什么是硬度计？了解和评估塑料和弹性体的硬度

在任何项目的开始阶段，工程师和产品团队都应该花时间了解每种预期材料的机械规格。这不仅包括可以在任何数据表中找到的物理、化学和机械性能，还包括其他因素，例如材料在某些环境条件下的性能或耐用性。考虑这些因素和其他因素有助于产品团队创造出卓越的产品，同时优化时间和成本效率。

使用塑料制造时要考虑的最重要因素之一是硬度计或肖氏硬度计，这说明了给定材料的硬度。以下是工程师和产品团队应该了解的有关这一重要衡量标准的所有信息：

什么是硬度计？

硬度计是测量橡胶或塑料等材料硬度的标准化方法。硬度是衡量塑料对机械压痕或磨损引起的变形的抵抗能力的量度。

工程师可以使用硬度计测试仪测试材料的硬度。该设备看起来像一个圆形轮胎压力表，并在从一端延伸的校准弹簧上带有一个指针。为了测试硬度计硬度，工程师将针头靠在弹性体或塑料上并施加压力。一旦针尽可能多地刺入材料，测量针就会在适当的刻度上指示相应的硬度计硬度。

虽然硬度计可以在 0 到 100 的范围内测量，但它不是测量单位。它实际上是一种无量纲测量，这意味着硬度数衡量的是一种材料相对于使用相同硬度计测量的其他材料的硬度或软度。较低的数字表示较软的塑料，而较高的数字表示较硬的塑料。例如，90A聚氨酯管比70A聚氨酯管更硬。

发明了不同的肖氏硬度标度，以便工程师和产品团队可以使用一致、通用和可重复的参考来讨论材料的硬度。三种最常见的邵氏硬度标尺是邵氏 00、邵氏 A 和邵氏 D。邵氏 00 仅用于测量极软橡胶和凝胶的硬度，邵氏 A 测量范围从非常软到硬的柔性橡胶，而邵氏D仅用于测量硬橡胶和塑料。

产品团队应该知道，硬度计硬度与端部的柔韧性没有直接关系。相反，它是一种间接的刚度度量，团队可以使用它来更好地了解材料的总体感觉。产品团队还应该知道，他们无法比较不同肖氏硬度等级的材料。硬度计数字与其特定刻度上的材料相关，这意味着一个硬度计刻度上的硬度与另一个硬度计硬度之间没有直接关系。

例如，肖氏 00 级硬度为 80 左右的材料与铅笔橡皮一样坚硬，但肖氏 D 级硬度为 80 的材料具有安全帽的硬度。显然，这些测量值并不相等，尽管它们具有相同的数字，因此产品团队必须记住只比较相同尺度的材料硬度。

单击此处下载下面的硬度表副本。

硬度计硬度如何影响材料选择

在评估弹性体或塑料时，工程师和产品团队应考虑其产品的最终用途应用和项目要求。这些因素将有助于缩小潜在材料的范围，并为产品团队提供他们应该关注的海岸硬度计的线索。例如，如果零件必须能够在很长一段时间内承受很大的重量，团队应该完全绕过 Shore 00 等级，只考虑 Shore A 硬度等级上 70 到 100 范围内的材料和/或肖氏D硬度标尺的全范围。

工程师还应该平衡所需的硬度与成本等其他考虑因素，以确定他们愿意做出哪些权衡。例如，较硬的金属可能更昂贵或更难加工。为了解决这个问题，工程师可以使用后处理硬化处理来获得更高的硬度，同时保持易于加工。

尽管如此，材料硬度并不是唯一重要的因素，硬度也不一定表示强度或耐腐蚀性等其他特性。硬度和压缩模量的测量将比其硬度计硬度更准确地读取某种橡胶的密封性能。

为进行尽职调查并选择最适合其特定要求的材料，产品团队应根据一系列机械性能评估选项，包括密度、压缩力变形、应用力和厚度，以及硬度计硬度。

注塑模具的硬度计注意事项

在使用模具时，材料的硬度特别重要。工程师必须选择一种模具橡胶，使他们能够在模具固化后轻松地从模具中提取原始模型和任何后续铸件——而肖氏硬度将对此产生直接影响。

例如，使用硬度为 70A 的弹性体来制造具有以不同角度伸出的薄段的零件的模具是不明智的。硬度为 70A 的橡胶与汽车轮胎一样坚硬，无法提供必要的柔韧性来提取如此精细的零件而不破坏它。具有 30A 肖氏硬度或更低硬度的弹性体可能对这种应用具有足够的柔韧性。

增材制造的硬度计注意事项

产品团队在使用增材制造技术时考虑材料的硬度也很重要。许多产品团队对增材制造材料并不熟悉，但如果您了解增材制造材料的硬度，您可以将其与注塑成型中使用的更传统塑料的硬度进行比较。这将使您大致了解添加剂材料的性能并提供参考框架。

请注意，一些添加剂材料有两种硬度——即时硬度和五秒硬度。例如，使用 Carbon Digital Light Synthesis (DLS)™ 工艺生产的零件在固化之前可能无法达到预期的效果。使用家用打印机或内部制造的产品团队会注意到差异，但如果您与制造合作伙伴合作，则无需担心材料的即时硬度，因为您只会看到最终产品。不过，很高兴知道某些材料需要额外的固化和后处理才能达到最终的硬度，因此初始测量值可能会发生变化。

快速半径入门

总而言之，硬度计是一种无量纲但标准化的测量方法，用于指示弹性体或塑料相对于其他弹性体或塑料在同一尺度上的硬度。硬度较高的材料更难，但团队应注意不要比较不同尺度的材料，因为一个尺度上的给定数字与另一个尺度上的相同数字之间没有直接关系。

工程师和产品团队在选择材料时应考虑硬度计，特别是如果他们的应用有特定的硬度或柔软度要求。然而，仅评估肖氏硬度是不够的。团队应仔细考虑所有相关的设计和性能要求，以选择最合适的材料。经验丰富的制造合作伙伴可以简化材料选择并简化整个产品开发流程。

在 Fast Radius，我们专注于帮助产品团队确保他们的最终产品满足他们的需求。我们知道材料选择的重要性，与我们合作意味着获得我们多年的制造、工程和供应链专业知识。通过与 Fast Radius 等经验丰富的制造合作伙伴合作，产品团队可以使材料选择过程变得简单且无压力，同时加快项目时间表并保持低成本。今天就联系我们开始吧。

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