Estrusione del silicone: cos’è il die swell? Ce lo spiega Silicone & Specialties

Estrusione del silicone: cos’è il die swell?

Dopo aver visto come il requisito applicativo contribuisca a definire il componente e come la scelta del processo produttivo intervenga nella sua realizzazione, è interessante considerare un fenomeno tipico dell’estrusione: il die swell.

Quando si parla di estrusione, la filiera viene naturalmente associata alla forma che si vuole ottenere: la sezione dell’apertura, però, non coincide necessariamente con quella dell’estruso. Nell’estrusione delle mescole siliconiche questo comportamento è legato alle proprietà viscoelastiche del materiale e deve essere considerato per ottenere le dimensioni richieste dal progetto.

Durante il passaggio nella filiera, la mescola è sottoposta a deformazioni e sollecitazioni: quando esce dall’utensile, una parte della deformazione accumulata viene recuperata e il materiale tende a modificare la propria sezione. È questo il die swell, ovvero il rigonfiamento del materiale all’uscita della filiera.

Si tratta quindi di un comportamento del materiale che deve essere considerato nella progettazione della filiera e nella definizione del processo.

L’entità del die swell dipende da diversi fattori: dal comportamento reologico della mescola, dalla temperatura, dalla velocità di estrusione, dalla configurazione della filiera e dalle condizioni complessive di processo. La dimensione finale dell’estruso non può quindi essere ricavata semplicemente da quella dell’apertura della filiera.

Questo diventa particolarmente importante nella realizzazione di tubi, profili e guarnizioni, perché il comportamento della mescola all’uscita della filiera può influire sulle dimensioni della sezione e sulla loro costanza durante la produzione. Le prove di estrusione permettono di verificare il risultato e, se necessario, di intervenire sulla configurazione dell’utensile e sui parametri di processo.

Nei componenti custom, la questione assume un ulteriore rilievo quando la sezione del componente deve mantenere caratteristiche dimensionali costanti e ripetibili durante la produzione.

Nelle applicazioni biomedicali, la costanza dimensionale di un profilo o di una guarnizione o di un tubo può contribuire al corretto funzionamento del componente all’interno del dispositivo.

Anche la velocità di prelievo dell’estruso dopo l’uscita dalla filiera, il cosiddetto take-off, può influire sulla dimensione ottenuta, determinando un certo allungamento del materiale. Il risultato finale dipende quindi dall’interazione tra materiale, utensile e condizioni di processo e non dal solo dimensionamento della filiera.

Il die swell deve inoltre essere distinto dagli altri fenomeni che possono influenzare le dimensioni del componente durante e dopo l’estrusione, come le variazioni legate al post curing, se necessario, al raffreddamento o alle modalità di movimentazione.

Il die swell rappresenta così un esempio concreto di come il comportamento dell’elastomero debba essere considerato già durante lo sviluppo del processo: la filiera definisce il passaggio del materiale, ma la sezione dell’estruso effettivamente ottenuta dipende dall’interazione tra materiale, utensile, temperatura e condizioni di processo.