En théorie, la dureté Shore du silicone se résume à un simple chiffre à inscrire sur une fiche technique. En production, c'est l'un des premiers paramètres qui déterminent l'outillage, le démoulage et, pour environ la moitié, le comportement de la pièce après expédition.
La plupart des dessins qui nous parviennent mentionnent “ silicone souple ” ou “ Shore 50 ”. Il ne s'agit pas de spécifications techniques. “ Souple ” est une impression. “ 50 ”, sans échelle (A ? 00 ? D ?), ni tolérance, est une estimation que nous sommes contraints d'interpréter pour vous. Choisissez la dureté Shore en fonction des exigences d'étanchéité, de flexibilité ou d'usure de la pièce, et non de son toucher. Vérifiez toujours l'échelle (presque toujours Shore A) et la tolérance (généralement ±5 Shore A par unité de surface). Essai de dureté ASTM D2240). Si vous spécifiez une valeur incorrecte, vous ne perdez pas l'échantillon, mais le moule, car un composé taillé pour un certain taux de retrait se transfère rarement correctement à un composé plus souple ou plus rigide.
Résumé exécutif
- La dureté est un paramètre de compromis, pas un critère de qualité. En forçant davantage, on obtient une meilleure structure et une plus grande résistance à l'abrasion, mais cela a un coût. force de déchirure, l'allongement et l'étanchéité sur des surfaces irrégulières.
- La plupart des pièces en silicone ont une dureté Shore A comprise entre 20 et 70. En dessous de ce niveau, vous êtes sur l'échelle Shore 00 (gels, rembourrage) ; Shore D est rare pour le silicone à l'état caoutchouteux et signale généralement un mauvais choix de matériau.
- L'erreur coûteuse consiste à changer la dureté après l'outillage. Les différents composés se rétractent différemment, de sorte qu'une modification tardive de la dureté signifie souvent une nouvelle découpe de l'acier, et non un changement de matériau.
Échelles de dureté Shore du silicone : 00, A et D
La mesure d'un duromètre est inutile sans son échelle. Trois échelles sont importantes pour le silicone, et elles se chevauchent intentionnellement.
L'échelle de dureté Shore A correspond à la plage de fonctionnement de la quasi-totalité des caoutchoucs de silicone moulés. Un duromètre (par ASTM D2240, ou ISO 7619 / ISO 48 Pour l'IRHD, un pénétrateur normalisé est appliqué sur un échantillon plat de 6 mm et la résistance est mesurée de 0 à 100. La dureté Shore 00 correspond aux matériaux trop mous pour l'échelle A : gels, mousses, coussinets souples. La dureté Shore D n'est pertinente qu'au-delà de la limite supérieure de l'échelle A, pour les plastiques rigides ; si votre pièce en silicone nécessite une dureté Shore D, vous avez généralement choisi le mauvais polymère.
| Échelle | Gamme typique | Ce que cela couvre | Là où ça doit être |
|---|---|---|---|
| Rivage 00 | 00-20 à 00-50 | Gels, mousses, rembourrage très doux | Coussinets vibrants, vêtements souples, coussinets en gel |
| Rivage A | 10 A à 80 A | La plage de fonctionnement pour la quasi-totalité des caoutchoucs de silicone moulés | Joints d'étanchéité, tuyaux, claviers, produits pour bébés et cuisines |
| Rivage D | Au-dessus de 90 Shore A | caoutchoucs durs et plastiques rigides | Rarement correct pour le silicone — généralement une erreur de matériau |
Un autre point souvent négligé dans les spécifications : la méthode de mesure. Un duromètre dérive vers le bas durant les premières secondes, le matériau se détendant. Ainsi, une mesure instantanée et une mesure différée de 15 secondes sur la même pièce peuvent différer de plusieurs points. Indiquez la mesure souhaitée, veillez à ce que les échantillons aient une épaisseur minimale de 6 mm (les pièces fines donnent une valeur faussement élevée en raison de la résistance de l’enclume) et n’empilez jamais de feuilles minces pour simuler une épaisseur : les espaces d’air faussent le résultat.
Que se passe-t-il lorsque la dureté augmente ?
La dureté ne change pas d'elle-même. Si vous la modifiez, d'autres propriétés évoluent en conséquence, généralement à votre détriment. C'est un aspect que les acheteurs sous-estiment : ils considèrent la dureté comme un choix libre au lieu de la percevoir comme le point de départ d'une série de compromis.
| Propriété | Direction à mesure que la dureté augmente | Conséquences de la production |
|---|---|---|
| Allongement à la rupture | Chutes (souvent de 600%+ à 30A à moins de 300% à 70A) | Moins d'élasticité pour les pièces à enclenchement, à emboutissage profond ou à soufflet |
| Résistance à la déchirure | Se situe généralement en dessous de la moyenne. | Les parois minces et les angles vifs se déchirent lors du démoulage |
| Scellement sur des surfaces rugueuses ou irrégulières | Pire | Nécessite une force de serrage plus élevée ou une surface de contact plus plane |
| résistance à l'abrasion et rigidité | Mieux | Conserve sa forme sous charge et usure |
| Démoulage de pièces fines ou molles | Plus facile quand c'est plus difficile | Les pièces très molles (<20A) collent et se déforment lors de l'éjection. |
En pratique : il n’y a pas de “ meilleur ” côté de l’échelle. Un 70A joint Elle résiste à l'extrusion sous la charge d'un boulon, mais ne s'adapte pas à une bride déformée. Une membrane 30A assure l'étanchéité d'une surface rugueuse sous une légère pression, mais se déchire en cas d'angle interne aigu. À vous de choisir le mode de défaillance acceptable.
Dureté Shore du silicone recommandée par application
Utilisez ces valeurs comme point de départ, puis ajustez-les en fonction du jeu d'étanchéité, de la température et de la durée de vie. Elles reflètent nos conditions réelles d'utilisation, et non des valeurs théoriques.
| Application | Rive suggérée A | Pourquoi |
|---|---|---|
| Coussinets anti-vibrations, rembourrage souple | Rive 00 à 10A | L'absorption d'énergie est plus importante que la structure. |
| Tétines pour bébés, anneaux de dentition, membranes de contact cutané | 20 A à 30 A | Sensation douce en bouche et flexibilité sécurisée ; à utiliser avec un durcissement au platine et conforme aux normes FDA 21 CFR 177.2600 ou LFGB. |
| Joints d'étanchéité généraux, ustensiles de cuisine, poignées ergonomiques, tubes | 40 A à 50 A | Flexibilité et récupération équilibrées ; le réglage par défaut pour la plupart des pièces. |
| Claviers, poignées, joints d'étanchéité structurels | 60 A à 70 A | Réactivité tactile et maintien de la forme sous charge |
| Joints statiques haute pression, surfaces d'usure | 70 A à 80 A | Résiste à l'extrusion et à l'abrasion |
Lorsqu'une pièce se situe entre deux exigences — par exemple un tube qui doit être indéformable tout en restant souple au toucher —, il ne faut pas faire de moyenne. Déterminez l'exigence non négociable et spécifiez-la en conséquence, puis validez l'exigence secondaire sur des échantillons. Faire la moyenne de deux exigences aboutit à une dureté qui ne répond à aucune des deux.
Erreurs courantes lors du choix de la dureté
Une erreur de dureté provient rarement d'un mauvais calcul. Elle résulte plutôt de quelques erreurs d'appréciation prévisibles.
Considérer la dureté comme un indicateur de confort. Douceur au toucher et adéquation à la fonction sont deux choses différentes. Une poignée souple qui doit résister à la torsion nécessite une dureté supérieure à celle qu'elle semble offrir.
Spécifier un nombre sans tolérance. Les mesures de dureté Shore A selon la norme ASTM D2240 présentent une dispersion réelle. En l'absence de tolérance spécifiée, on considère généralement une valeur de ±5 ; si le fonctionnement présente un dysfonctionnement à ±5, le problème provient de la marge de conception et non du fabricant.
En supposant que la dureté soit le seul critère d'étanchéité. L'étanchéité est assurée par ensemble de compression (ASTM D395), Le remplissage du presse-étoupe et l'état de surface sont tout aussi importants que la dureté. Même avec une dureté correctement choisie, une rainure mal conçue peut entraîner des fuites.
L'utilisation de la norme Shore D pour désigner la notion de “ durable ”.” La durabilité fait généralement référence à la résistance à l'abrasion ou à la compression, deux aspects que l'on peut ajuster dans la gamme Shore A. Passer directement à la gamme Shore D signifie généralement que la pièce ne doit pas être en silicone.
Comment la dureté influence l'outillage et la production
La dureté est déterminée par la composition du matériau (polymère de base, charge de remplissage et système de vulcanisation) avant toute découpe d'acier. L'ajout de silice ou d'autres charges accroît la dureté et, jusqu'à un certain point, la résistance à la déchirure ; cependant, une charge excessive entraîne une chute brutale de la résistance à la déchirure et à l'allongement. C'est pourquoi une simple augmentation de la dureté a un coût.
Deux réalités de production déterminent le coût. Premièrement, le retrait : un composé 60A et un composé 40A ne se rétractent pas de la même manière ; un moule usiné pour l’un ne respectera les tolérances de l’autre que par chance. Modifier la dureté après l’outillage implique souvent de refaire les cavités. Deuxièmement, la post-cuisson : la dureté peut augmenter légèrement après une cuisson. post-cuisson à 200 °C Cela élimine les composés volatils, donc le chiffre que vous validez doit être le chiffre après durcissement, et non le chiffre vert.
Ce dont j'ai besoin pour confirmer votre duromètre
La qualité d'un calcul de dureté dépend de la qualité des données d'entrée. Pour verrouiller une valeur, j'ai besoin : de la fonction et, pour les joints, du jeu de compression ou du pourcentage de compression cible ; de la plage de températures de fonctionnement ; de toute cible réglementaire (FDA 21 CFR 177.2600, LFGB, ou USP Classe VI / OIN 10993Une tolérance de dureté acceptable ; l’état de surface de la pièce d’accouplement ; et la durée de vie prévue. Fournissez-moi ces informations et je m’engagerai sur une dureté Shore A et une tolérance. Si vous me communiquez une valeur unique sans ces détails, le risque persiste : il se répercute sur les coûts d’outillage en cas de non-conformité du premier essai.
