I durometri IRHD (International Rubber Hardness Degree) e micro-IRHD sono strumenti specializzati per la misura di durezza di gomme, particolarmente indicati per pezzi di piccole dimensioni, spessori sottili, o-ring, guarnizioni miniaturizzate e provini in cui i metodi Shore tradizionali non sono applicabili a causa del carico relativamente elevato. Il metodo IRHD si basa sulla penetrazione di una sfera in acciaio sotto carico controllato, con misura della penetrazione differenziale tra un precarico e un carico principale; la scala IRHD è correlata alla Shore A per gomme di durezza media, ma il principio differente consente misure su campioni piccoli e sottili.
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Principio IRHD
Il principio di prova prevede l’applicazione di un precarico di pochi grammi (per riferimento di posizione zero), seguito dall’applicazione di un carico principale (carico aggiuntivo) sotto cui la sfera penetra ulteriormente nel materiale. La differenza di penetrazione tra le due condizioni viene letta dallo strumento e convertita in valore IRHD attraverso una funzione di calibrazione standardizzata. Il sistema differenziale (precarico-carico) elimina influenze dello spessore del campione e delle deformazioni preliminari, rendendo il metodo robusto anche su pezzi sottili (fino a 1-2 mm) e su geometrie non piane.
Scale IRHD
Le scale principali sono: IRHD-N (normale, sfera di 2,5 mm di diametro, precarico 30 cN, carico 540 cN per gomme di durezza standard 30-95 IRHD); IRHD-H (per gomme dure, sfera di 1 mm); IRHD-L (per gomme tenere, sfera di 5 mm); IRHD-M (micro, sfera di 0,395 mm, precarico 8,3 mN, carico 145 mN, per pezzi piccoli e sottili tipo o-ring miniaturizzati). La scala IRHD-M consente misure su provini di soli 2 mm di spessore, applicazione difficilmente possibile con metodi Shore standard.
Strumenti
I durometri IRHD sono prevalentemente da banco motorizzati, con carico applicato meccanicamente o pneumaticamente, sistema di misura della penetrazione (LVDT o capacitivo) ad alta risoluzione (0,001 mm), display digitale del valore IRHD calcolato. I modelli IRHD-M sono compatti, con sistema ottico di centratura del provino sotto la sfera, indispensabile per provini molto piccoli. Esistono modelli a multi-scala con cambio rapido di indentatore e taratura del carico per coprire tutte le scale in un unico strumento. La taratura periodica utilizza blocchi-campione di gomma standardizzata certificati ISO 17025.
Applicazioni
I durometri IRHD sono utilizzati nel controllo qualità di o-ring e guarnizioni di piccole dimensioni (settore oleodinamico, automotive, packaging farmaceutico), articoli medicali in gomma siliconica (cateteri, valvole, tubi), guarnizioni tecniche di precisione, mescole speciali in R&D, paraoli e guarnizioni miniaturizzate. La scala IRHD-M è in particolare richiesta per articoli di piccolissime dimensioni dove il metodo Shore non è applicabile. La caratterizzazione di nuovi compounds in laboratorio R&D utilizza spesso IRHD per la robustezza del metodo su campioni di dimensioni limitate.
Norme di riferimento
La norma di riferimento è ISO 48 (parti 1-9), che definisce: metodi di prova (IRHD-N, M, L, H, e CM/CL/CN per applicazioni specifiche), preparazione dei provini, condizioni di prova, taratura, riproducibilità. Le parti specifiche ISO 48-2 e ISO 48-3 dettagliano IRHD-M per micro-prova. La correlazione tra scala IRHD e Shore A è approssimativa (1 IRHD ≈ 1 Shore A per gomme di durezza 30-90), ma le scale non sono intercambiabili e i valori vanno riportati con la scala originale.
Criteri di scelta
La selezione del durometro IRHD dipende dal range di durezza atteso (per scegliere tra le scale N, L, H, M), dalle dimensioni minime del provino (IRHD-M per pezzi molto piccoli), dalla precisione richiesta (i modelli di laboratorio di alta gamma raggiungono accuratezze di ±1 IRHD), dalle esigenze di automazione e gestione dati per il laboratorio.