil (A 90+): Borracha dura, plásticos rígidos de aproximação

Eis uma descrição útil do que são os diferentes valores da Costa A:

Valor da costa A	Sentir	Exemplos comuns
10-30A	Muito macio, facilmente comprimido	Palmilhas de gel, silicone macio
40-60A	Suavidade média, resistência moderada	Vedantes para automóveis, borrachas de lápis
70-90A	Firme com compressão mínima	Capas para telemóveis, rodas de borracha dura
90+A	Muito firme, com um mínimo de elasticidade	Rolos industriais, maços de borracha dura

Guia de seleção de materiais

Ao escolher materiais com base no Shore A:

Para necessidades de grande flexibilidade: Escolher valores mais baixos de Shore A (10-40)
Para resistência ao desgaste: Valores Shore A mais elevados (70+) duram mais tempo
Para amortecimento de vibrações: Os valores intermédios (40-60) são frequentemente os melhores

Comparação da dureza Shore A mostrando a deformação do material

Limitações e considerações

A escala Shore A não é perfeita e tem algumas limitações a ter em conta:

Não para todos os materiais

Esta balança não funciona bem para:

Espumas muito macias (em vez disso, utilizar Shore OO)
Superfícies texturadas (as leituras serão incoerentes)
Materiais muito finos (menos de 6 mm de espessura)

Factores ambientais

As condições de ensaio são muito importantes:

Alterações de temperatura pode alterar as leituras em cerca de 2A pontos por cada mudança de 10°C
Humidade pode afetar a dureza de alguns materiais
Idade do material - algumas borrachas endurecem com o tempo (o chamado "envelhecimento")

Ao efetuar ensaios de controlo de qualidade em peças de borracha maquinadas, estes factores ambientais devem ser controlados.

Testes complementares

A dureza Shore A deve ser utilizada juntamente com outros ensaios para obter uma imagem completa:

Resistência à tração testes
Conjunto de compressão análise
Ensaios de recuperação
Resistência ao rasgamento medidas

Shore A vs. outras escalas de dureza

As diferentes escalas de dureza têm objectivos diferentes:

Escala Rockwell

Utilizado para metais e materiais muito duros
Medidas indentação permanente
Utiliza escalas diferentes (B, C, etc.) para diferentes gamas de dureza

Brinell/Vickers

Para metais e cerâmicas
Utilizações cargas pesadas e mede a área de indentação
Mais adequado para materiais muito duros e não elásticos

Costa OO

Para materiais ultra-suaves como espumas e esponjas
Utiliza uma força de mola muito mais sensível
Escala de 0-100 como Shore A, mas gama muito mais suave

Estudos de caso

Uretanos industriais

A PSI Urethanes cria formulações personalizadas com valores Shore A de 60-90 para diferentes utilizações. Os seus produtos mais populares são:

Rolos Shore A 70 para fábricas de papel que equilibram a aderência com a durabilidade
Para-choques Shore A 85 utilizados em sistemas de armazém automatizados

Base de dados de materiais da Xometry

A base de dados abrangente da Xometry mostra o impacto das classificações Shore A Elastómeros impressos em 3D e outros materiais flexíveis:

Os seus materiais TPU variam entre Shore A 85 (flexível) e A 95 (semirrígido)
A satisfação do cliente é maior com os materiais A 90, que equilibram a durabilidade com a flexibilidade suficiente

Produtos comuns com diferentes graus de dureza Shore A

FAQs

Os valores Shore A podem ser convertidos em Shore D?

Não existe uma fórmula direta, mas há alguma sobreposição. Os valores mais elevados de Shore A (95+) são aproximadamente iguais aos valores mais baixos de Shore D (cerca de 45).

Como é que posso testar a dureza Shore A em casa?

É possível comprar durómetros portáteis para $200-$500, mas para testes casuais, a comparação com objectos conhecidos pode ajudar (as borrachas de lápis têm cerca de Shore A 30-40).

Qual é o material mais duro da Shore A?

As leituras mais elevadas de Shore A aproximam-se de 100, com os uretanos rígidos a atingirem A 95+. Para além disto, os materiais seriam medidos na escala Shore D.

Qual é a exatidão das medições Shore A?

Os aparelhos de teste profissionais têm normalmente uma precisão de ±2 pontos, mas podem variar ±5 pontos entre diferentes aparelhos de teste e condições ambientais.

Conclusão

O Escala de dureza Shore A desempenha um papel vital na compreensão e seleção dos elastómeros e materiais flexíveis certos para inúmeras aplicações. Desde os pneus do seu carro até à capa do seu telemóvel, a dureza Shore A influencia o desempenho dos materiais no mundo real.

Ao trabalhar com maquinagem CNC personalizada para peças de borracha ou plástico, compreender a dureza Shore A ajuda a garantir que as suas peças têm o equilíbrio certo entre flexibilidade e durabilidade.

Se souber interpretar estes valores e reconhecer as suas limitações, pode tomar melhores decisões sobre materiais para utilização industrial e quotidiana.