Quindi tuffiamoci nel mondo dei set di compressione prodotti in gommaIn questa guida, intendiamo spiegarti cos'è la deformazione permanente nei prodotti in gomma, come viene misurata e funziona e alcuni test standard del settore.
Abbiamo in programma di condividere alcuni calcoli di esempio per comprendere i valori alti e bassi e il loro significato. Inoltre, ti piacerebbe fare un confronto con la realtà su alcuni equivoci sui compression set. Sei pronto a comprendere il concetto di compression set? Iniziamo!
Cos'è un set di compressione?
Set di compressione misura la capacità del materiale di tornare alla sua forma e dimensione originali dopo essere stato compresso e schiacciato sotto pressione per un periodo specifico.
Ad esempio, se si schiaccia una palla di gomma così forte per un lungo periodo di tempo che non rimbalza nella sua forma rotonda e rimane schiacciata, allora questa palla ha una elevata compressione fissa, il che lo rende meno ideale per le applicazioni.
Il set di compressione è un caratteristica importante di prodotti in gomma, soprattutto quando la gomma viene utilizzata per realizzare guarnizioni, Guarnizionie pneumatici. Questi prodotti devono mantenere la loro forma e funzionare anche se compressi a lungo.
Un elevato cedimento di compressione si verifica quando un materiale perde la sua forma e dimensione Sotto compressione per un periodo di tempo specifico. Tuttavia, un set di prodotti in gomma a bassa compressione fa sì che il prodotto ritorni alla sua forma originale dopo un lungo periodo di compressione.
Un basso set di compressione è migliore di uno alto perché mantiene una tenuta stagna e garantisce che gli pneumatici aderiscano correttamente alla strada. Un set di compressione elevato può causare deformazione e una perdita.
La deformazione permanente nei prodotti in gomma è un test che misura la loro efficacia tornare alla loro forma originale Dopo essere stati schiacciati o compressi. Se rimbalzano senza perdere troppa forma, allora significa che svolgeranno il loro compito in modo efficace.
Come funziona un set di compressione?
Il test di compressione è stato eseguito su gomma a misurare la capacità della gomma di recuperare la sua forma e dimensione originali dopo essere stata compressa sotto pressione. Questo test di deformazione permanente (compression set) valuta la resilienza e la durata della gomma nel tempo.
Ecco come funziona il test del set di compressione:
- Compressione iniziale
Nella prima fase, il campione di gomma viene compresso a un livello di pressione specifico premendolo tra due superfici piane. Questa pressione imita le condizioni che la gomma subisce nel tempo durante il suo utilizzo.
- Mantenendo la compressione
La gomma viene pressata per un periodo specifico, ad esempio 24 ore o addirittura giorni. Il tempo dipende dallo standard di prova e dall'applicazione prevista del prodotto.
- Rilascio e misurazione
Una volta trascorso il tempo specificato, il prodotto viene rilasciato dalla pressione e quindi gli viene permesso di riprendere la sua forma. La quantità che ritorna alla sua forma originale è il valore del compression set, misurato in percentuale.
Una bassa deformazione permanente significa che il prodotto in gomma ha buone proprietà di elasticità e può recuperare bene la sua forma originale.
Un elevato set di compressione significa che il prodotto in gomma non rimbalza indietro con la massima efficacia possibile. Indica che il prodotto presenta un potenziale problema di prestazioni a lungo termine.
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Importanza del compression set nei prodotti in gomma
I produttori eseguono test di compressione per garantire i prodotti in gomma mantenere la loro forma sotto pressione e funzionare correttamente nel tempo.
Il valore del compression set è direttamente correlato alla sicurezza, alle prestazioni e alla longevità delle diverse applicazioni a base di gomma. Ecco alcuni esempi: alcuni motivi che definiscono l'importanza delle deformazioni da compressione nei prodotti in gomma.
- Mantiene l'integrità della tenuta: I prodotti in gomma devono mantenere una tenuta ermetica per evitare perdite o contaminazione, soprattutto durante l'applicazione O-ring, sigilli e guarnizioni. Pertanto, un set di compressione basso garantisce che il sigillo rimanga intatto e il sistema manterrà la sua integrità.
- Migliora la durabilità: I prodotti a base di gomma come pneumatici e componenti delle sospensioni spesso subiscono grandi pressioni e compressioni quando vengono utilizzati. Pertanto, un valore di compressione impostato basso garantisce che i pneumatici ritornino alla loro forma originale. Pertanto, i pneumatici in gomma rimarranno sicuri e durevoli nel tempo.
- Controllo di qualità: I produttori eseguono test di set di compressione su prodotti in gomma Prima di utilizzarli, devono scegliere prodotti in gomma di alta qualità per soddisfare le aspettative dei clienti e gli standard del settore. Un set di prodotti a bassa compressione è sinonimo di alta qualità.
- Garanzia di sicurezza: I prodotti in gomma hanno applicazioni critiche nei componenti aerospaziali, nei macchinari industriali e dispositivi mediciIl valore del compression set definisce il livello di sicurezza che un prodotto può offrire.
- Risparmi: I prodotti ad alto contenuto di gomma con un basso valore di compressione richiedono sostituzioni e riparazioni meno frequenti, con conseguente risparmio sui costi.
Misurazione del compression set
La deformazione permanente dei prodotti in gomma viene misurata come segue: due procedure di test:
Set di compressione A
È la misura del cedimento da compressione quando il campione è sottoposto a una forza d'aria costante di 1.8 kN.
Durante questo test, il prodotto campione viene compresso per un periodo specifico e a una temperatura impostata sotto una forza costante di 1.8 kN.
Dopo che la forza è stata rilasciata, il prodotto ha 30 minuti per tornare alle sue condizioni normali prima del suo viene misurato lo spessore finale.
La formula per calcolare il compression set è la seguente:
Valore set A di compressione = [(t0-t1)/t0] X100%
Dove:
- t0 = spessore o altezza originale del campione
- t1 = altezza/spessore del pezzo dopo il tempo di compressione specificato e il tempo
Per esempio:
Prima della compressione, l'altezza originale del campione è di 25 mm e dopo la compressione per 24 ore, l'altezza del materiale è 20 mm. Ora applichiamo la formula per ottenere il valore del compression set.
Ecco il calcolo:
Set di compressione A = [(25-20)/25] x100% = 20%
Set di compressione B
Si tratta della determinazione del cedimento permanente della compressione dopo una deflessione costante nell'aria.
Durante questo test, il prodotto campione viene sottoposto a una deflessione costante dell'aria pari a quasi il 75% della sua altezza originale per un tempo e una temperatura specifici. Il prodotto viene lasciato riposare per 30 minuti, quindi ne viene misurato lo spessore. La percentuale di spessore finale del campione mantenuto dopo essere stato rilasciato dalla compressione viene quindi misurato.
La formula per il calcolo del compression set b è la seguente:
Set di compressione B = [(t0-t2)/t0-tn] x100%
- t0 = Spessore/altezza originale del campione
- L'altezza/spessore del prodotto campione durante la prova
- t2= altezza/spessore del campione dopo il tempo specificato e un successivo periodo di recupero
Per esempio:
L'altezza originale del campione è di 25 mm e viene compresso al 75% per quasi 24 ore. Dopo il test, l'altezza del prodotto viene misurata e risulta di 23.5 mm. Il 75% di 25 mm è pari a 18 mm.
Ecco il calcolo:
Valore set di compressione B=(25-23.5)/(25-18.75) x100% =24%
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Fattori che influenzano il set di compressione
Ecco alcuni fattori che possono influenzare il valore del compression set:
- Tipo di gomma: La composizione chimica della gomma varia da un tipo all'altro. Il valore di compression set della gomma naturale sarà diverso da quello della gomma sintetica. Altri tipi di gomma hanno diversi livelli di resistenza alla deformazione permanente.
- Temperatura: Il materiale in gomma ha un elevato valore di compression set alle alte temperature. Normalmente, i test sui prodotti in gomma vengono eseguiti a temperature elevate per simulare le condizioni del mondo reale. Questi molteplici metodi di test offrono informazioni dettagliate sulle prestazioni di questo prodotto a vari livelli di temperatura.
- Tempo di compressione: Un'altra cosa che può influenzare la deformazione strutturale di un prodotto in gomma è la durata della compressione. Un compression set è elevato quando un prodotto riceve forza di compressione per un lungo periodo. Questo tempo di compressione elevato provoca anche una deformazione permanente.
- Pressione di compressione: Anche l'entità della pressione e dello stress applicati a un prodotto in gomma influisce sulla deformazione strutturale. Un confronto più elevato porta a una maggiore deformazione.
- Invecchiamento della gomma: Quando la gomma invecchia e viene esposta alla luce solare, all'ossigeno o a reazioni chimiche, questo invecchiamento diventa anche una ragione per l'elevata deformazione a compressione.
- Riempitivi e additivi: A seconda della loro tipologia e concentrazione, le gomme siliconiche caricate o con additivi possono aumentare o diminuire il compression set.
- Processo di stagionatura: Un altro fattore che può influenzare il valore di compression set è il processo di vulcanizzazione dei prodotti in gomma. Se vulcanizzati correttamente, i prodotti mantengono un elevato livello di elasticità e un'elevata resistenza alla deformazione.
- Design e geometria: Anche il design e la geometria dei componenti in gomma influenzano la loro risposta alla compressione.
Standard e metodi di prova del compression set
I test di compressione per i prodotti in gomma si basano su procedura standard sviluppato da organizzazioni rinomate come STM Internazionale e ISO (International Organization for Standardization ).
Sebbene esistano molti standard e procedure di prova, vorremmo condividere i dettagli di due standard comuni e metodi di prova utilizzato per determinare il valore del compression set per le mescole di gomma.
ASTM D395 – Metodi di prova standard per le proprietà della gomma – Compression Set
È lo standard più comunemente utilizzato per testare i prodotti in gomma per varie applicazioni. Questo standard stabilisce alcune linee guida per misurare la deformazione permanente a compressione del materiale. L'ASTM D395 include diversi tipi di test eseguiti su prodotti in gomma a temperatura ambiente o temperature elevate.
ISO 815 – 1:2019 Gomma, vulcanizzata o termoplastica – Determinazione della prova di deformazione a compressione
Questo standard ISO stabilisce alcuni linee guida per i test set di compressione di vulcanizzata e gomme termoplastiche a temperatura ambiente/ambiente e a temperatura elevata.
ISO 815 – 1:2019 Standard di compressione set
Ci sono tre metodi di prova per temperature elevate e un metodo di prova a temperatura ambiente. Lo scopo di questo metodo è misurare la capacità della gomma di durezza (intervallo da 10 IRHD a 95 IRHD) di mantenere le sue proprietà elastiche dopo una compressione prolungata per un tempo specificato.
| Durezza della gomma | Deformazione di compressione |
|---|---|
| Da 80 IRHD a 89 IRHD | 15 Percentuale |
| Da 90 IRHD a 95 IRHD | 10 Percentuale |
Norma ISO 815 – 1:2019 per la deformazione da compressione
| Periodo di prova | Ore | La temperatura | Misura |
|---|---|---|---|
| Corti | 24 ore | elevato | Stato della cura |
| Corti | 24 ore | Ambientale | L'effetto sui cambiamenti fisici della gomma |
| Lunghi | 1000 ore | elevato | Misurare l'effetto dell'invecchiamento e prevedere le prestazioni del servizio |
Parametri di test
Entrambe le norme specificano le attrezzature, le formule di calcolo e le condizioni di prova per misurare il valore del compression set per il materiale in gomma. Produttori e ingegneri utilizzano queste linee guida standard per valutare l'idoneità dei materiali in gomma per varie applicazioni, garantendo che soddisfino i requisiti di prestazioni e durata.
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Idee sbagliate comuni sul set di compressione
Alcuni aspetti della deformazione permanente potrebbero essere migliorati, ma questo potrebbe portare a una selezione errata del materiale o dell'applicazione. È tempo di far luce su questa compressione.
Idea sbagliata: un set di compressione più elevato indica una migliore formabilità per lavori di dettaglio
La realtà: Deve essere più preciso. Un valore di compression set più elevato significa che è meno probabile che il materiale ritorni alla sua forma originale dopo la compressione. Questo materiale è inizialmente più formabile, ma può deformarsi permanentemente se esposto a forze di compressione continue.
Quindi, se hai bisogno di un prodotto in gomma per lavori di precisione, la scelta di un prodotto con basso valore di compression set è buono.
Idea sbagliata: la gomma è più elastica dell'acciaio a causa della flessibilità
Realtà: L'elasticità è una caratteristica della gomma che determina la capacità del materiale di tornare alla sua forma originale dopo una deformazione. La gomma è molto flessibile, ma potrebbe non esserlo quanto l'acciaio.
Acciaio è più elastico della gomma in quanto può tornare alla sua forma originale in modo più efficace. La gomma è altamente flessibile, ma può deformarsi facilmente. Quindi, non significa che sia più elastico.
Idea sbagliata: i guasti del set di compressione dell'O-Ring sono dovuti esclusivamente a problemi materiali
Realtà: Molti fattori diversi contribuiscono al fallimento del O-Ring deformazione permanente da compressione. Il materiale deve essere compatibile con i prodotti chimici del sistema.
Tuttavia lo è non è l'unico fattore. Un altro fattore che può causare guasti è il livello di compressione applicato all'O-ring. Quando si sceglie un O-ring, è necessario ridurre la compressione eccessiva per prevenirne il deterioramento nel tempo.
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Conclusione
Infine, hai un quadro completo del compression set nei prodotti in gomma. Ad esempio, cos'è e quanto è importante un basso valore di compression set. Conosci la formula che ti aiuta a misurare il valore del compression set. Metodi A e B.
Inoltre, è importante comprendere quali fattori possono influenzare il valore del compression set e quali standard vengono seguiti per i test. È sempre una buona idea selezionare attentamente i materiali elastomerici e non lasciare che alcuni malintesi offuschino il tuo giudizio.
Quando si ha a che fare con un set di compressione di prodotti in gomma, è necessario mantieni i fatti in ordine perché idee sbagliate possono portare alla scelta sbagliata del materiale per una specifica applicazione.
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I valori di compression set variano da un tipo di gomma all'altro. È possibile ridurre questo valore modificando il processo di vulcanizzazione e la geometria della gomma. L'idea di scegliere il compression set più adatto alla propria applicazione sembra complesso.
Ma non preoccuparti, i nostri esperti di scienza dei materiali presso Hongju sono lì per ti guiderà in ogni fase del cammino. Puoi condividere i requisiti del tuo progetto con il nostro team e lasciare che selezioniamo per te il prodotto in gomma più durevole ed efficace con il valore di compressione residua più adatto. Prenota subito una consulenza!
