เครื่องวัดความแข็งของยาง (Durometer Type A)

 ค่าความแข็งคือผลจากการวัดที่มีรูปแบบภายใต้เงื่อนไขของการใช้แรงและชนิดของหัวกดกระทำลงบนพื้นที่ผิงของวัสดุ ได้รับการบรรจุเข้าสู่ระบบมาตรวิทยาและมีความหลากหลายของระบบและ

หน่วยของการวัด ซึ่งจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุเป็นสำคัญ ใช้เป็นตัวชี้บอกถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์และใช้เป็นเครื่องมือหลักในการควบคุมคุณภาพการผลิต จึงเกิดเป็นนิยามที่มาจากพื้นฐาน
การตรวจสอบที่หลากหลายในปัจจุบัน ซึ่งสามารถสรุปเป็นข้อกำหนดในทางฟิสิกส์ได้ดังนี้

  1. เป็นการต้านมานการเคลื่อนที่ของแรงกด หรือน้ำหนักที่กดลงโดยเครื่องมือ
  2. เป็นการดูดกลืนพลังงานภายใต้การอัดและการสะท้อนอันเนื่องมาจากความแข็งของวัสดุ
  3. เป็นการต้านทานการขูดขีด, ตัด หรือ เจาะ
  4. เป็นการต้านทานการทำให้เกิดรอย

               เครื่องวัดความแข็งในปัจจุบันมีหลายชนิดข้นกับลักษณะการใช้งานและการเลือกชนิดที่ใช้ต้องมีความถูกต้องและเหมาะสม
กับระบบการวัดวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์เครื่องวัดความแข็งของยางชนิด เอ (Type A) เป็นเครื่องวัดวิเคราะห์อีกชนิดหนึ่งที่ใช้เป็นตัวชี้บอก
ค่าความแข็งทางด้านยาง ที่ใช้เป็นมาตรฐานในปัจจุบันและได้รับการผลิตตามมาตรฐาน ASTM D 2240 , JIS K 6253 กับมาตรฐาน
JIS K 6301 ซึ่งในข้อกำหนดที่เป็นมาตรฐานสากลเครื่องวัดความแข็งชนิดเดียวกันจะต้องแสดงหรือพิสูจน์ให้เห็นว่ามีความสอดคล้อง
ของค่าบ่งชี้ และเป็นไปตามข้อกำหนดของคุณลักษณะเฉพาะของเครื่องมือชนิดนั้นๆ ซึ่งเครื่องวัดความแข็งของยางชนิด เอ แสงให้เห็นดังภาพ

                    


Shore_A

ภาพที่ 1 : แสดงคุณลักษณะหัวกดเครื่องวัดความแข็งของยางชนิด เอ

          

ชนิด

การใช้/วัสดุ

มาตรฐาน

แรงสปริง นิวตัน (กรัม) ความแข็ง 0-100

ขนาดของหัวกด (มม.) ขนาด/ความสูง

A

สำหรับยางทั่วไป/วัสดุที่มีความยืดหยุ่น

ASTM D 2240 JIS K 6253

0.550-8.050 N (56.1-821.1 gf)

ทรงรูปกรวยปลายตัด เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.79 มม. , ทำมุม 35 องศา / 2.50 +/-0.04

A

สำหรับยางทั่วไป/วัสดุที่มีความยืดหยุ่น

JIS K 6301

0.539-8.379 N (55-855 gf)

ทรงรูปกรวยปลายตัด เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.79 มม. , ทำมุม 35 องศา / 2.50 +/-0.04

ตารางที่ 1 : แสดงคุณสมบัติเครื่องวัดความแข็งชนิด เอ

          และถ้าได้พิจารณาคุณสมบัติในตารางที่ 1 จะเห็นได้ว่ามีสิ่งที่แตกต่างกันของมาตรฐานการผลิต คือ แรงของสปริงจะมีผลทำให้ค่าบ่งชี้แตกต่างกันไปด้วย 
สามารถแสดงให้เห็นได้ด้วยสมการ 
ASTM D 2240 , JIS K 6253 , แรง (นิวตัน) = 0.550+0.075 Hx        JIS K 6301 , แรง (นิวตัน) = 0.539+0.0784 Hx 
Hx คือค่าความแข็งของยางชนิด เอ เมื่อแทนค่า ค่าความแข็งลงในสูตรการคำนวณสามารถแสดงความแตกต่างของแรงให้เห็นได้ตามตารางที่ 2

          

ค่าความแข็ง (0-100)

ASTM D 2240 และ    JIS K 6253 แรง (นิวตัน)

JIS K 6301 แรง (นิวตัน)

0

0.550

0.539

10

1.300

1.323

20

2.050

2.107

30

2.800

2.945

40

3.550

3.675

50

4.300

4.459

60

5.050

5.243

70

5.800

6.027

80

6.550

6.811

90

7.300

7.595

100

8.050

8.379

ตารางที่ 2 : เปรียบเทียบค่าของแรงที่มีความแข็งเดียวกันระหว่างมาตรฐาน ASTM D 2240 , JIS K 6253 กับ JIS K 6301

         ถึงแม้ว่าในปัจจุบันมาตรฐาน JIS K 6301 จะได้รับการปรับปรุงแก้ไขใหม่ในเดือนสิงหาคมปี ค.ศ.1998 หลังจากมีการประชุมร่วมกันของคณะทำงาน แต่ยังคงมีเครื่องมือวัดที่ผลิตตามาตรฐานนี้อยู่และผลของการวัดค่าความแข็งจะถูกใช้เพื่อการคาดคะเนและใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงข้อตกลงของมาตรฐาน
ทั้ง 2 ฝ่าย ดังนั้นการเลือกที่จะซื้อเครื่องมือเพื่อการใช้งานต้องพิจารณาถึงมาตรฐานการผลิตของเครื่องมือ, รุ่นที่ผลิตแล้วจะต้องพิจารณาถึงความถูกต้องเป็นสำคัญ 
ยังคงมีหลายๆ หน่วยงานของโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้เครื่องมือวัดความแข็งของยางชนิด เอ ๙งได้รับการผลิตตามมาตรฐาน JIS K 6301 หรืออาจมีเครื่องที่ผลิตตามมาตรฐานทั้ง 2 ระบบแล้วเข้าใจว่าค่าความแข็งของเครื่องเป็นค่าเดียวกันกับมาตรฐาน ASTM D 2240 หรือ JIS K 6253 เพราะเป็นเครื่องที่มีรูปแบบลักษระเหมือนกันและยังแสดงชนิดของการวัดเหมือนกันอีกด้วย จากความแตกต่างของแรงสปริงในแต่ละมาตรฐานสามารถแสดงการเปรียบเทียบค่าความถูกต้องของค่ามาตรฐานที่ใช้ในปัจจุบันตามตารางที่ 3

มาตรฐานที่ใช้ในปัจจุบัน ASTM D 2240 , JIS K 6253 (ค่าความแข็ง)

มาตรฐาน JIS K 6301 (ค่าความแข็ง)

10.0

9.8

20.0

19.5

30.0

28.5

40.0

38.6

50.0

48.2

60.0

57.8

70.0

67.4

80.0

76.9

90.0

86.5

100.0

96.1

ตารางที่ 2 : เปรียบเทียบความแข็งระหว่าง ASTM D 2240 , JIS K 6253 และมาตรฐาน JIS K 6301 ที่แรงสปริงเดียวกัน

            จากค่าความแข็งที่แสดงให้เห็นในตารางที่ 3 จะเห็นได้ว่า เมื่อนำเครื่องวัดความแข็งที่ผลิตตามมาตรฐาน JIS K 6301 มาใช้งานค่าที่วัดได้จะต่ำกว่าค่าความเป็นจริงเมื่อเทียบกับมาตรฐาน ASTM D 2240 , JIS K 6253 และจะทำให้ค่าเบี่ยงเบนมากขึ้นเมื่อค่าของการวัดสูงขึ้น ดังนั้นการเลือกซื้อเพื่อการใช้งานควรพิจารณาถึงมาตรฐานการผลิตเป็นสำคัญแล้วควรศึกษาถึงคู่มือรายละเอียดของการใช้งานเพื่อให้แน่ใจได้ว่าเครื่องมือที่
ได้จัดซื้อนั้นถูกต้องและเหมาะสมตามจุดประสงค์ของการใช้งาน

 

ที่มา : คัดลอกบางส่วนของเนื้อหามาจากสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย ( ประวิทย์ จงนิมิตรสถาพร)

บทความยอดนิยม

เทคนิคการขึ้นเรือน

16 October 2016

การขึ้นเรือน (mounting) การทำเรือนหุ้มชิ้นงานด้วยเรซิ่น มีจุดมุ่งหมายหลักเพื่อคว...

ครีพและความเค้นแตกหักของโลหะ

16 October 2016

โลหะหรือโลหะผสมเมื่อถ่วงหรือใส่น้ำหนักเข้าไป หรือทำให้เกิดความเค้นอย่างสม่ำเสมอ...

ความล้าของโพลิเมอร์

16 October 2016

ความล้าของโพลิเมอร์ ความล้าเกิดขึ้นจากการที่ชิ้นส่วนถูกกระทำภายใต้ภาระที่ซ้ำ ๆ ก...

เครื่องวัดความแข็งของยาง (Durometer Type A)

16 October 2016

 ค่าความแข็งคือผลจากการวัดที่มีรูปแบบภายใต้เงื่อนไขของการใช้แรงและชนิดของหัวกดกร...

การสอบเทียบเวอร์เนียร์ คาลิปเปอร์ (Vernier Caliper)

16 October 2016

การสอบเทียบเวอร์เนียร์ คาลิปเปอร์ ที่จะกล่าวต่อไปนี้จะใช้มาตรฐาน ISO 3599-1976(E...

การทดสอบแรงดึงของโลหะ (Tensile test of metal)

16 October 2016

การทดสอบแรงดึงคืออะไร การทดสอบแรงดึงใช้สำหรับการประเมินความแข็งแรงของโลหะหรือโลห...

การทดสอบการดัดโค้ง (Bending Test)

16 October 2016

การทดสอบการดัดโค้ง เป็นการทดสอบเพื่อดูพฤติกรรมการแปรรูปของวัสดุหลังจากทำการดัดโค...

การทดสอบแรงดัดงอ (Bending test)

16 October 2016

การทดสอบแรงดัดงอคืออะไร การทดสอบแรงดัดงอเป็นอีกวิธีหนึ่งสำหรับการทดสอบแบบอัตราเร...