¿Qué es el endurecimiento por compresión en productos de caucho?

Profundicemos en el intrigante mundo del fraguado por compresión en materiales de caucho, donde la resiliencia y la deformación toman protagonismo. La deformación por compresión es la característica más importante de los productos de caucho. Y es vital considerar este factor al seleccionar caucho para un proyecto específico. Si no presta atención al valor del conjunto de compresión, puede elegir un material cuya aplicación fallará con el tiempo. No quieres eso. ¿Tú?

Índice del contenido

Entonces, profundicemos en el mundo de los conjuntos de compresión en productos de goma. En esta guía, planeamos decirle qué compresión se establece en los productos de caucho, cómo se mide y funciona, y algunas pruebas estándar de la industria. Planeamos compartir algunos cálculos de ejemplo para comprender los valores altos y bajos y su significado. Además, le gustaría comprobar la realidad de algunos conceptos erróneos sobre los conjuntos de compresión.

¿Estás listo para comprender el concepto de conjunto de compresión? ¡Vamos a empezar!

¿Qué es un juego de compresión?

Conjunto de compresión Mide la capacidad del material para recuperar su forma y tamaño originales después de comprimirlo y aplastarlo bajo presión durante un período específico. 

Por ejemplo, si aprietas una pelota de goma con tanta fuerza durante mucho tiempo que no recupera su forma redonda y permanece aplastada, entonces esta pelota tiene una compresión alta, lo que la hace menos ideal para aplicaciones.

La deformación por compresión es una característica importante de los productos de caucho, especialmente cuando el caucho se utiliza para fabricar juntas, sellos y neumáticos. Estos productos deben mantener su forma y funcionar incluso cuando se aprietan durante mucho tiempo.

Conjunto de compresión

Una deformación por compresión alta es cuando un material pierde su forma y tamaño bajo compresión durante un tiempo específico. Sin embargo, un conjunto de productos de caucho de baja compresión significa que el producto vuelve a su forma original después de un largo período de compresión.

Un conjunto de compresión baja es mejor que uno alto porque mantiene un sello hermético y garantiza que los neumáticos se adhieran adecuadamente a la carretera. Una deformación por compresión alta puede provocar deformaciones y fugas.

La deformación por compresión en productos de caucho es una prueba que mide qué tan bien recuperan su forma original después de ser comprimidos o comprimidos. Si se recuperan sin perder mucha forma, eso nos dice que realizarán su trabajo de manera efectiva.

¿Cómo funciona un conjunto de compresión?

La prueba de deformación por compresión se realizó en el caucho para medir la capacidad del caucho para recuperar su forma y tamaño originales después de ser aplastado bajo presión. Esta prueba de deformación por compresión evalúa la resiliencia y durabilidad del caucho a lo largo del tiempo.

Así es como funciona la prueba de ajuste de compresión:

prueba de compresión
  1. Compresión inicial

En el primer paso, la muestra de caucho se comprime a un nivel de presión específico presionándola entre dos superficies planas. Esta presión imita las condiciones que experimenta el caucho a lo largo del tiempo durante su uso. 

  1. Sosteniendo la compresión

El caucho se prensa durante un período determinado, como 24 horas o incluso días. El tiempo se basa en el estándar de prueba y la aplicación prevista del producto. 

  1. Liberación y medición

Una vez transcurrido el tiempo especificado, el producto se libera de la presión y luego se le permite recuperar su forma. La cantidad que vuelve a su forma original es el valor de ajuste de compresión, medido como porcentaje.  

Herramienta de prueba de juego de compresión de productos de caucho

Una deformación por compresión baja significa que el producto de caucho tiene buenas propiedades de elasticidad y puede recuperar bien su forma original. 

Una deformación por compresión alta significa que el producto de caucho no rebota con la eficacia necesaria. Indica que el producto tiene un problema potencial con su rendimiento a largo plazo.

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Importancia del conjunto de compresión en productos de caucho

Los fabricantes realizan pruebas de deformación por compresión para garantizar que los productos de caucho mantengan su forma bajo presión y funcionen correctamente con el tiempo. El valor establecido de compresión está directamente relacionado con la seguridad, el rendimiento y la longevidad de diferentes aplicaciones a base de caucho. A continuación se presentan algunas razones que definen la importancia de los conjuntos de compresión en productos de caucho.

  1. Mantiene la integridad del sellado: Los productos de caucho deben mantener sellos herméticos para evitar fugas o contaminación, especialmente al aplicar juntas tóricas, sellos y juntas. Por lo tanto, una compresión baja garantiza que el sello permanecerá intacto y el sistema mantendrá su integridad.
  2. Mejora la durabilidad: Los productos a base de caucho, como neumáticos y componentes de suspensión, a menudo experimentan una gran presión y compresión cuando se utilizan. Por lo tanto, un valor de compresión bajo garantiza que los neumáticos recuperen su forma original. Por tanto, los neumáticos fabricados con caucho seguirán siendo seguros y duraderos en el tiempo. 
  3. Control de calidad: Los fabricantes realizan pruebas de deformación por compresión en productos de caucho antes de usarlos. Deben elegir productos de caucho de alta calidad para satisfacer las expectativas de los clientes y los estándares de la industria. Un conjunto de productos de baja compresión significa que es de alta calidad.
  4. Garantía de seguridad: Los productos de caucho tienen aplicaciones críticas en componentes aeroespaciales, maquinaria industrial y dispositivos médicos. El valor del conjunto de compresión define el nivel de seguridad que un producto puede ofrecer.
  5. Ahorro de costes: Los productos con alto contenido de caucho y un valor de compresión bajo necesitan reemplazos y reparaciones menos frecuentes, lo que genera ahorros de costos.

Medición del conjunto de compresión

La deformación por compresión de productos de caucho se mide siguiendo dos procedimientos de prueba:

Conjunto de compresión A

Es la medida de la compresión establecida cuando la muestra está bajo una fuerza aérea constante de 1.8 kN.

Durante esta prueba, el producto de muestra se comprime durante un período específico y a una temperatura establecida bajo una fuerza constante de 1.8 kN.

Después de liberar la fuerza, se le da al producto 30 minutos para que vuelva a su condición normal antes de medir su nivel de espesor final. 

La fórmula para calcular el conjunto de compresión es la siguiente:

Conjunto de compresión A Valor = [(t0-t1)/t0] X100%

Lugar:

  • t0 = espesor o altura original de la muestra
  • t1=altura/grosor de la pieza después del tiempo especificado de compresión y tiempo

Por ejemplo, mediante los siguientes elementos:

Antes de la compresión, la altura original de la muestra es de 25 mm y después de la compresión durante 24 horas, la altura del material es de 20 mm. Ahora, apliquemos la fórmula para obtener el valor del conjunto de compresión.

Aquí está el cálculo:

Conjunto de compresión A = [(25-20)/25] x100% = 20%

Conjunto de compresión B

Es la determinación de la deformación por compresión después de una deflexión constante en el aire. 

Durante esta prueba, el producto de muestra está sujeto a una desviación constante del aire de casi el 75 por ciento de su altura original durante un tiempo y temperatura específicos. Se deja reposar el producto durante 30 minutos, luego se mide su espesor. Luego se mide el porcentaje del espesor final de la muestra que se mantiene después de liberarse de la compresión.

La fórmula para el cálculo del juego de compresión b es la siguiente:

Conjunto de compresión B = [(t0-t2)/t0-tn] x100%

  • t0 = Espesor/altura original de la muestra
  • tn= altura/espesor del producto de muestra durante la prueba 
  • t2= altura/espesor de la muestra después del tiempo especificado y un período de recuperación posterior

Por ejemplo, mediante los siguientes elementos:

la altura original de la muestra es de 25 mm y se comprime un 75 por ciento durante casi 24 horas. Después de medir la altura de la prueba, el producto es de 23.5 mm. El 75 por ciento de 25 mm es 18 mm.

Aquí está el cálculo:

Valor del conjunto de compresión B = (25-23.5)/(25-18.75) x100 % =24 %

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Factores que influyen en el conjunto de compresión

Aquí hay algunos factores que pueden influir en el valor del conjunto de compresión:

  1. Tipo de caucho: La composición química del caucho varía de un tipo a otro. El valor de deformación por compresión del caucho natural será diferente del del caucho sintético. Otros tipos de caucho tienen distintos niveles de resistencia a la deformación permanente. 
  2. Temperatura: El material de caucho tiene un alto valor de compresión a altas temperaturas. Normalmente, las pruebas de productos de caucho se realizan a temperaturas elevadas para simular condiciones del mundo real. Estos múltiples métodos de prueba ofrecen información sobre qué tan bien funcionará este producto en distintos niveles de temperatura.
  3. Tiempo de compresión: Otra cosa que puede influir en la deformación por compresión de un producto de caucho es la duración de la compresión. Una deformación por compresión es alta cuando un producto recibe fuerza de compresión durante mucho tiempo. Este alto tiempo de compresión también da como resultado una deformación permanente. 
  4. Presión de compresión: La magnitud de la presión y la tensión aplicadas a un producto de caucho también afectan la deformación por compresión. Una comparación más alta conduce a una mayor deformación. 
  5. Envejecimiento del caucho: Cuando el caucho envejece y queda expuesto a la luz solar, el oxígeno o reacciones químicas, este envejecimiento también se convierte en una razón para la alta deformación por compresión. 
  6. Rellenos y Aditivos: Dependiendo de su tipo y concentración, el caucho de silicona con carga o aditivos puede aumentar o disminuir la deformación por compresión.  
  7. Proceso de curado: Otra cosa que puede influir en el valor de deformación por compresión es el proceso de curado de los productos de caucho. Cuando se curan, el producto mantiene un alto nivel de elasticidad y es altamente resistente a la deformación.
  8. Diseño y Geometría: El diseño y la geometría de los componentes de caucho también influyen en su respuesta a la compresión. 

Estándares y métodos de prueba del conjunto de compresión.

Las pruebas de compresión para productos de caucho se basan en el procedimiento estándar desarrollado por organizaciones reconocidas como STM Internacional e ISO (International Organization for Standardization ). Aunque existen muchas normas y procedimientos de prueba, nos gustaría compartir detalles de dos normas y métodos de prueba comunes utilizados para determinar el valor de la deformación por compresión para compuestos de caucho.

Accesorio estándar ASTM para pruebas de deformación por compresión

ASTM D395 – Métodos de prueba estándar para la propiedad del caucho – Conjunto de compresión

Es el estándar más utilizado para probar productos de caucho para diversas aplicaciones. Esta norma establece algunas pautas para medir la deformación por compresión de un material. ASTM D395 incluye diferentes tipos de pruebas realizadas en productos de caucho a temperatura ambiente o elevada.

ASTM D395

ISO 815 – 1:2019 Caucho, vulcanizado o termoplástico – Determinación del ensayo de deformación por compresión

Esta norma ISO establece algunas pautas para probar conjuntos de compresión de vulcanizado y cauchos termoplásticos a temperatura ambiente/ambiente y temperatura elevada. 

ISO 815 – 1:2019 Estándar de juego de compresión

Hay tres métodos de prueba para temperatura elevada y un método de prueba para temperatura ambiente. El propósito de este método es medir la capacidad del caucho de dureza (rango de 10 IRHD a 95 IRHD) para conservar sus propiedades elásticas después de una compresión prolongada durante un tiempo específico.

Dureza del cauchoDeformación de compresión
80IRHD a 89IRHD15 Porcentaje
90 IRHD a 95 IRHD10 Porcentaje
Norma ISO 815 – 1:2019 para deformación por compresión

Periodo de pruebaHorarioTemperaturaMedición
Short24 horasElevadoEstado de la cura
Short24 horasAmbienteEfecto sobre los cambios físicos del caucho.
Largo1000 horasElevadoMida el efecto del envejecimiento y prediga el rendimiento del servicio
Prueba de parámetros

Ambas normas especifican el equipo, la fórmula de cálculo y las condiciones de prueba para medir el valor de compresión del material de caucho. Los fabricantes e ingenieros utilizan estas pautas estándar para evaluar la idoneidad de los materiales de caucho para diversas aplicaciones, asegurando que cumplan con los requisitos de rendimiento y durabilidad. 

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Conceptos erróneos comunes sobre el juego de compresión

Se podrían mejorar ciertas cosas sobre el conjunto de compresión que pueden llevar a una selección incorrecta de material o aplicación. Es hora de arrojar luz sobre esta compresión.

Concepto erróneo: una mayor compresión indica una mejor formabilidad para trabajos de detalles finos

Realidad: Necesita ser más preciso. Un valor de deformación por compresión más alto significa que es menos probable que el material vuelva a su forma original después de la compresión. Este material es más moldeable inicialmente pero puede deformarse permanentemente cuando se expone a fuerzas de compresión continuas.

Por lo tanto, si necesita un producto de caucho para trabajos de detalle fino, es bueno elegir un producto con un valor de deformación por compresión bajo.

Diseños de juntas tóricas de caucho

Concepto erróneo: el caucho es más elástico que el acero debido a su flexibilidad

Realidad: La elasticidad se refiere a una característica del caucho que determina qué tan bien el material recupera su forma original después de la deformación. El caucho es muy flexible, pero puede que no sea más que el acero. El acero es más elástico que el caucho, ya que puede volver a su forma original de forma más eficaz. El caucho es muy flexible, pero puede deformarse fácilmente. Entonces, eso no significa que sea más elástico. 

Concepto erróneo: las fallas del conjunto de compresión de la junta tórica se deben únicamente a problemas de materiales

Realidad: Muchos factores diferentes contribuyen al fallo del conjunto de compresión O-Ring. El material debe ser compatible con los productos químicos del sistema. Sin embargo, no es el único factor. Otra cosa que puede causar fallas es el nivel de compresión o compresión aplicada a la junta tórica. Al seleccionar la junta tórica, es necesario reducir la compresión excesiva para evitar que falle con el tiempo.

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Conclusión  

Por último, tienes un panorama completo del conjunto de compresión en productos de caucho. Por ejemplo, qué es y qué importancia tiene un valor establecido de compresión baja. Conoces la fórmula que te ayuda a medir el valor con los métodos del Conjunto de Compresión A y B.

Además, comprenderá qué factores pueden influir en el valor establecido de compresión y qué estándares se siguen para las pruebas. Siempre es una buena idea seleccionar cuidadosamente los materiales elastoméricos y no dejar que algunos conceptos erróneos nublen su juicio. Cuando se trata de un conjunto de compresión de productos de caucho, debe mantener los datos claros porque los conceptos erróneos pueden conducir a una elección incorrecta del material para una aplicación específica.

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David

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Soy el fundador de Hongju Silicone. Llevo más de dos décadas en este campo. Si está buscando productos de caucho de silicona hechos a medida, no dude en hacerme cualquier pregunta.

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