Op de werkbank lijkt de Shore-hardheid van siliconen slechts een enkel getal dat je in een specificatieblad invult. In de productie is het echter een van de eerste factoren die bepalend zijn voor je gereedschap, je ontvormingsproces en ongeveer de helft van hoe het product zich gedraagt na verzending.
De meeste tekeningen die we ontvangen, vermelden "zachte siliconen" of "Shore 50". Geen van beide is een specificatie. "Zacht" is een gevoel. "50" zonder schaalverdeling (A? 00? D?) en zonder tolerantie is een schatting die we namens u moeten interpreteren. Kies de hardheid (durometer) op basis van hoe het onderdeel moet afdichten, buigen of slijten – niet op basis van hoe het in je hand aanvoelt – en controleer altijd de schaal (vrijwel altijd Shore A) plus een tolerantie (doorgaans ±5 Shore A per ASTM D2240 hardheidstest). Als je de specificaties verkeerd opgeeft, verlies je niet alleen een monster. Je verliest de mal, omdat een samengesteld materiaal dat is gesneden voor een bepaalde krimpfactor zelden probleemloos kan worden overgezet naar een zachter of harder materiaal.
Samenvatting voor het management
- Hardheid is een afwegingscriterium, geen kwaliteitsklasse. Door harder te werken, krijg je structuur en slijtvastheid, maar dat kost je wel wat. scheursterkte, verlenging en afdichting op oneffen oppervlakken.
- De meeste siliconenonderdelen hebben een hardheid tussen Shore A 20 en 70. Daaronder bevind je je op de Shore 00-schaal (gels, demping); Shore D is zeldzaam voor siliconen in rubberachtige toestand en duidt meestal op een verkeerde materiaalkeuze.
- Een dure fout is het aanpassen van de hardheid (durometer) na de matrijs. Verschillende materialen krimpen op verschillende manieren, dus een late verandering in hardheid betekent vaak dat het staal opnieuw gesneden moet worden, en niet dat het materiaal vervangen moet worden.
Shore-hardheidsschalen voor siliconen: 00, A en D
Een durometerwaarde is betekenisloos zonder de bijbehorende schaalverdeling. Voor siliconen zijn er drie belangrijke schaalverdelingen, en die overlappen elkaar opzettelijk.
Shore A is het werkbereik voor vrijwel alle gegoten siliconenrubber. Een durometer (per ASTM D2240, of ISO 7619 / ISO 48 (Voor IRHD) drukt een gestandaardiseerde indrukker in een vlak monster van 6 mm en rapporteert de weerstand van 0 tot 100. Shore 00 omvat alles wat te zacht is voor de A-schaal — gels, schuim en vingertopzachte demping. Shore D wordt pas relevant boven de bovengrens van de A-schaal, in het gebied van harde kunststoffen; als uw siliconenonderdeel Shore D nodig heeft, heeft u meestal het verkeerde polymeer gekozen.
| Schaal | Typisch bereik | Wat het omvat | Waar het thuishoort |
|---|---|---|---|
| Kust 00 | 00-20 tot 00-50 | Gels, schuim, zeer zachte demping | Vibratiepads, zachte, draagbare materialen, gelkussens |
| Kust A | 10A tot 80A | Het werkingsbereik voor vrijwel alle gegoten siliconenrubbers. | Afdichtingen, pakkingen, slangen, toetsenpanelen, baby- en keukenproducten |
| Kust D | Boven de 90 Shore A | Hard rubber en harde kunststoffen | Zelden correct voor siliconen — meestal een materiaalfout |
Nog een aspect dat de meeste specificaties overslaan: hoe de meting wordt uitgevoerd. Een durometer daalt in de eerste seconden naarmate het materiaal ontspant, waardoor een directe meting en een meting na 15 seconden op hetzelfde onderdeel enkele punten van elkaar kunnen verschillen. Geef aan welke meting u wilt, zorg ervoor dat de monsters minstens 6 mm dik zijn (dunnere delen geven een onjuiste hardheid aan omdat het aambeeld tegendruk geeft) en stapel nooit dunne platen op elkaar om dikte te simuleren – de luchtspleten vertekenen het resultaat.
Wat verandert er als de hardheid toeneemt?
Hardheid verandert niet vanzelf. Verhoog de hardheid en andere eigenschappen veranderen mee, meestal in je nadeel. Dit is het aspect dat kopers onderschatten: ze beschouwen de hardheid als een vrije keuze in plaats van als het beginpunt van een reeks compromissen.
| Eigendom | Richting naarmate de hardheid toeneemt | Productieconsequentie |
|---|---|---|
| Rek bij breuk | Dalingen (vaak 600%+ bij 30A tot onder 300% bij 70A) | Minder rek voor kliksluitingen, dieptreksystemen of balgsystemen. |
| Scheursterkte | Over het algemeen valt het buiten het middenbereik. | Dunne wanden en scherpe hoeken scheuren tijdens het ontkisten. |
| Afdichten op ruwe of oneffen oppervlakken | Slechter | Een hogere klemkracht of een vlakker contactoppervlak is nodig. |
| Slijtvastheid en stijfheid | Beter | Behoudt zijn vorm onder belasting en slijtage. |
| Ontvormen van dunne of zachte onderdelen | Makkelijker als het moeilijker is | Zeer zachte onderdelen (<20A) blijven plakken en vervormen bij het uitwerpen. |
Praktisch gezien is er geen "betere" kant van de schaal. Een 70A pakking Het materiaal doorstaat extrusie onder boutbelasting, maar past zich niet aan een kromme flens aan. Een 30A-membraan dicht een ruw oppervlak af met lichte druk, maar scheurt als er een scherpe binnenhoek ontstaat. Je kiest zelf welke vorm van falen je acceptabel vindt.
Aanbevolen Shore-hardheid van siliconenkit per toepassing
Gebruik deze waarden als uitgangspunt en pas ze vervolgens aan voor de afdichtingsafstand, temperatuur en levensduur. Ze weerspiegelen de werkelijke situatie, niet een theoretisch bereik.
| Sollicitatie | Voorgestelde kust A | Waarom |
|---|---|---|
| Antivibratiekussens, zachte demping | Kustlijn 00 tot 10A | Energieabsorptie is belangrijker dan de structuur. |
| Babyspeentjes, bijtringen, slijmvliezen die in contact komen met de huid | 20A tot 30A | Zacht mondgevoel en veilige flexibiliteit; te combineren met platina-geharde en FDA 21 CFR 177.2600 of LFGB |
| Algemene pakkingen, keukengerei, soft-touch handgrepen, slangen | 40A tot 50A | Evenwichtige flexibiliteit en herstel; de standaard voor de meeste onderdelen. |
| Toetsenborden, handgrepen, structurele afdichtingen | 60A tot 70A | Tactiele klik en vormvastheid onder belasting |
| Statische afdichtingen onder hoge druk, slijtageoppervlakken | 70A tot 80A | Bestand tegen extrusie en slijtage. |
Wanneer een onderdeel tussen twee eisen in zit – bijvoorbeeld een buis die knikvrij moet blijven maar ook zacht moet aanvoelen – gebruik dan geen gemiddelde. Bepaal welke eis niet onderhandelbaar is en specificeer daarop, en valideer vervolgens de secundaire eis aan de hand van monsters. Het middelen van twee eisen levert een hardheid op die aan geen van beide eisen voldoet.
Veelgemaakte fouten bij het kiezen van de juiste hardheid
Een verkeerde hardheidsgraad komt zelden door een rekenfout. Het komt voort uit een paar voorspelbare beoordelingsfouten.
Durometerwaarde beschouwen als maatstaf voor comfort. Een soepele grip en een goede functionaliteit zijn twee verschillende zaken. Een zachte grip die bestand moet zijn tegen losdraaien, heeft een hogere hardheid nodig dan je op het eerste gezicht zou denken.
Een getal opgeven zonder tolerantie. ASTM D2240-metingen vertonen een reële spreiding. Zonder een gespecificeerde tolerantie wordt uitgegaan van ±5 Shore A; als uw functie binnen ±5 faalt, ligt het probleem bij de ontwerpmarge, niet bij de fabriek.
Ervan uitgaande dat alleen hardheid de afdichting bepaalt. De afdichting wordt ingesteld door compressieset (ASTM D395), De hardheid van de afdichting, de afdichtingslaag en de oppervlakteafwerking zijn net zo belangrijk als de durometerwaarde. Zelfs met een correct gekozen hardheid in een slecht ontworpen groef kan er lekkage optreden.
Het woord 'Shore D' wordt gebruikt om 'duurzaam' aan te duiden.“ Duurzaam betekent meestal dat het onderdeel bestand is tegen slijtage of compressie, eigenschappen die beide binnen het Shore A-bereik kunnen worden afgesteld. Een Shore D-classificatie betekent doorgaans dat het onderdeel helemaal niet van siliconen mag zijn.
De invloed van hardheid op gereedschap en productie.
De durometerwaarde wordt bepaald door de samenstelling – het basispolymeer, de vulstofbelasting en het uithardingssysteem – voordat er staal wordt gesneden. Het verhogen van de silica- of andere vulstof verhoogt de hardheid en kan tot op zekere hoogte ook de scheursterkte verhogen; wordt de vulstofbelasting te hoog, dan stort de scheursterkte en rek in. Daarom is "maak het gewoon harder" geen gratis verzoek.
Twee productiefactoren bepalen de kosten. Ten eerste, krimp: een 60A-compound en een 40A-compound krimpen niet identiek, dus een mal die voor de ene is gemaakt, zal alleen bij toeval de tolerantie voor de andere behouden. Als de hardheid na het maken van de matrijs wordt aangepast, moeten de holtes vaak opnieuw worden gefreesd. Ten tweede, na-uitharding: de hardheid kan na een uitharding een paar punten hoger uitvallen. Nabehandeling bij 200 °C Dat verdrijft vluchtige stoffen, dus het getal dat je valideert moet het getal na uitharding zijn, niet het groene getal.
Wat ik nodig heb om uw durometerwaarde te bevestigen
Een hardheidsbepaling is slechts zo goed als de input die eraan ten grondslag ligt. Om een waarde vast te leggen heb ik nodig: de functie en, voor afdichtingen, de compressiespleet of het beoogde compressiepercentage; het bedrijfstemperatuurbereik; eventuele wettelijke doelstellingen (FDA 21 CFR 177.2600, LFGB, of USP Klasse VI / ISO10993); een acceptabele hardheidstolerantie; de oppervlakteafwerking van het tegenstuk; en de verwachte levensduur. Geef me die gegevens en ik ga akkoord met een durometerwaarde en een tolerantie. Stuur je alleen een getal zonder deze gegevens, dan verdwijnt het risico niet – het wordt alleen maar verplaatst naar een herproductieplan zodra de eerste productierun mislukt.
