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Dureté Shore des matériaux d’impression 3D

Dureté Shore des matériaux d’impression 3D

La dureté Shore est un terme souvent employé pour caractériser un matériau en impression 3D. Ce terme technique fait partie des informations fournies par de nombreux fabricants de consommables, et notamment pour les filaments flexibles. Cet article vous permettra de comprendre à quoi correspond la dureté Shore d’un matériau et comment celle-ci est obtenue.

Comprendre la notion de dureté d’un matériau

Il est important de noter que la valeur de dureté peut être calculée pour n’importe quel type de matériau, qu’il s’agisse de minéraux, de métaux ou de plastiques. Bien entendu, il existe différentes échelles et différentes méthodes de test permettant de mesurer la dureté en fonction du type de matériau.

Principe de dureté des matériaux

La dureté d’un matériau est la capacité de ce matériau à opposer une certaine résistance à la pénétration d’un objet défini. Cet objet sera différent selon la méthode de test utilisée. En fonction de la résistance obtenue, il sera ensuite possible de définir si le matériau est dur ou mou et d’obtenir une valeur de dureté sur une échelle qui sera également fonction de la méthode utilisée. Plus la résistance sera élevée, plus le matériau sera dit dur.

Flexibilité et dureté Shore

Les méthodes de calcul de la dureté

On peut par exemple distinguer la méthode par rayage utilisée pour les minéraux des méthodes par rebondissement ou par pénétration généralement utilisées pour définir la dureté des matériaux plastiques, des élastomères ou des métaux notamment. Ces deux dernières méthodes sont simples à réaliser notamment grâce à l’utilisation d’outils adaptés et facilement maniables.

La dureté Shore d’un matériau

La dureté Shore d’un filament est obtenu à l’aide d’un test utilisant une méthode de pénétration. Concernant les méthodes par pénétration, on dénombre un grand nombre d’essais de dureté différents. Tous utilisent la compression d’un objet sur le matériau à tester afin de connaître la dureté. La différence principale entre chaque échelle se trouve dans la forme et la composition de l’objet qui va venir pénétrer le matériau. Pour la dureté Brinell, on utilisera une bille en acier, la dureté Rockwell utilisera un cône en diamant alors que la dureté Vickers se fera à l’aide d’un embout en forme de pyramide.

Réaliser la mesure de la dureté Shore

La dureté Shore sera quant à elle obtenue suite à la pression sur le matériau d’un objet en forme de cône. Réalisée avec un duromètre Shore ou Shoremètre, le test de dureté Shore peut être effectué rapidement. La pression sera exercée selon une certaine force directement sur le matériau à tester. Lorsque la partie conique aura atteint la pénétration maximale du matériau, la jauge présente sur le duromètre Shore indiquera la valeur de la dureté du matériau.

Tableau des duretés shore
Tableau de représentation des duretés Shore A, Shore D et Shore 00 réalisé par Smooth-on.

Échelles de dureté Shore A et Shore D

Lorsque l’on parle d’impression 3D et de caractéristiques matériau, on retrouve généralement la valeur de dureté exprimée soit en Shore A, soit en Shore D. Ces deux valeurs A et D sont les deux échelles de tests les plus couramment utilisées pour les matériaux plastiques et élastomères. Le tableau ci-dessus associe les différentes duretés à des produits communs. Il existe en tout 12 échelles Shore différentes.

Toutes les échelles utiliseront le même procédé mais la force, la forme ainsi que le diamètre du cône varieront en fonction des échelles. Le test de dureté Shore A utilisera un cône tronqué de 35° ainsi qu’une force de 8.05 N (Newton) et sera utilisé pour les matériaux mous (matériaux utilisés pour les élastiques ou le pneu de voiture par exemple). Le test de dureté Shore D sera réalisé à l’aide d’un cône de 30° ainsi qu’une force de 44.45 N. Il sera effectué sur les matériaux durs (matériaux utilisés pour les casques de chantier ou les pneus de camion par exemple).

Impact de la dureté sur la flexibilité d’un matériau

Les matériaux flexibles pour l’impression 3D sont souvent caractérisés par leur dureté Shore. La dureté Shore A est la valeur la plus communément utilisée par les fabricants. Bien que la dureté Shore soit un bon indicateur pour définir la flexibilité d’un matériau, il n’est pas le seul paramètre à prendre en compte pour obtenir des pièces flexibles.

En effet, de nombreux paramètres entrent en compte comme le taux d’allongement à la rupture ou la résistance à la flexion par exemple. Le design et la forme de la pièce imprimée auront également un impact sur sa capacité à être flexible. Enfin, les réglages d’impression comme l’épaisseur des parois, le taux ou le motif de remplissage permettront également d’obtenir des impressions plus ou moins flexibles.

Le choix des matériaux d’impression flexibles doit prendre en compte de nombreux critères en fonction de l’application souhaitée. La dureté Shore des filaments 3D fait partie de ces critères. Si vous souhaitez obtenir des conseils d’expert pour le choix de vos matériaux flexibles, n’hésitez pas à contacter notre service technique.

Charly

Charly est expert en impression 3D chez Makershop mais également formateur et rédacteur d'études et d'expertises sur notre blog. Grâce à son expérience, il vous donne des conseils et informations pertinentes sur le marché.

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