Durometer & Shoremeter itu untuk ukur apa sih?

Durometer merupakan alat uji kekerasan material lunak seperti: karet, kayu, ebonit, fiberglass, styrofoam, kertas, beragam jenis plastik  (alat uji kekerasan plastik) dan mewakili untuk mengukur tingkat kekerasan bahan komposit padat dan lunak seperti ban kendaraan. 

Dari komposit plastik yang terbuat dari minyak bumi hingga fiberglass dari serat kaca dan pasir silica, material tersebut umum digunakan dalam aplikasi pembuatan sepatu, komponen elektronik, otomotif, dan beragam produk lainnya. Setiap produk tersebut harus lulus uji kualitas sebelum dijual ke pasar. 

Skala ini didefinisikan oleh Albert Ferdinand Shore, yang mengembangkan perangkat yang cocok untuk mengukur kekerasan pada tahun 1920. Durometer sebenarnya bukanlah alat uji tester kekerasan pertama atau yang pertama dengan metode jarum penekan disebut durometer (ISV duro- dan-meter; dibuktikan sejak abad ke-19), tapi hari ini nama itu biasanya merujuk pada kekerasan Shore, perangkat lain menggunakan ukuran lain, yang mengembalikan hasil yang sesuai, seperti untuk kekerasan material skala Rockwell.

KAPAN DUROMETER DIGUNAKAN?

Alat ukur Durometer in merupakan alat uji kualitas yang wajib dimiliki setiap pabrik untuk mengecek kualitas sampel produksi maupun sampel material yang dibeli dari vendor dan subkontraktor. Perkembangan teknologi industri membuat berkembangnya ilmu material dan produk turunannya. Durometer bisa digunakan dalam pengujian material produksi seperti:

• Bahan mentah (Raw materials) diubah oleh proses fisik dan kimia menjadi berbagai jenis material. Bahan seperti Kayu untuk alat musik, ataupun bahan Felt dari kulit sapi tersebut perlu distandarkan atau di akreditasi sebelum dijual atau diolah menjadi barang manufaktur. 

• Bahan baku teknis (Technical materials) merupakan bahan umum yang dbeli dari vendor, perlu diseleksi dan diuji. Barang seperti: Kaca, baja dan logam, plastik, porselen dan keramik, papan atau beton.

• Barang Pabrikan (Manufactured Goods) merupakan benda hasil produksi yang harus dites agar lolos uji klasifikasi sebelum diperdagangkan, seperti: sertifikasi uji keamanan helm menurut SNI, maupun sertifikasi Komite Akreditasi Nasional (KAN) untuk Conformity assessment sebelum dipasarkan di Indonesia.

Sebenarnya alat ukur dan pengujian material ini mirip dengan portable hardness tester tetapi dengan jenis mekanisme, standard industri dan fungsi penggunaanya yang berbeda. Prinsip yang digunakan untuk mengukur kekerasan didasarkan pada kekuatan perlawanan dari penetrasi jarum ke dalam bahan uji di bawah beban pegas alat ukur Durometer.

Berbeda dengan aplikasi dengan Force Gauge maupun Hardness tester, Durometer ataupun Shoremeter bisa dipakai juga untuk menguji material hibrid dan komposit yang berlapis-lapis, terutama di line produksi quality control maupun reverse engineering di industrial Research & Development.

STANDAR PENGUKURAN DUROMETER

Saat ini ada revisi besar untuk standar JIS dan standar ISO, cara perincian dan pengukuran kekerasan tester kekerasan karet telah mengalami beberapa perubahan sejak revisi awal tahun 2000an. Dua skala yang paling umum menggunakan sistem pengukuran adalah ASTM D2240 tipe A dan tipe D. Skala A adalah untuk plastik lembut, sedangkan skala D adalah untuk yang lebih keras. Namun, ASTM D2240 – 00 standar pengujian untuk total 12 sisi. Tergantung pada tujuan penggunaan ; tipe A, B, C, D ,DO, E, M, O, OO, OOO, OOO – S, dan R. Setiap skala menghasilkan nilai antara 0 dan 100 , dengan nilai yang lebih tinggi menunjukkan bahwa material tersebut lebih keras. Metode ini juga telah disetujui oleh Departemen Pertahanan dan diadopsi oleh American National Standards Institute.

Durometer dapat mengukur kedalaman lekukan dalam materi yang dibuat oleh Identer/Presser. Kedalaman ini tergantung pada kekerasan material, sifat kelenturan/membalnya (viscoelasticity), bentuk jarum Identer/Presser pengujian. ASTM D2240 durometer memungkinkan untuk pengukuran kekerasan awal, atau kekerasan lekukan setelah periode waktu tertentu..

Anda bisa mengukur beragam material dan produk dengan durometer. Misalnya; Ikat pinggang material dari kulit sapi, jok mobil, alas sepatu, bahan kain katun untuk material felt, plastik kompres, material coating yang sudah teraplikasi, menguji kerapuhan benda non logam dan lainnya sesuai dengan standar industri maupun parameter Go/NoGo yang anda sudah tentukan sendiri sebelumnya. Di Indonesia sendiri, standar pengukuran Durometer berkiblat ke arah JIS, ISO, maupun ANSI maupun UKAS. Sangat jarang sekali standar akreditasi Jerman DAkkS digunakan dalam industri di Indonesia.

MEKANISME PENGGUNAAN DUROMETER

Mirip seperti hardness tester pada material logam yang menggunakan identer atau mata jarum penekan material yang menguji permukaan kekerasan material lainnya, Shore hardness tester atau yang biasa disebut dengan durometer ini mengukur kedalaman lekukan dalam materi yang diciptakan oleh sebuah kekuatan yang diberikan pada kaki presser standar. Material yang diujikan dengan durometer adalah polimer, elastomer, karet dan lain-lain.

Penggunaan stand force gauge pun bisa dilakukan jika anda sebelumnya sudah memiliki stand digital yang sudah motorised maupun manual. Pengujian presisi dilakukan dengan asumsi secara vertikal maupun horizontal dengan sudut tegak lurus. Tes dasar memerlukan menerapkan gaya torsi identer secara konsisten, dalam rentang waktu pengukuran yang sama tanpa kejutan, dan mengukur kekerasan (bentuk dan kedalaman lekukan). Pengujian dilakukan berulang-ulang dengan settingan yang sama, jika menurut JIS sebanyak 5 kali. Jenis dan bentuk mata identer juga mempengaruhi hasil. Dimensi permukaan materi yang diuji harus minimal 6,4 mm ( 0,25 inci) ketebalannya.

Test setup for type A & D

Durometer	Indenting foot	Applied mass [kg]	Resulting force [N]
Type A	Hardened steel rod 1.1 mm – 1.4 mm diameter, with a truncated 35° cone, 0.79 mm diameter	0.822	8.064
Type D	Hardened steel rod 1.1 mm – 1.4 mm diameter, with a 30° conical point, 0.1 mm radius tip	4.55	44.64

Kekerasan Shore diukur dengan peralatan yang dikenal sebagai Durometer dan akibatnya juga dikenal sebagai ‘kekerasan Durometer’. Nilai kekerasan ditentukan oleh penetrasi jarum identer pengukur Durometer ke dalam sampel. Karena ketahanan karet dan plastik, lekukan membaca perubahan tekanan dari waktu ke waktu – sehingga waktu lekukan kadang-kadang dilaporkan bersama dengan angka kekerasan. Penunjukan metode uji ASTM adalah ASTM D2240 00 dan umumnya digunakan di Amerika Utara. Metode terkait termasuk ISO 7619 dan ISO 868; DIN 53505; dan JIS K 6301, yang dihentikan dan digantikan oleh JIS K 6253.

Berdasarkan ASTM D2240, ada dua belas skala durometer yang berbeda dan kombinasi dari kekuatan pegas dan konfigurasi indentor yang dibakukan. Tabel di bawah ini memberikan rincian untuk masing-masing jenis, dengan pengecualian Type R.

Durometer Type	Configuration	Diameter	Extension	Spring force
A	35° truncated cone (frustum)	1.40 mm (0.055 in)	2.54 mm (0.100 in)	822 gf (8.06 N)
C	35° truncated cone (frustum)	1.40 mm (0.055 in)	2.54 mm (0.100 in)	4,536 gf (44.48 N)
D	30° cone	1.40 mm (0.055 in)	2.54 mm (0.100 in)	4,536 gf (44.48 N)
B	30° cone	1.40 mm (0.055 in)	2.54 mm (0.100 in)	822 gf (8.06 N)
M	30° cone	0.79 mm (0.031 in)	1.25 mm (0.049 in)	78 gf (0.76 N)
E	2.5 mm (0.098 in) spherical radius	4.50 mm (0.177 in)	2.54 mm (0.100 in)	822 gf (8.06 N)
O	1.20 mm (0.047 in) spherical radius	2.40 mm (0.094 in)	2.54 mm (0.100 in)	822 gf (8.06 N)
OO	1.20 mm (0.047 in) spherical radius	2.40 mm (0.094 in)	2.54 mm (0.100 in)	113 gf (1.11 N)
DO	1.20 mm (0.047 in) spherical radius	2.40 mm (0.094 in)	2.54 mm (0.100 in)	4,536 gf (44.48 N)
OOO	6.35 mm (0.250 in) spherical radius	10.7 mm (0.42 in) – 11.6 mm (0.46 in)	2.54 mm (0.100 in)	113 gf (1.11 N)
OOO-S	10.7 mm (0.42 in) radius disk	11.9 mm (0.47 in)	5.0 mm (0.20 in)	197 gf (1.93 N)

Sumber:ANSI 

Catatan :

”Type R menyatakan simbol luas radius pengetesan, R penunjukan menentukan diameter kaki Presser (maka R, untuk radius, jelas D tidak bisa digunakan ) dari 18 ± 0,5 mm (0,71 ± 0,02 di.) diameter, sedangkan pasukan semi dan konfigurasi indentor tetap tidak berubah R penunjukan berlaku untuk setiap tipe D2240, dengan pengecualian Type M , R penunjukan dinyatakan sebagai Type xR, di mana x adalah tipe D2240, misalnya, aR ,dR ,dll,. R penunjukan juga mengamanatkan kerja dari suatu operasi berdiri“

Nilai akhir dari kekerasan tergantung pada kedalaman indentor setelah telah diterapkan selama 15 detik pada materi. Jika jarum indenter menembus 2,54 mm ( 0.100 inci ) atau lebih ke dalam bahan, durometer adalah 0 untuk skala itu. Jika tidak menembus sama sekali, maka durometer adalah 100 untuk skala itu. Ini adalah alasan inilah berbagai skala ada. Durometer adalah berdimensi kuantitas, dan tidak ada hubungan sederhana antara durometer bahan dalam satu skala, dan durometer dalam setiap skala lain, atau dengan uji kekerasan lainnya. Banyak skala kekerasan Shore lainnya, seperti kekerasan Shore O dan Shore H, tetapi jarang dijumpai oleh kebanyakan orang di pabrikasi peralatan kebutuhan sehari-hari. 

Perlu dipahami kalau alat uji Durometer ini tidak dapat mengukur kepadatan material maupun material fatigueness. Karena ada banyak kasus, material yang memiliki karakter kepadatan yang lebih renggang malah memiliki ketahanan yang mirip dengan material yang lebih padat ikatan struktur mikronya. Untuk menguji ketahanan maupun karakteristik lainnya, bisa digunakan alat uji dan alat ukur lainnya seperti Force Gauge, Ultrasonic Thickness Gauge dan paduan metode visual mikro struktur lainnya.

Skala Industri referensi ANSI Durometer Berbagai Material

Material	Durometer	Scale
Sadel tempat duduk gel Sepeda	15-30	OO
Permen karet	20	OO
Sorbothane	40	OO
Sorbothane	30-70	OO
Kareng gelang pasar	25	A
Karet seal silikon pintu kaca	55	A
Ulir Ban motor	70	A
Ikat Pinggang Karet, Ban untuk Coaster roda trolley maupun band lembut rollerblade	78	A
Hydraulic O-ring	70-90	A
Ban kasar roller skates and skateboard, Sol Sepatu safety	98	A
Ebonite karet pegangan alat teknik dan handel stang motor	100	A
Ban mobil truck dan bumper boat fender kapal	50	D
Pipa pralon, Pipa HDPE, botol galon, Dashboard Mobil dst.	75	D

Dalam prakteknya, pengujian Durometer untuk consumer product mayoritas menggunakan skala Shore A atau Shore D, Mengapa? Karena skala tersebut merupakan metode yang sesuai untuk menguji karet/elastomer dan juga biasa digunakan untuk plastik ‘lunak’ seperti poliolefin, fluoropolimer, dan vinil. Skala Shore A digunakan untuk karet yang lebih lunak sedangkan skala Shore D digunakan untuk karet yang lebih keras. 

KESIMPULAN

Seperti halnya Hardness tester logam metal (Rockwell, Brinell dst), alat ukur Shoremeter atau Durometer ini juga memiliki kelemahan yaitu tidak mampu menguji ketahanan material yang permukaannya luas sekaligus. Alat ukur Durometer ini hanya bekerja berdasarkan titik yang dipilih. Kami sarankan untuk pengujian beberapa material yang berbeda, anda harus memiliki dan mengganti jarum identer dengan tipe yang sesuai. Kalau mau lebih praktis lagi ya beli beberapa unit sekaligus dengan tipe identer yang toleransinya berbeda dan jig fixture yang sesuai dengan benda kerja yang diuji pula.

Shore Durometer hanya digunakan sebagai proxy atau metode untuk mencari tingkat resistensi maupun ambang batas, untuk uji fleksibilitas (lentur modulus) maupun untuk mengetahui sifat suatu material berdasarkan spesifikasi elastomer. Hasil yang ukur dari tes ini adalah ukuran yang berguna resistensi relatif terhadap lekukan dari berbagai kelas polimer. Namun, uji kekerasan Shore Durometer tidak melayani dengan baik sebagai prediktor properti lainnya seperti kekuatan atau ketahanan terhadap goresan, abrasi, dan tidak boleh digunakan sendiri untuk spesifikasi desain produk.

Kami sudah menguji beragam jenis merek dan alat ukur durometer maupun shoremeter sebelum memajang dan menjual produk tersebut di Metalextra.com. Secara umum produk kami memberikan presisi tertinggi (biasanya 95% lebih presisi atau lebih repeatable), kualitas dan pengerjaan, daya tahan, hampir tidak perlu kalibrasi ke vendor dalam bertahun-tahun setelah pembelian. Anda tinggal mengganti sendiri jarum identer dan membeli Calibration block maupun penggunaan Jig dan fixture yang kami tawarkan disini, sehingga Durometer tersebut bisa tepat dalam persyaratan standar kalibrasi.

Ada berbagai jenis mesin ukur maupun manufaktur yang menawarkan perangkat instrumen pengujian Durometer dan hardness tester dipasaran. Tiap unit alat uji tersebut memiliki prinsip kerja yang hampir mirip dengan tingkat asumsi akurasi yang beragam pula. Namun jika Anda merasa sulit untuk mencari alat kerja industri yang lebih efektif, jangan ragu untuk mencari bantuan dari spesialis yang dapat membantu Anda memilih yang akan memberi Anda manfaat maksimal. Hubungi kami melalui chat online yang ada di pojok kanan bawah website ini atau melalui email : [email protected] Semoga bermanfaat. Wassalam!

---

Sumber: Tim Kreatif Metalextra.com, Tulisan ini merupakan opini Pribadi di media milik sendiri.

Awalnya dipublikasikan pada16 Januari 2020 @ 6:14 PM