Come si misura la durezza del silicone e delle gomme siliconiche

Come si misura la durezza del silicone e delle gomme siliconiche?

Conoscere come si misura la durezza del silicone e la durezza delle gomme siliconiche è importante per scegliere il materiale migliore per i propri prodotti e applicazioni.
La durezza delle gomme siliconiche misura la resistenza del materiale alla deformazione plastica sotto l’applicazione di una forza o di un carico ovvero alla penetrazione o alla compressione.
Una durezza adeguata guida la produzione di prodotti in gomma siliconica, dal processo di produzione alle prestazioni del prodotto finale. garantendo che il materiale fornisca la giusta combinazione di resistenza, flessibilità e durabilità per soddisfare i requisiti dell’applicazione.

Vediamo in questo articolo come si misura la durezza del silicone e delle gomme siliconiche e quali sono i vantaggi e qualche applicazione.

Vantaggi della misurazione della durezza del silicone: perché è importante determinare e considerare la durezza di una gomma siliconica?

1. Flessibilità e deformabilità: gli articoli in gomma siliconica con una durezza inferiore sono generalmente più flessibili e deformabili. Questi possono essere preferiti in applicazioni dove è richiesta una maggiore adattabilità, come guarnizioni o sigillanti che devono conformarsi a superfici irregolari.
2. Resistenza all’usura: le gomme siliconiche più dure tendono ad essere più resistenti all’usura rispetto a quelle più morbide. Pertanto, in applicazioni soggette a sollecitazioni meccaniche o abrasioni, come guarnizioni o parti soggette a sfregamento, si possono preferire gomme siliconiche con una maggiore durezza per una maggiore durata.
3. Trasferimento di forza e vibrazioni: in alcune applicazioni, come componenti di sospensioni o ammortizzatori, la durezza della gomma siliconica può influenzare la trasmissione di forza e vibrazioni.

Come selezionare la gomma siliconica giusta per un progetto specifico sulla base della durezza?

Come si misura la durezza del silicone e delle gomme siliconiche: la scala Shore

Gli strumenti per la misurazione della durezza del silicone e della gomma sono diversi.
Una risposta attendibile alla domanda su come si misura la durezza della gomma e del silicone viene dalla durezza Shore che è una misura eccellente per aiutare a determinare l’idoneità del materiale.
Sviluppata dall’ingegnere Albert Ferdinand Shore nel 1920, la scala di durezza Shore è uno standard accettato a livello internazionale. Offre un’istantanea completa che la rende una delle scale di durezza per materie plastiche e gomma più preziose disponibili.

La scala funziona in un intervallo numerico compreso tra 00 e 100, dove 00 indica il materiale più morbido e 100 il più duro.
La norma ASTM D2240-00 prevede dodici diverse scale di misura Shore: tipo A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S e R.
Ogni scala fa riferimento ad un range di durezza specifico misurato con tipologie di penetratore e profondità di penetrazione massima diverse. Il test prevede l’applicazione di una forza costante sulla superficie del materiale con uno strumento chiamato durometri e la profondità di penetrazione della punta di prova viene misurata per determinare la durezza del materiale.

Per le gomme siliconiche le scale Shore comunemente utilizzate: Shore 00, Shore A e Shore D.
Lo Shore 00 è una scala di durezza utilizzata per misurare materiali elastomerici molto morbidi. Shore A è la scala preferita con gomme siliconiche compatte e deformabili, mentre Shore D è utilizzata in prevalenza quando si lavora con gomme siliconiche di elevata durezza o quando si desidera una misurazione più precisa su materiali che cadono nel range della scala Shore D.

Come misurare la durezza del silicone e delle gomme siliconiche: le scale Shore 00, A e D

La scala Shore 00

La scala Shore 00 è utilizzata per materiali morbidi e molto deformabili.
Gli utilizzi le gomme con Shore 00 sono ad esempio:

1. Settore medicale: la morbidezza della gomma Shore 00 la rende ideale per la realizzazione di protesi e ortesi che devono adattarsi perfettamente all’anatomia del paziente senza causare irritazioni o disagi.
2. Settore automotive
3. Industria alimentare
4. Elettronica
5. Articoli sportivi
6. Giocattoli

La scala Shore A

 La scala Shore A viene utilizzata per materiali morbidi, come le gomme siliconiche, caratterizzate da maggiore flessibilità e deformabilità.
I valori Shore A più bassi indicano un silicone più morbido, flessibile e deformabile, mentre i valori più alti indicano un silicone più duro. Ad esempio, una gomma siliconica con una durezza Shore A di 30 sarà più morbida e flessibile rispetto a una gomma siliconica con una durezza Shore A di 60.

Le gomme siliconiche con valori Shore A diversi trovano applicazioni in una vasta gamma di settori:

1. Industria elettronica: guarnizioni, pad di dissipazione del calore e sigillanti in gomma siliconica con valori Shore A più bassi sono utilizzati per proteggere componenti elettronici sensibili dagli urti e dalle vibrazioni.
2. Ingegneria biomedica: i dispositivi medici, come i tubi flessibili e i manicotti protettivi, spesso impiegano gomme siliconiche con una durezza Shore A specifica per garantire comfort e conformità ai tessuti del corpo umano.
3. Settore aerospaziale: i componenti di tenuta e le guarnizioni in gomma siliconica con valori Shore A più elevati sono utilizzati in applicazioni aerospaziali per garantire prestazioni affidabili in ambienti ad alta pressione e temperatura.
4. Settore automobilistico: Le guarnizioni e le parti in gomma siliconica con valori Shore A variabili sono ampiamente utilizzate nel settore automobilistico per componenti come i parabrezza e guarnizioni delle portiere, che richiedono una combinazione di flessibilità e resistenza agli agenti atmosferici.

La scala Shore D

La scala Shore D è utilizzata per materiali più duri, poliuretani, plastica rigida, elastomeri termoplastici e altri materiali con una durezza superiore. Questi materiali sono meno deformabili rispetto a quelli misurati con la scala Shore A e possono essere più resistenti e meno flessibili.
La scala Shore D fornisce anch’essa valori di durezza compresi tra 0 e 100.
Paragonando le due scale, valori più alti sulla scala Shore D indicano una maggiore rigidità del materiale rispetto ai valori più alti sulla scala Shore A.

Le gomme siliconiche con valori Shore D diversi trovano applicazione in settori quali:

1. Industria
2. Elettrodomestici
3. Industria aerospaziale
4. Strumenti medicali
5. Edilizia e Costruzioni
6. Articoli sportivi
7. Articoli per la casa e per l’ufficio

Applicazioni della misurazione della durezza del silicone

Vediamo ora quali possono essere le applicazioni rispetto alla durezza del silicone misurata.

• Serve un materiale estremamente morbido: scegliere materiali con Shore 00.
• Serve un materiale flessibile, con buona meccanica: scegliere una scala di durezza Shore A.
• Serve un materiale più rigido:si può optare per una scala di durezza Shore A più alta o anche Shore D a seconda delle esigenze.

Un esempio: come scegliere la gomma siliconica per realizzare uno stampo?

Se devi realizzare degli stampi in silicone la durezza Shore va determinata in base alla forma del modello originale da riprodurre.
Per realizzare uno stampo di una ballerina in gesso in piedi con le braccia sottili e sporgenti piegate ad angoli opposti non puoi scegliere una gomma con una durezza di 70 Shore A dura come un pneumatico di un’auto, sarebbe rigida e non offrirebbe abbastanza flessibilità per estrarre il modello senza romperlo.
Una scelta migliore sarebbe una gomma Shore 30A o più morbida che offrirebbe sufficiente flessibilità per estrarre facilmente il modello.