Perché una guarnizione si deforma e non torna più alla forma originale? È una delle domande più frequenti che riceviamo da progettisti e dai clienti durante lo sviluppo di nuovi prodotti.

Quando una guarnizione perde il proprio ritorno elastico, possono comparire problemi di tenuta all’aria, isolamento acustico, vibrazioni, infiltrazioni di polvere o dispersioni termiche.

Nella maggior parte dei casi, però, queste criticità possono essere prevenute già in fase di progettazione scegliendo correttamente materiale, geometria della guarnizione e durezza Shore A.

Perché una guarnizione si deforma? Le 5 cause principali

Le cause possono essere molteplici, ma nella pratica industriale i problemi più frequenti sono cinque.

1. Compressione permanente (Compression Set)

La causa più comune è il cosiddetto Compression Set, cioè la deformazione permanente della guarnizione estrusa dopo essere rimasta compressa per un periodo di tempo.

Una buona guarnizione, una volta eliminata la pressione, dovrebbe recuperare quasi completamente la propria forma iniziale.

Se questo non avviene significa che il materiale ha perso elasticità e la tenuta non sarà più quella prevista.

Per applicazioni come serramenti, pareti divisorie, refrigerazione industriale e profili di tenuta, questo parametro è spesso determinante.

2. Materiale plastico non adatto all’applicazione

Non tutte le guarnizioni in plastica si comportano allo stesso modo.

Un materiale può funzionare perfettamente in un ambiente interno ma degradarsi rapidamente se esposto ai raggi UV, al calore o a basse temperature. Per una guarnizione estrusa è meglio il TPV o l’EPDM?

La scelta del materiale dovrebbe sempre considerare:

• temperatura di esercizio
• presenza di agenti chimici
• esposizione ai raggi UV
• tipo di movimento della guarnizione
• durata richiesta dal progetto

È proprio per questo motivo che, prima di proporre una soluzione, in Mavis analizziamo sempre le reali condizioni di utilizzo del componente.

3. Durezza Shore A errata

Anche scegliendo il materiale corretto è possibile ottenere una guarnizione che lavora male.

Uno degli errori più frequenti riguarda la scelta della durezza Shore A.

Una guarnizione troppo dura potrebbe non comprimersi a sufficienza.

Una troppo morbida potrebbe invece deformarsi eccessivamente nel tempo.

La durezza va sempre valutata insieme alla geometria della guarnizione e allo spazio disponibile.

Una stessa durezza può infatti comportarsi in modo completamente diverso su uno spessore di 0,8 mm rispetto ad uno di 2 mm.

4. Geometria della guarnizione progettata in modo non corretto

Anche una buona mescola può dare risultati deludenti se la geometria è stata progettata senza considerare il comportamento reale della guarnizione.

Durante la compressione il materiale deve poter deformarsi seguendo un percorso controllato.

Se il progettista osserva solamente il disegno “a riposo”, senza valutare cosa accade durante la chiusura di una porta o di un pannello, possono comparire deformazioni permanenti oppure punti di eccessiva sollecitazione.

Per questo motivo, durante il co-design, analizziamo sempre come si muoverà realmente la guarnizione quando il prodotto sarà in funzione.

5. Tolleranze non studiate correttamente

Un’altra criticità molto frequente riguarda le tolleranze dimensionali.

Può succedere che sia il profilo in alluminio sia la guarnizione risultino entrambi conformi al proprio disegno tecnico ma che, una volta assemblati, il sistema non funzioni.

La guarnizione potrebbe:

• entrare con difficoltà nella cava;
• muoversi troppo;
• uscire dalla sede;
• comprimersi in modo non uniforme.

Per evitare questo problema è fondamentale studiare insieme le tolleranze del componente plastico e del manufatto che dovrà ospitarlo.

Un caso reale

Un produttore di pareti divisorie per ufficio doveva superare i test certificati di isolamento acustico.

Le prime prove, realizzate con una guarnizione standard, non garantivano una tenuta sufficiente perché, dopo alcune compressioni, la guarnizione perdeva parte del proprio ritorno elastico.

Abbiamo riprogettato il profilo utilizzando una guarnizione coestrusa in TPE con maggiore capacità di recupero elastico.

Il risultato è stato un miglioramento della tenuta all’aria e delle prestazioni acustiche, mantenute anche dopo numerosi cicli di apertura e chiusura.

Questo è un esempio di come il problema non dipenda solamente dal materiale, ma dall’intero progetto della guarnizione.

Come evitare che una guarnizione si deformi

Nella maggior parte dei casi il problema si può prevenire seguendo alcune semplici regole già durante la progettazione:

• scegliere il materiale plastico più adatto all’applicazione;
• progettare correttamente forma e spessori della guarnizione;
• definire la giusta durezza Shore A;
• verificare le tolleranze del sistema completo;
• simulare il comportamento della guarnizione durante la compressione;
• realizzare prototipi e prove sul componente reale prima della produzione in serie.

Questo approccio consente di individuare eventuali criticità quando modificarle è ancora semplice ed economico.

Riassumendo

Quando una guarnizione si deforma e non recupera la propria forma originale, il problema raramente dipende da un solo fattore. Nella maggior parte dei casi entrano in gioco materiale, compression set, durezza Shore A, geometria della guarnizione e progettazione dell’applicazione.

Analizzare questi aspetti già nelle prime fasi di sviluppo permette di realizzare prodotti più affidabili, ridurre le non conformità e limitare gli interventi di assistenza dopo la commercializzazione.

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Domande frequenti sulla deformazione delle guarnizioni

Perché una guarnizione non torna più alla forma originale?

Nella maggior parte dei casi la causa è un Compression Set troppo elevato. Dopo essere rimasta compressa per lungo tempo, la guarnizione perde parte della propria elasticità e non riesce più a recuperare completamente la forma iniziale.

Qual è la causa più frequente della deformazione di una guarnizione?

Le cause principali sono la scelta di un materiale non idoneo, una durezza Shore A errata, una progettazione non ottimizzata della sezione oppure un utilizzo della guarnizione fuori dalle condizioni previste.

Come evitare che una guarnizione si deformi?

È importante scegliere il materiale corretto, progettare adeguatamente la geometria della guarnizione, verificare le tolleranze con il componente che la ospita ed eseguire prove sul manufatto reale prima della produzione industriale.

Il Compression Set è sempre il parametro più importante?

No. È fondamentale quando la guarnizione deve garantire una tenuta elastica nel tempo, ad esempio nei serramenti, nelle pareti divisorie, nella refrigerazione o nell’illuminazione tecnica. In altre applicazioni, come i profili antiscivolo, possono essere più importanti altri parametri meccanici.

Quale materiale mantiene meglio il ritorno elastico?

Dipende dall’applicazione. In generale l’EPDM offre il miglior ritorno elastico assoluto, mentre tra i materiali termoplastici il TPV rappresenta spesso la soluzione con il miglior equilibrio tra prestazioni, durabilità e possibilità di coestrusione.

Hai un progetto con una guarnizione che perde elasticità?

La scelta della guarnizione non dovrebbe mai basarsi soltanto su un prodotto standard già esistente. Materiale, geometria, durezza Shore A e condizioni di esercizio devono essere valutati insieme fin dalle prime fasi del progetto.

In Mavis affianchiamo progettisti, uffici tecnici e responsabili R&D nella progettazione di guarnizioni e profili plastici estrusi personalizzati, analizzando il disegno del componente, le condizioni di utilizzo e le prestazioni richieste prima della produzione.

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