Někteří výrobci a dodavatelé plastových či pryžových výrobků se setkávají s problémem měření tvrdosti přímo na finálních výrobcích, a to z důvodu nedostatečné tloušťky či složitého tvaru výrobků. Tento problém dále vyúsťuje v nepřesné výsledky při kontrole kvality jejich produktů a v návaznosti i ve špatnou zpětnou vazbu do výrobního procesu materiálu.
Nejdříve bychom si měli vysvětlit, co měření tvrdosti měkkých materiálů, jako jsou plasty a pryž, obnáší. Pojem tvrdost je obecně známý jako vzdorování materiálu vůči vnikání jiného, tvrdšího materiálu. Principem měření tvrdosti je vnikání zkušebního tělíska (hrotu) při definované síle do zkoušeného materiálu (vzorku). Na rozdíl od kovů se tvrdost měkkých materiálů musí měřit během zatížení po definovanou dobu, jelikož se musí brát v úvahu jak trvalá, tak dočasná deformace zkoušeného materiálu. Kvůli dočasné deformaci se tyto materiály nazývají elastomery, u kterých nelze zjistit celkovou deformaci po odlehčení síly na vzorek.
Fotogalerie
Nyní by bylo dobré říci pár slov ohledně metod používaných pro měření tvrdosti měkkých materiálů. V zásadě rozlišujeme dvě základní metody, kterými jsou Shore a IRHD. Dále se pak každá z těchto metod dělí na další konkrétní metody v závislosti na tvaru vnikacího tělíska, definované síle a rozměrech zkoušeného vzorku. Proto se lze setkat s měřicími metodami Shore A, D, C, 00, 000, Fff a mnoha dalšími či metodami IRHD M (micro), N (normal), H (hard), L (soft). Dle oficiálních norem je určena pro každou metodu minimální tloušťka, velikost a plocha vzorku včetně vzdálenosti hrotu od kraje vzorku.
Tloušťka vzorku je velice důležitým faktorem při měření tvrdosti, jelikož při stálém snižování tloušťky můžeme místo tvrdosti vzorku měřit tvrdost podložky, a z tohoto důvodu jsou stanoveny hranice minimální tloušťky zkoušeného vzorku u každé z metod, např. u metod Shore A a D je tato hranice stanovena na min. 4 mm (např. dle normy ČSN EN ISO 868) nebo 6 mm (např. dle norem ČSN ISO 7619-1, ASTM D 2240…) stejně jako u metod IRHD H a N (např. dle norem ČSN EN ISO 48, ASTM D 1415).
Fotogalerie
Na rozdíl od normy IRHD M, kde je minimální požadovaná tloušťka vzorku 0,6 mm. U některých tenkostěnných a plochých materiálů (< 6 mm) normy povolují vzorky navrstvit maximálně třemi vrstvami pro dosažení normou předepsaných 4 nebo 6 mm. Ale bohužel při vrstvení nelze zabránit dalším nepříznivým vlivům, jako jsou např. částečky vzduchu mezi vrstvami, a vzorek se tak nechová jako kompaktní celek. Tyto faktory mohou vést k nepřesným výsledkům.
Dalším důležitým faktorem je tvar zkoušeného vzorku, norma DIN 53505 předepisuje pro Shore A a D průměr zkušebního vzorku ≥35 mm hladké plochy. Průměr vzorku min. 35 mm je velice důležitý, protože normalizované ruční tvrdoměry Shore mají předepsanou opěrnou plochu o ø 18 mm. Ale čím dál častěji je vyžadováno měření tvrdosti materiálu již na finálních výrobcích, které jsou různě tvarované, a zcela určitě nesplňují předepsané parametry dle norem, tudíž dochází k nepřesným výsledkům měření. Proč jsou tedy tyto zkoušky více a více požadovány? Je to proto, že mezi tvrdostí materiálu na normovaných vzorcích (které by se dále zpracovávaly do finální podoby) a konečných profilovaných výrobcích je určitá odchylka.
Fotogalerie
Dlouhodobé zkušenosti v oblasti vývoje a výroby tvrdoměrů se zúročují také při podílu na tvorbě celosvětově uznávaných zkušebních metod. Firma Heinrich Bareiss GmbH nabízí univerzální tvrdoměr DIGI-Test II, který poskytuje zákazníkům více než standardní měření tvrdosti dle základních norem.
Tvrdoměr DIGI-Test II je modulárním digitálním zkušebním přístrojem, který je složen ze 4 základních částí, a to: stojanu BS 09 (včetně posuvného stolku), posuvného ramene s plug-in systémem, elektronické vyhodnocovací jednotky a jednotlivých měřicích hlav. Uživatel má tedy možnost s tímto tvrdoměrem měřit všechny výše uvedené a standardní metody Shore a IRHD pouhým vysunutím a zasunutím patřičné měřicí hlavy do plug-in systému umístěného v posuvném rameni. Elektronická jednotka automaticky rozpozná vloženou měřicí hlavu a přednastaví normou definovaný měřicí čas, který je zobrazen na velkém přehledném displeji spolu s dalšími nezbytně nutnými informacemi. Tvrdoměr je možné připojit k PC přes rozhraní USB 2.0, kde lze všechny naměřená data zpracovávat, vyhodnocovat a archivovat pomocí softwaru HardTest.
Systém integrované funkce hystereze dovoluje sledování vlastností během zatěžování a odlehčování (zpětná deformace) s ohledem na stárnutí zkoušeného materiálu. Tak lze snadno určovat jeho těsnící vlastnosti.
Dané měřicí jednotky jsou uzpůsobeny pro měření jak klasických vzorků deskových tvarů, tak i profilových částí či finálních výrobků. Toto je docíleno schopností rozeznání počátečního kontaktu vnikacího tělíska se vzorkem. Tato poloha je přístrojem určena jako výchozí, a zároveň začíná působit síla pružiny, proto je touto metodou možné spolehlivě měřit tvrdost i na složitě tvarovaných finálních dílech.
Další předností, která dělá tvrdoměr DIGI-Test II zcela výjimečným, je možnost měřit vzorky tenčí 4 nebo 6 mm dle metody Shore A či D. Po několika letech vývoje a opakovatelného porovnávání výsledků vyvinula firma Bareiss nově metody tvrdosti Micro Shore A a Micro Shore D, které jsou schopny měřit již od 0,5 mm tloušťky vzorku, a výsledky jsou udávány přímo v jednotkách Shore.
Spolu s pečlivostí a rodinným zázemím celé firmy je toto jeden z několika důvodů, proč firma Heinrich Bareiss GmbH stojí vždy jak technicky, tak i svým osobním přístupem k zákazníkům o krůček před ostatními výrobci tvrdoměrů.