Độ cứng Shore A thường là con số dễ thấy nhất trên bảng dữ liệu của silicon—và cũng là một trong những con số dễ bị hiểu sai nhất.
Nhiều đội coi đó chỉ đơn giản là quyết định giữa yếu tố mềm và yếu tố cứng:
- Vùng Shore A thấp hơn = cảm giác mềm mại hơn
- Độ Shore A càng cao = độ bền càng tốt
Trong thực tế, lối tư duy tuyến tính đó thường dẫn đến lỗi niêm phong, khiếu nại của người dùng hoặc các bộ phận bị lão hóa nhanh hơn nhiều so với dự kiến.
Độ cứng Shore A không phải là một thuộc tính duy nhất.
Nó đồng thời ảnh hưởng cảm giác, khả năng bịt kín và độ bền lâu dài, và những tác động đó thường kéo theo những hướng khác nhau.
Hướng dẫn này giúp các kỹ sư lựa chọn độ cứng Shore A phù hợp cho silicone dùng trong các sản phẩm như gioăng, vòng đệm và các sản phẩm tiêu dùng.
Độ cứng Shore A thực sự đo lường điều gì (và không đo lường điều gì)
Độ cứng Shore A đo lường tính chất của vật liệu. khả năng chống lại vết lõm cục bộ, thời gian ngắn trong điều kiện tiêu chuẩn.
Nó có thể cho bạn biết:
- Cảm giác "mềm mại" của chất liệu khi chạm vào lần đầu tiên.
- Khả năng chống lại sự xâm nhập bề mặt tương đối
Đúng vậy không Tôi sẽ nói thẳng với bạn:
- Liệu lớp niêm phong có duy trì được sự tiếp xúc trong thời gian hay không
- Khả năng phục hồi của vật liệu sau khi bị nén lâu dài
- Hiệu suất của nó sau quá trình lão hóa nhiệt hoặc chu kỳ lặp lại
Đó là lý do tại sao hai bộ phận bằng silicon có cùng chỉ số Shore A lại có thể hoạt động rất khác nhau trong thực tế sử dụng.
Độ cứng Shore A ảnh hưởng như thế nào? cảm thấy
Cảm nhận là khía cạnh mà Shore A thường bị đơn giản hóa quá mức.
Sai lầm thường gặp
“Người dùng cho rằng nó quá khó — hãy giảm độ khó của Shore A xuống 10 điểm.”
Trong ngắn hạn, cách này thường hiệu quả.
Về lâu dài, nó thường tạo ra những vấn đề mới.
Điều gì thực sự xảy ra
- Bờ thấp A (20–30A)
- Cảm giác ban đầu rất mềm mại.
- Nguy cơ cao hơn về hiện tượng "kẹt da" hoặc cảm giác bết dính.
- Hóa học bề mặt và xử lý sau có tác động rất lớn.
- Bờ giữa A (40–50A)
- Cảm nhận ổn định nhất theo thời gian.
- Sự thay đổi nhận thức của người dùng diễn ra chậm hơn.
- Điểm tối ưu phổ biến cho các sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với người tiêu dùng
- Bờ cao A (60A+)
- Cảm giác chắc chắn khi tiếp xúc lần đầu.
- Vẫn có thể cảm thấy thoải mái với các thiết kế thành mỏng.
- Điều chỉnh cảm giác chủ yếu dựa vào hình học hơn là độ mềm của vật liệu.
Điểm mấu chốt:
Cảm nhận là kết quả của Shore A × hình học × điều kiện bề mặt, Không chỉ riêng độ cứng.
Độ cứng Shore A ảnh hưởng như thế nào? niêm phong
Đây là lý do tại sao việc lựa chọn Shore A lại gây ra những bất ngờ tốn kém nhất.
Trực giác so với thực tế
- Trực giác: Đường viền mềm mại hơn sẽ tốt hơn.
- Thực tế: Quá mềm thường dễ dẫn đến thất bại sớm.
Việc niêm phong thực sự phụ thuộc vào điều gì
- Đã đạt được khả năng nén
- Khả năng phục hồi đàn hồi theo thời gian
- Khả năng chịu đựng sai lệch và biến đổi
Hiệu năng theo phạm vi độ cứng
- Bờ thấp A
- Khả năng niêm phong ban đầu tuyệt vời
- Nguy cơ bị ép đùn, đứt gãy hoặc biến dạng vĩnh viễn cao hơn.
- Lực làm kín giảm nhanh sau khi chịu nhiệt hoặc lão hóa.
- Vùng Trung tâm A
- Khả năng niêm phong lâu dài ổn định nhất
- Khoảng dung sai rộng hơn trong quá trình lắp ráp
- Phạm vi ứng dụng chính cho gioăng và vòng chữ O.
- Bờ cao A
- Yêu cầu lực lắp ráp cao hơn
- Duy trì lực niêm phong tốt hơn theo thời gian.
- Thích hợp cho các ứng dụng động hoặc áp suất cao.
Nguyên tắc chung:
Hầu hết các trường hợp hỏng gioăng không phải do "quá cứng", mà là do không phục hồi sau khi bị nén.
Độ cứng Shore A ảnh hưởng như thế nào? Độ bền
Độ bền là điểm mà hành vi của Shore A trở nên phi tuyến tính.
Hai quan niệm sai lầm phổ biến
- Càng cứng cáp thì càng bền lâu
- Chất liệu mềm mại thường nhanh hỏng hơn.
Cả hai đều không hoàn toàn chính xác.
Điều gì thực sự xảy ra
- Bờ thấp A
- Dễ bị nứt do mỏi hơn
- Nhạy cảm hơn với dầu, mồ hôi và chất tẩy rửa.
- Phục hồi hình dạng chậm hơn
- Vùng Trung tâm A
- Sự cân bằng tốt nhất giữa khả năng chống mỏi và độ đàn hồi.
- Các tác động của lão hóa dễ dự đoán hơn.
- Cửa sổ quy trình rộng nhất và dễ tha thứ nhất
- Bờ cao A
- Khả năng chống rách và ép đùn cao
- Ổn định hơn dưới tải trọng chu kỳ tần số cao
- Có thể xuất hiện hiện tượng giòn sớm hơn ở các thiết kế thành mỏng.
Độ bền không phải là việc sống sót qua một chu kỳ mà là khả năng hoạt động tốt sau đó. hàng trăm nghìn hoặc hàng triệu của các chu kỳ.
Nghiên cứu trường hợp 1: Hỏng gioăng silicon 30A trong thiết bị đeo được
Ứng dụng: Vòng đệm kín của thiết bị đeo
Lựa chọn ban đầu: 30A (hướng đến sự thoải mái)
Các vấn đề đã quan sát
- Hỏng gioăng sau 3-6 tuần
- Người dùng phàn nàn về hiện tượng biến dạng và dính.
Nguyên nhân gốc rễ
- Độ cứng Shore A quá thấp để có thể nén liên tục.
- Nhiệt độ cơ thể làm tăng tốc quá trình biến dạng vĩnh viễn
Sửa lỗi
- Độ cứng tăng lên 45A
- Thay đổi nhỏ về hình dạng mặt cắt ngang
Kết quả
- Không nhận thấy sự suy giảm đáng kể về cảm giác thoải mái.
- Tuổi thọ sử dụng tăng hơn 4 lần.
Nghiên cứu trường hợp 2: Harder đã sửa được phần gioăng – chứ không phải chỗ rò rỉ.
Ứng dụng: Hộp đựng thực phẩm có thể tái sử dụng
Lựa chọn ban đầu: 35A
Các vấn đề đã quan sát
- Rò rỉ sau khi sử dụng nước nóng.
- Mất dáng sau nhiều chu kỳ
Điều chỉnh
- Độ cứng tăng lên 55A
- Đã thêm tải trước nén
Kết quả
- Khả năng làm kín ổn định trong suốt các chu kỳ nhiệt độ.
- Giảm số lượng khiếu nại của người dùng do lực đóng cần thiết giảm.
Cách chọn độ cứng Shore A chính xác
Đừng bắt đầu bằng sự cứng rắn.
Hãy bắt đầu bằng cách trả lời những câu hỏi sau:
- Lỗi thường gặp nhất là gì? Rò rỉ, suy sụp, mệt mỏi, hay cảm thấy khó chịu?
- Tình trạng cơ học lâu dài là như thế nào? Nén liên tục, tải trọng chu kỳ, lão hóa nhiệt?
- Liệu hình học có thể làm giảm ứng suất vật liệu? Độ dày thành, tỷ lệ nén, diện tích tiếp xúc?
Việc lựa chọn độ cứng nên là bước cuối cùng, chứ không phải bước đầu tiên.
Chúng tôi đã lập một bảng dưới đây tóm tắt những sự đánh đổi điển hình về độ cứng Shore A trong các thành phần silicon.
Bảng tham khảo nhanh độ cứng Shore A của silicone
| Dãy Shore A | Cảm nhận và nhận thức của người dùng | Hành vi niêm phong | Độ bền và sự lão hóa | Các trường hợp sử dụng điển hình | Các rủi ro thất bại thường gặp |
|---|---|---|---|---|---|
| 20–30A | Rất mềm mại, dễ chịu, mang lại cảm giác thoải mái ngay từ đầu. | Khả năng bịt kín ban đầu rất tốt, nhưng khả năng phục hồi lâu dài lại kém. | Biến dạng nén nhanh, nguy cơ nứt do mỏi | Sản phẩm dành cho trẻ sơ sinh, tay cầm mềm, giao diện tải trọng thấp | Biến dạng, dính, mất độ kín sau khi lão hóa |
| 30–40A | Mềm mại nhưng cảm giác được kiểm soát tốt hơn | Khả năng niêm phong ban đầu tốt, độ ổn định trung bình. | Nhạy cảm với nhiệt và nén liên tục | Các loại gioăng làm kín tải nhẹ, các bộ phận tiêu dùng hướng đến sự thoải mái. | Sự suy giảm dần lực bịt kín, biến dạng |
| 40–50A | Cân bằng, ổn định theo thời gian | Khả năng niêm phong lâu dài đáng tin cậy nhất | Khả năng chống mỏi tốt nhất, lão hóa có thể dự đoán được. | Gioăng, vòng chữ O, phụ kiện đeo được, gioăng kín cho hàng tiêu dùng | Thường liên quan đến hình học, không phải vật liệu. |
| 50–60A | Cảm giác chắc chắn, nhưng vẫn mềm dẻo ở những phần mỏng. | Yêu cầu lực lắp ráp cao hơn, độ kín khít tốt hơn. | Khả năng chống ép và mài mòn cao | Hộp đựng có thể tái sử dụng, gioăng kín thiết bị | Lực lượng lắp ráp sẽ phàn nàn nếu hình học không chính xác. |
| 60–70A | Phản hồi xúc giác cứng cáp, chính xác | Khả năng bịt kín tốt sau khi nén | Khả năng chống rách tuyệt vời, có thể bị giòn. | Gioăng kín động, hệ thống áp suất cao hơn | Độ giòn ở thành mỏng, độ nhạy cảm với dung sai |
Đường biên mà hầu hết các đội đều bỏ lỡ
Độ cứng Shore A là biến hệ thống.
Nó thay đổi:
- Cách người dùng cảm nhận chất lượng
- Hiệu suất bịt kín giảm dần theo thời gian
- Cho dù thất bại diễn ra từ từ hay đột ngột
Khi chỉ số Shore A sai, các vấn đề hiếm khi xuất hiện ngay lập tức.
Chúng xuất hiện trong quá trình kiểm định, thử nghiệm độ bền hoặc sử dụng của khách hàng—khi việc thay đổi độ cứng đã rất tốn kém.
Đó là lý do tại sao việc lựa chọn Shore A không chỉ đơn thuần là về độ mềm mại, mà còn về... Cách toàn bộ hệ thống hoạt động theo thời gian.
Nhấp chuột Độ cứng Shore A của silicon Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm thông tin cơ bản.
