Na bancada, a dureza Shore do silicone parece apenas um número que você insere em uma ficha técnica. Na produção, é um dos primeiros fatores que definem o processo de moldagem, a desmoldagem e determina, em cerca de metade, o comportamento da peça após o envio.
A maioria dos desenhos que recebemos indica "silicone macio" ou "Shore 50". Nenhuma dessas especificações é precisa. "Macio" é uma sensação. "50" sem escala (A? 00? D?) e sem tolerância é um palpite que somos obrigados a interpretar em seu nome. Escolha a dureza do durômetro de acordo com a vedação, flexibilidade ou desgaste que a peça precisa ter — não pela sensação ao segurá-la — e sempre confirme a escala (quase sempre Shore A) mais uma tolerância (normalmente ±5 Shore A por unidade). Teste de dureza ASTM D2240). Se você especificar errado, não perde uma amostra. Perde o molde, porque um composto cortado para uma determinada taxa de contração raramente se transfere perfeitamente para um composto mais macio ou mais duro.
Sumário executivo
- A dureza é uma questão de equilíbrio, não um indicador de qualidade. Forçar a barra proporciona estrutura e resistência à abrasão, mas tem um custo. resistência ao rasgo, alongamento e vedação em superfícies irregulares.
- A maioria das peças de silicone tem uma dureza entre Shore A 20 e 70. Abaixo disso, você está na escala Shore 00 (géis, amortecimento); Shore D é raro para silicone em estado de borracha e geralmente indica uma escolha de material inadequada.
- O erro mais caro é alterar o durômetro após a usinagem. Compostos diferentes sofrem contração de maneiras diferentes, portanto, uma mudança tardia na dureza geralmente significa retificar o aço, e não trocar o material.
Escalas de dureza Shore para silicone: 00, A e D
A leitura de um durômetro não tem significado sem a sua escala. Três escalas são importantes para o silicone, e elas se sobrepõem propositalmente.
Shore A é a faixa de dureza de trabalho para quase todas as borrachas de silicone moldadas. Um durômetro (por unidade de medida) é usado para medir a dureza do silicone. ASTM D2240, ou ISO 7619 / ISO 48 Para o teste IRHD, um indentador padronizado é pressionado contra uma amostra plana de 6 mm e registra a resistência de 0 a 100. A escala Shore 00 abrange materiais muito macios para a escala A — géis, espumas e acolchoamento com a maciez da ponta do dedo. A escala Shore D só se torna relevante acima do limite superior da escala A, no território dos plásticos rígidos; se sua peça de silicone precisa de Shore D, geralmente você escolheu o polímero errado.
| Escala | Alcance típico | O que abrange | Onde pertence |
|---|---|---|---|
| Costa 00 | 00:20 a 00:50 | Géis, espumas, amortecimento muito macio | Almofadas antivibração, dispositivos vestíveis macios, amortecimento em gel |
| Costa A | 10A a 80A | A faixa de trabalho para quase todas as borrachas de silicone moldadas. | Vedações, juntas, tubos, teclados, produtos para bebês e cozinha |
| Costa D | Acima de 90 Shore A | Borrachas duras e plásticos rígidos | Raramente correto para silicone — geralmente um erro de material. |
Mais uma disciplina que a maioria das especificações ignora: como a leitura é feita. Um durômetro tende a diminuir nos primeiros segundos enquanto o material relaxa, portanto, uma leitura instantânea e uma leitura com 15 segundos de atraso na mesma peça podem diferir em vários pontos. Especifique qual leitura você deseja, mantenha as amostras com pelo menos 6 mm de espessura (peças finas apresentam leituras falsamente duras porque a bigorna exerce pressão) e nunca empilhe chapas finas para simular a espessura — os espaços de ar distorcem o resultado.
O que muda quando a dureza aumenta?
A dureza não se altera sozinha. Ao aumentá-la, outras propriedades se alteram junto, geralmente contra você. É essa a parte que os compradores subestimam: eles tratam o durômetro como uma escolha livre, em vez de como o ponto de partida para uma série de concessões.
| Propriedade | Direção conforme a dureza aumenta | Consequência da produção |
|---|---|---|
| Alongamento na ruptura | Quedas (geralmente de 600%+ a 30A para menos de 300% a 70A) | Menos elasticidade para peças de encaixe rápido, estampagem profunda ou foles. |
| resistência ao rasgo | Geralmente fica abaixo da faixa intermediária. | Paredes finas e cantos afiados rasgam durante a desmoldagem. |
| Vedação em superfícies ásperas ou irregulares | Pior | Necessita de maior força de aperto ou de uma superfície de acoplamento mais plana. |
| Resistência à abrasão e rigidez | Melhorar | Mantém a forma sob carga e desgaste. |
| Desmoldagem de peças finas ou macias | Mais fácil quando é mais difícil | Peças muito macias (<20A) aderem e deformam-se ao serem ejetadas. |
Na prática: não existe um extremo “melhor” na escala. Um 70A junta Resiste à extrusão sob carga de parafusos, mas não se adapta a uma flange deformada. Uma membrana 30A veda uma superfície rugosa com leve pressão, mas rasga se você projetar um canto interno vivo. Você está escolhendo com qual modo de falha pode conviver.
Dureza Shore recomendada para silicone por aplicação
Use esses valores como ponto de partida e, em seguida, ajuste-os de acordo com a folga de vedação, a temperatura e a vida útil. Eles refletem o que realmente usamos na prática, não uma faixa de valores teórica.
| Aplicativo | Costa sugerida A | Por que |
|---|---|---|
| Almofadas antivibração, amortecimento macio | Costa 00 a 10A | A absorção de energia importa mais do que a estrutura. |
| Bicos de bebê, mordedores, membranas em contato com a pele | 20A a 30A | Sensação suave na boca e flexibilidade segura; compatível com cura de platina e FDA 21 CFR 177.2600 ou LFGB |
| Juntas em geral, utensílios de cozinha, pegas macias ao toque, tubulação | 40A a 50A | Flexibilidade e recuperação equilibradas; o padrão para a maioria das peças. |
| Teclados, alças, vedações estruturais | 60A a 70A | Firmeza tátil e retenção da forma sob carga |
| Vedações estáticas de alta pressão, superfícies de desgaste | 70A a 80A | Resiste à extrusão e à abrasão. |
Quando uma peça fica entre duas fileiras — digamos, um tubo que precisa permanecer sem dobras, mas também ser macio ao toque — não faça a média. Decida qual requisito é inegociável e especifique-o, depois valide o requisito secundário em amostras. Fazer a média de duas intenções produz um durômetro que não atende a nenhuma delas.
Erros comuns na seleção da dureza
Uma dureza medida incorretamente raramente resulta de cálculos errados. Ela surge de algumas falhas de julgamento previsíveis.
Tratar o durômetro como indicador de conforto. Maciez ao toque e adequação à função são questões diferentes. Uma empunhadura macia que precisa resistir à torção requer uma dureza maior do que aparenta.
Especificar um número sem tolerância. As leituras da norma ASTM D2240 apresentam variações reais. Sem uma tolerância especificada, ±5 Shore A é a estimativa de trabalho; se a sua função falhar em ±5, o problema está na margem de projeto, não na fábrica.
Partindo do pressuposto de que a dureza, por si só, define a vedação. A vedação é definida por conjunto de compressão (ASTM D395), A dureza da ranhura, o preenchimento da junta e o acabamento superficial são tão importantes quanto a dureza do material. Mesmo com uma dureza escolhida corretamente, em uma ranhura mal projetada, ainda haverá vazamento.
A classificação Shore D significa "durável".“ Durável geralmente significa resistência à abrasão ou à deformação permanente por compressão, ambas ajustáveis dentro da escala Shore A. Passar para a escala Shore D normalmente significa que a peça não deve ser de silicone.
Como a dureza afeta as ferramentas e a produção
A dureza é definida pelo composto — polímero base, carga de enchimento e sistema de cura — antes mesmo do corte do aço. Aumentar a dureza com sílica ou outro enchimento eleva a dureza e, até certo ponto, também pode aumentar a resistência ao rasgo; se o enchimento for excessivo, a resistência ao rasgo e o alongamento diminuem. É por isso que "simplesmente torná-lo mais duro" não é um pedido gratuito.
Duas realidades da produção determinam o custo. Primeiro, a contração: um composto 60A e um composto 40A não contraem da mesma forma, portanto, um molde cortado para um só manterá a tolerância do outro por sorte. Alterar a dureza após a usinagem significa, muitas vezes, ter que refazer os moldes das cavidades. Segundo, a pós-cura: a dureza pode aumentar alguns pontos após um processo de cura. Pós-cura a 200 °C Isso elimina os voláteis, portanto o número que você valida deve ser o número pós-correção, não o verde.
O que preciso para confirmar seu durômetro
A precisão de uma especificação de dureza depende da qualidade dos dados de entrada. Para definir um valor, preciso de: a função e, para vedações, a folga de compressão ou a porcentagem de compressão desejada; a faixa de temperatura de operação; e qualquer meta regulamentar (FDA 21 CFR 177.2600, LFGB, ou USP Classe VI / ISO 10993); uma tolerância de dureza aceitável; o acabamento superficial da peça de acoplamento; e a vida útil esperada. Forneça-me essas informações e eu definirei um durômetro e uma tolerância. Envie apenas um número sem nenhuma delas e o risco não desaparece — ele apenas se transfere para uma despesa com reequipamento assim que a primeira produção falhar.
