เมื่อต้องสั่งผลิต ลูกกลิ้งหรือชิ้นส่วน PU หนึ่งในข้อมูลสำคัญที่ผู้ผลิตมักสอบถามจากลูกค้าคือ “ต้องการความแข็งเท่าไหร่?”
ค่าความแข็งของวัสดุวัดด้วยเครื่องมือที่เรียกว่า Durometer ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญในการเลือกวัสดุให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน แต่สำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับมาตรวัดประเภทนี้ ตัวเลขอย่าง 60A, 80A หรือ 60D อาจดูเข้าใจได้ยาก
การเลือกค่าความแข็งที่เหมาะสมจึงควรพิจารณาจากทั้งลักษณะของชิ้นงาน เครื่องจักร และสภาพแวดล้อมในการใช้งาน ไม่ใช่เพียงเลือกค่าที่สูงหรือต่ำที่สุด
1. Durometer คืออะไร?
Durometer คือค่าที่ใช้บอกระดับความแข็งของวัสดุ โดยวัดจากความต้านทานของวัสดุต่อแรงกดจากหัวกดที่กำหนดไว้
โดยทั่วไป ค่าตัวเลขที่สูงขึ้นหมายถึงวัสดุมีความแข็งมากขึ้น และมีการเสียรูปจากแรงกดน้อยลง
สำหรับวัสดุ PU มาตรวัดที่พบได้บ่อยมี 2 ประเภท ได้แก่
- Shore A ใช้สำหรับวัสดุที่มีความนิ่มจนถึงความแข็งระดับปานกลาง โดยทั่วไปพบได้ตั้งแต่ประมาณ 20A ถึง 90A
- Shore D ใช้สำหรับวัสดุที่มีความแข็งสูงกว่า Shore A และมีลักษณะเข้าใกล้วัสดุพลาสติกแข็ง โดยมักพบในช่วงประมาณ 50D–70D
แม้ทั้ง Shore A และ Shore D จะมีค่ามาตราส่วนตั้งแต่ 0–100 แต่ใช้หัวกดและเงื่อนไขการวัดแตกต่างกัน ดังนั้น ไม่ควรนำตัวเลขของทั้งสองสเกลมาเปรียบเทียบกันโดยตรง เช่น 80A ไม่ได้หมายความว่าเท่ากับ 80D
2. ความแข็งแต่ละระดับเหมาะกับงานแบบไหน?
การเลือกค่าความแข็งควรพิจารณาจากหน้าที่ของชิ้นส่วนและแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการใช้งาน ตัวอย่างเช่น
| ลักษณะการใช้งาน | ค่าความแข็งโดยประมาณ | เหตุผล |
|---|---|---|
| ซีลและปะเก็นที่ต้องการความยืดหยุ่น | ~40A | ช่วยให้วัสดุรองรับแรงกดและแนบสนิทกับพื้นผิว |
| แผ่นรองหรือชิ้นส่วนสำหรับดูดซับแรงกระแทก | 50–60A | มีความยืดหยุ่นและช่วยลดแรงกระแทก |
| ลูกกลิ้งลำเลียงและล้อขับเคลื่อน | 70–85A | ให้ความสมดุลระหว่างการยึดเกาะ ความยืดหยุ่น และความทนทาน |
| ชิ้นส่วนรองรับน้ำหนักสูง | 80–90A | มีความแข็งและรับแรงกดได้ดี ลดการยุบตัวของวัสดุ |
| ชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูง | Shore D | เหมาะกับงานที่ต้องการความแข็งและความคงรูปในระดับสูง |
ค่าที่ระบุเป็นเพียงแนวทางเบื้องต้น เนื่องจากความแข็งที่เหมาะสมอาจแตกต่างกันตามสูตร PU ขนาดชิ้นงาน และสภาพการใช้งานจริง
3. หลักในการเลือก Durometer ให้เหมาะกับงาน
พิจารณาหน้าที่หลักของชิ้นงาน
หากชิ้นงานต้องการดูดซับแรงกระแทก ลดแรงสั่นสะเทือน หรือเพิ่มความยืดหยุ่น วัสดุที่มีความแข็งต่ำอาจเหมาะสมกว่า ในทางกลับกัน หากต้องรับน้ำหนักสูง ต้องการลดการเสียรูป หรือเน้นความทนทานต่อการสึกหรอ อาจต้องเลือกวัสดุที่มีความแข็งสูงขึ้น
พิจารณาสภาพแวดล้อมในการใช้งาน
นอกจากแรงที่กระทำกับชิ้นงานแล้ว ยังควรพิจารณาปัจจัยอื่นร่วมด้วย เช่น อุณหภูมิ น้ำมัน สารเคมี ความเร็วในการหมุน และลักษณะของแรงที่กระทำต่อชิ้นงาน
ปัจจัยเหล่านี้สามารถส่งผลต่อพฤติกรรมและอายุการใช้งานของ PU ได้ ดังนั้นการเลือกวัสดุจึงไม่ควรดูจากค่า Durometer เพียงอย่างเดียว
หาจุดสมดุลระหว่างความแข็งและความยืดหยุ่น
วัสดุที่มีความแข็งมากขึ้นไม่ได้หมายความว่าจะเหมาะกับทุกงานเสมอไป เพราะความแข็งที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้วัสดุมีความยืดหยุ่นและความสามารถในการดูดซับแรงลดลง
ในทางกลับกัน วัสดุที่นิ่มเกินไปอาจเกิดการยุบตัวหรือเสียรูปได้ง่ายเมื่อรับน้ำหนักหรือแรงกดอย่างต่อเนื่อง
ดังนั้น การเลือก Durometer ที่เหมาะสมจึงควรพิจารณาจาก ความสมดุลระหว่างความแข็ง ความยืดหยุ่น การรับน้ำหนัก และความทนทาน ให้สอดคล้องกับลักษณะการใช้งานจริง
สรุป
Durometer คือค่าที่ใช้ระบุระดับความแข็งของวัสดุ แต่ไม่ได้หมายความว่าค่าที่สูงกว่าจะดีกว่าเสมอไป ความแข็งที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับหน้าที่ของชิ้นงาน แรงที่กระทำ และสภาพแวดล้อมในการใช้งาน
สำหรับงาน PU Roller และชิ้นส่วน Polyurethane แบบสั่งผลิต การกำหนดค่า Durometer ให้เหมาะสมตั้งแต่ต้นมีความสำคัญต่อทั้งประสิทธิภาพ อายุการใช้งาน และความคุ้มค่าของชิ้นงาน
หากไม่ทราบว่าควรเลือกความแข็งระดับใด การให้ข้อมูลเกี่ยวกับ ประเภทเครื่องจักร ลักษณะการใช้งาน น้ำหนักหรือแรงที่รับ ความเร็วในการทำงาน รวมถึงสภาพแวดล้อมที่ชิ้นงานต้องสัมผัส จะช่วยให้สามารถประเมินและเลือกคุณสมบัติของ PU ให้เหมาะสมกับงานได้มากยิ่งขึ้น
ดูคลิปวิดีโอสาธิตเพิ่มเติมได้ที่ TikTok นี้ ซึ่งอธิบายเพิ่มเติมและสาธิตขั้นตอนการวัดค่าความแข็ง (Durometer) ของชิ้นงานให้ดูแบบเห็นภาพจริง
บทความโดย คุณกิม ไชยพิมุกต์
