Shore-Härte

Die Härteprüfung nach Shore ist eine einfache und effektive Methode zur Werkstoffprüfung und ein einfaches Verfahren zur Härtemessung für Elastomere und verformbaren Kunststoffe.

Shore-Härte Skala – Vergleichstabelle

Die für industrielle Anwendungsfälle meist verwendete Härte von Dichtungswerkstoffen beträgt 60-70 Shore A und wird auch gerne als „mittlere Härte“ bezeichnet. Gängige Elastomermischungen für technische Formteile (Gummiformteile) liegen in einem Härtebereich von 20-90 Shore A.

Um bereits bei Prototypen die Härte zu testen, drucken wir in unserem 3D-Druckverfahren Silikongummi in den Härten Shore 35 und Shore 65.

Shore-Härte Skala Vergleichstabelle

Die Tabelle soll nur zu Vergleichszwecken dienen und ist keine Referenztabelle.

Was ist Shore-Härte?

Die Shore-Härte ist eine Kennzahl, die hauptsächlich für Elastomere und gummielastische Polymere verwendet wird. Sie wurde in den 1920er Jahren von Albert Ferdinand Shore erfunden und ist auch heute noch eine zuverlässige Prüfmethode. Sie dient als Messgröße für die Härte oder Flexibilität einer Vielzahl von Materialien.

Was ist die Shore-Härteskala?

Bei der Shore-Härteskala handelt es sich um eine Reihe verschiedener Skalen zur Messung der Festigkeit unterschiedlichster Materialien.

Was wird mit der Shore-Härteskala normalerweise geprüft?

Die Shore-Härteskala wird in der Regel zur Prüfung der Härte von Weichgummi, Hartkunststoffen und superweichen Gelen verwendet. Die Shore-Härte wird mit einem Durometer bestimmt.

Durometer Shore-Härte Skala

Der Durometer misst, wie tief ein Eindringkörper (Indenter) in den Prüfkörper eindringt. Als Eindringkörper (Indenter) wird ein Stift aus gehärtetem Stahl verwendet, der mit Federkraft in den Prüfkörper gedrückt wird. Anhand der Eindringtiefe des Indenter und der Zeit, die das Eindringen dauert, wird die Härte des Materials bestimmt.

Shore-Härte Durometer Indenter Grafik

Wie werden die Einheiten der Shore-Härte ausgedrückt?

Die Zahl auf dem Durometer gibt den Widerstand des Materials gegen das Eindringen an. Je höher die Zahl, desto widerstandsfähiger ist das Material. Eine niedrige Zahl steht für ein weicheres Material, eine hohe Zahl für ein härteres. Die Shore-Härte wird als Zahl ausgedrückt, gefolgt von einem Buchstaben, der kennzeichnet welche Skala zur Prüfung des Materials verwendet wird.

Die verschiedenen Shore-Härteskalen

Es gibt eine Reihe von Shore-Härteskalen, darunter Shore A, Shore B, Shore C, Shore D und Shore O, sowie OO. Shore A und Shore D werden am häufigsten in der Gummi- und Kunststoffindustrie verwendet.

Shore A-Skala

Wird üblicherweise für weichere Kunststoffe wie Polyolefine, Fluorpolymere, Vinyltypen, Silikon, Viton oder EPDM verwendet. Sie eignet sich zur Messung der Härte weicherer, flexiblerer Materialien, von weichen, gelartigen Materialien, die bei Shore A 0 gemessen werden, bis hin zu halbstarren Kunststoffen, die am Ende der Skala bei 90-95 A liegen. Für die Messung der Shore-Härte A wird eine Intender mit Kegelstumpf eingesetzt.

Shore D-Skala

Wird üblicherweise für härtere Gummis und thermoplastische Elastomere verwendet. Es gibt einige Überschneidungen zwischen den beiden Skalen, und in der Regel werden Materialien, die weicher als 50D (entspricht ungefähr 95A) sind, mit der A-Skala angegeben, obwohl sie auch mit der D-Skala gemessen werden könnten. Ab 65D sind die Materialien starr und unflexibel. Am Ende der D-Skala ist der Übergang zur Rockwell-Härteprüfung für Materialien wie Nylons und Acetale üblich. Für die Messung der Shore-Härte D wird eine Intender mit einem spitzen Kegelpunkt eingesetzt.

Typ Form des Eindringkörpers (Indenter) Kraft
A   Flacher Kegelpunkt, 35º Winkel inbegriffen
Weichgummi, Plastik, und Elastomer, Druckerwalze.
822 g
B   Spitzer Kegelpunkt, 30º Winkel inbegriffen
Härtere Elastomere und Plastik. Bei Papier und faserigem Materialen wird der 93 Duro A verwendet.
822 g
C   Flacher Kegelpunkt, 35º Winkel inbegriffen
Mittelharte Elastomere und Plastik. Auch geeignet, um Oberflächenschrammen zu vermeiden.
4536 g
D   Spitzer Kegelpunkt, 30º Winkel inbegriffen
Hartgummi und Plastik wie Thermoplastik, Beläge und Bowlingkugeln.
4536 g
DO   2,4 mm Kugelförmig
Dichtes körniges Material, Textilspulen.
4536 g
O   2,4 mm Kugelförmig
Sehr weiche Elastomere, Gewebewindungen, weiches gekörnetes Material. Verwendung des 20 Duro A.
822 g
OO   2,4 mm Kugelförmig
Dünner Schaumstoff, Moosgummischicht, tierisches Gewebe.
113 g

Normen

Für die Shore-Härte-Prüfung gibt es verschiedene Normen und Standards. Diese legen die Prüfverfahren, die Testbedingungen und die Anforderungen an die verwendeten Instrumente und Prüfkörper fest, um die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen.

Übereinstimmung mit internationalen Normen
Model ASTM D2240 DIN 53505* ISO 868 ISO 7619 JIS K-7312
SHORE-A          
SHORE-B          
SHORE-C          
SHORE-D          
SHORE-DO          
SHORE-O          
SHORE-OO          

*DIN 53505 ist eine inaktive Norm – ersetzt durch ISO 7619-1 und 7619-2. Dennoch ist der Test nach wie vor weit verbreitet.

Shore D-Härtewerte von technischen Kunststoffen

Werkstoffgruppe Modifikation SHORE D
ABS Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere 75 – 93
ABS + 30 M.-% GF 62 – 68
ABS / TPE 46
ABS / TPU 58 – 68
ASA Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere 75
ETFE Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymere 60 – 78
EVA Ethylenvinylacetat 17 – 45
PA 11 Polyamid 11 PA 11 + 23 M.-% GF 70
PA 12 Polyamid 12 PA 12 (normfeucht) 75 – 78
PA 12 + 30 M.-% GF (normfeucht) 75
PA 612 Polyamid 612 73
PA 6 Polyamid 6 PA 6 (normfeucht) 52 – 77
PA 6 + 30 M.-% GF 48 – 80
PA 6 + 30 M.-% GF (trocken) 84
PA 66 Polyamid 66 PA 66 + 30 M.-% GF 77 – 82
PA 66 + 30 M.-% GB 81
PA 66 + 30 M.-% MX 75 – 82
PAEK Polyetheretherketon 86 – 90
PAEK + 30 M.-% GF 90
PBI Polybenzimidazole 99
PBT Polybutylenterephthalat 79 – 86
PBT + 30 M.-% GF 53 – 85
PBT + 30 M.-% GX 54
PC Polycarbonate 51 – 85
PC + 30 M.-% GF 65 – 72
PC + 30 M.-% GX 70
PCTFE Polychlortrifluorethylen 76 – 80
PE-HD Polyethylen High Density 56 – 69
PE-LD Polyethylen Low Density 39 – 83
PE-LLD Polyethylen Linear Low Density 38 – 60
PE-MD Polyethylen Medium Density 45 – 60
PE-UHMW Polyethylen Ultrahochmolekular 60 – 65
PEEK Polyetheretherketon 83 – 88
PEI Polyetherimid 88 – 90
PEK Polyetheretherketon 87
PEK + 30 M.-% GF 90
PET Polyethylenterephthalat PET + 30 M.-% GF 63 – 65
PMMA Polymethylmethacrylat 52 – 85
PMMA + 30 M.-% GF 55
POM Polyoxymethylene 52 – 83
PP Polypropylen 59 – 77
PP + 30 M.-% GF 62 – 80
PP + 30 M.-% CD 74 – 75
PP + 30 M.-% MF 60 – 74
PP + 30 M.-% P 65
PP + 30 M.-% CaCO3 55 – 70
PP / EPDM 40
PS Polystyrol 78 – 80
PTFE Polytetrafluorethylen 50 – 90
PUR Polyurethane 20 – 84
PVC-U Polyvinylchlorid 74 – 94
PVC-U / NBR 58 – 74
PVC-P Polyvinylchlorid Plasticized 42 – 77
PVC-C Polyvinylchlorid Crystalline 82
PVDF Polyvinylidenfluorid 46 – 79
SAN Styrol-Acrylnitril 45 – 85
SMMA Styrolmethylmethacrylat 72 – 82
TPC Thermoplastische Polyesterelastomere 28 – 82
TPE Thermoplastische Elastomere 48 – 78
TPE / PTFE 56
TPE-E Thermoplastische Copolyesterelastomere TPE-E + 30 M.-% GF 55
TPO Thermoplastische Polyolefine 16 – 70
TPS Thermoplastische Styrol-Block-Copolymere 60
TPU Thermoplastic Polyurethane TPU + 30 M.-% GF 74 – 80
TPV Thermoplastische Vulkanisate 40 – 51

Quelle: Part 3: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers, K.-F Arndt, M. D. Lechner, Springer Verlag, ISBN: 978-3-642-55165-9