デュロメーター解説：プラスチックとエラストマー硬度の実践ガイド

2023年5月23日公開

あらゆる開発プロジェクトの初期段階で、エンジニアと製品チームは候補材料の機械的プロファイルを精査しなければなりません。基本的な物理・化学・機械データシートに加え、環境耐性や長期耐久性といった要因も性能を左右します。包括的な評価がより高品質な製品と、よりタイトなスケジュールと予算を実現します。

プラスチックにおいて、デュロメーター（ショアデュロメーター）は材料硬度の重要な指標となります。以下は、エンジニアと製品チームに必須の洞察を提供する簡潔な入門書です。

デュロメーターとは？

デュロメーターは、エラストマーとプラスチックの硬度を定量化する業界標準指標です。材料が圧入または摩耗にさらされた際、変形に対する抵抗度を反映します。

デュロメーター測定には、校正されたスプリング付き針を備えたシンプルな手持ちテスター（丸いタイヤ圧力計のような外観）を使用。材料に押し当て限界まで圧入し、貫入深度が選択したショアスケール上の数値に直接変換されます。

デュロメーター範囲は0-100ですが、次元を持ちません。値は単一スケール内で純粋に比較用。低いスコアは柔らかい材料、高いスコアは硬い材料を示します。例えば、90Aポリウレタンチューブは70Aチューブより明らかに硬いです。

異なるショアスケールは、エンジニア共通の参照を提供するために開発されました。最も頻繁に使用される3スケールはショア00、ショアA、ショアD。ショア00はゲルと非常に柔らかいゴムの柔らかさを捉え、ショアAは非常に柔らかいから硬い柔軟ゴムまでのスペクトルをカバー、ショアDは硬いゴムと硬質プラスチック用。

デュロメーターは柔軟性と等しくない；それは剛性の間接的指標です。材料の「感触」の即時感覚を与えますが、完成品の正確な屈曲や曲げを予測することはできません。さらに、異なるショアスケール上の数値は相互換算できません。

例えば、ショア00で80は鉛筆の消しゴムのような感触、一方ショアDで80はヘルメットのような硬さ。同一数値が全く異なる物理的特性を覆い隠すため、比較は同一スケール内に留める必要があることを強調しています。

デュロメーター硬度が材料選定にどう関わるか

材料選定は意図する最終用途とプロジェクト仕様から始まります。これら基準が候補を絞り込み、どのショアスケールが関連するかを示します。長期間重量を支える荷重支持部品なら、設計者はショア00をスキップし、ショアA 70-100範囲またはショアD全域に焦点を当てるべきです。

硬度はコストと製造性と天秤にかける必要があります。より硬い合金は材料費や加工費が高くなる可能性がありますが、後処理硬化技術で最終デュロメーターを高めつつ加工容易性を損なわないこともできます。

硬度だけでは強度、耐食性、シール能力を予測できません。剛性と圧縮モジュラスデータの方が、デュロメーター値よりゴムのシール性能を明確に示します。

密度、圧縮力たわみ、作用力、厚み、デュロメーターを評価する徹底的な材料監査で、選択材料が全機能的・性能基準を満たすか確認すべきです。

射出成形金型におけるデュロメーター考慮事項

射出成形では、金型ゴムのショア硬度が部品離型にクリティカルに影響。柔軟性と耐久性をバランスさせたゴム選定で、マスターパターンと鋳造品両方のクリーンな脱型を確保。

薄肉角度付きセクションを持つ部品を70Aデュロメーターエラストマーで成形するのはリスクがあります。その剛性は自動車タイヤに匹敵し、デリケートな形状のクリーンな抜き取りを妨げる可能性。より低いショアAレーティング（30A前後以下）が、繊細な形状に必要な柔軟性を提供します。

添加製造におけるデュロメーター考慮事項

添加製造では、部品のデュロメーターを知ることで、従来射出成形プラスチックとのベンチマークが可能。これにより材料の期待性能の実用的感覚が得られます。

一部AMレジンは2値を報告：瞬間デュロメーターと5秒後デュロメーター。例：CarbonのDigital Light Synthesis（DLS™）で製造された部品は、後硬化まで最終硬度に達しない場合があります。社内または家庭用プリンターでは変化を観測できますが、最終硬化をパートナーが担う場合は見えないことも。AM材料選定時、この後硬化進化を認識することが不可欠です。

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要約すると、デュロメーターは単一ショアスケール内でエラストマーとプラスチック硬度を順位付ける無次元標準化指標。高値は硬度増大を意味しますが、スケール間比較は無効です。

プロジェクトが特定の硬度または柔らかさを要求する場合、デュロメーターは重要な選定基準になりますが、単独で立つべきではありません。設計と性能パラメータの包括的レビュー、経験豊富な製造パートナーの専門知識と組み合わせることで、最適な材料選択と開発加速が実現します。

SyBridgeは数十年の製造、エンジニアリング、サプライチェーン知識で、チームがあらゆる要件を満たす製品を提供できるよう支援。パートナーシップで材料選定を合理化、市場投入までの時間短縮、コスト管理を実現。今すぐご連絡ください。