Una guarnizione in silicone più morbida richiede sempre meno forza di serraggio? La risposta di Silicone & Specialties
Analizzando le schede tecniche di differenti mescole siliconiche ci si può dovere domandare quanta forza sia necessaria per comprimere una guarnizione in silicone.
Infatti, quando una guarnizione viene installata tra due superfici, la tenuta nasce dalla deformazione controllata del materiale: per ottenere questa deformazione è necessario applicare una forza di serraggio che permetta alla guarnizione di adattarsi alle superfici e generare la pressione di contatto richiesta.
In molti casi si tende ad associare intuitivamente una mescola più morbida ad una minore forza necessaria per la compressione: la relazione, tuttavia, non può essere valutata esclusivamente attraverso la durezza Shore.
Una proprietà che ci guida nella lettura di una mescola è il Compression Stress, che descrive la pressione necessaria per ottenere una determinata deformazione del materiale.
Nelle applicazioni biomedicali, il Compression Stress può assumere interesse quando il componente deve essere compresso per generare una funzione di tenuta: alcuni esempi sono rappresentati da profili in silicone installati in cartucce diagnostiche, sistemi fluidici, dispositivi IVD, apparecchiature di laboratorio e connessioni utilizzate per separare o collegare circuiti fluidici differenti.
In queste applicazioni il dato non permette di prevedere da solo il comportamento del componente finito, ma contribuisce in modo importante alla valutazione della mescola insieme a Compression Set, durezza, geometria del particolare e condizioni di esercizio.
Il Compression Set aiuta a comprendere quanto il materiale riesca a recuperare la deformazione subita, descrive, infatti, la deformazione permanente residua, che rimane nel materiale, dopo essere stato mantenuto in compressione per un determinato tempo e ad una determinata temperatura.
Il Compression Stress fornisce invece indicazioni sulla forza necessaria per produrre quella deformazione.
Come viene misurato il Compression Stress? La prova consiste nel comprimere il materiale fino ad un livello di deformazione definito e misurare la pressione necessaria per raggiungerlo.
Il risultato viene generalmente espresso in kPa o MPa e viene riferito ad una specifica percentuale di compressione.
Per questo motivo, quando si confrontano materiali differenti, è importante verificare che il dato sia stato ottenuto nelle stesse condizioni di prova.
Perché questo dato può essere utile nelle guarnizioni? Quando una guarnizione viene assemblata, occorre considerare contemporaneamente diversi aspetti:
- la deformazione richiesta per garantire la tenuta,
- la forza disponibile nell’assemblaggio,
- la pressione di contatto che il sistema deve generare,
- il comportamento del profilo in silicone nel tempo.
Una guarnizione che richiede una forza di compressione elevata può richiedere sistemi di serraggio più robusti o carichi maggiori.
Al contrario, una guarnizione che raggiunge la deformazione richiesta con forze inferiori può risultare più facilmente comprimibile nelle stesse condizioni di montaggio.
Come per gli altri dati presenti in scheda tecnica, il Compression Stress descrive una proprietà del materiale misurata in condizioni controllate e quindi non rappresenta direttamente la forza necessaria a comprimere qualsiasi guarnizione in silicone, ma costituisce uno strumento utile per confrontare materiali differenti e valutare il comportamento della mescola durante la compressione.
Interpretato insieme agli altri parametri presenti nella scheda tecnica, contribuisce a comprendere come il materiale possa rispondere alle condizioni richieste e quali siano le caratteristiche più coerenti con la funzione che il componente dovrà svolgere.