02 Set Oltre la durezza Shore: perché rugosità, spessore e geometria contano (spesso) di più

Oltre la durezza Shore: perché rugosità, spessore e geometria contano (spesso) di più

Quando si sceglie o si specifica un rullo gommato, la durezza in Shore A è quasi sempre il primo parametro richiesto. È un numero chiaro, facile da comunicare e da confrontare. Eppure, in molti casi reali, altri fattori, come rugosità superficiale, spessore del rivestimento e precisione geometrica, hanno un impatto maggiore sulle prestazioni, sull’usura e sulla qualità del processo.

Che Shore sono?

La durezza Shore descrive la resistenza di un elastomero alla penetrazione di un indentatore. È un buon indicatore di quanto il rullo si deforma sotto carico, di quanto “cede” in condizioni di pressione e di come si comporta in termini di grip e trasmissione del moto.

Tuttavia, due gomme o poliuretani con la medesima durezza possono avere comportamenti molto diversi in termini di attrito, usura e trasferimento di inchiostro o prodotto. La durezza non dice nulla sulla finitura superficiale o sulla capacità di dissipare calore, ad esempio. Piccole variazioni (carichi, plastificanti, tipo di polimero) possono cambiare le prestazioni senza modificare significativamente lo Shore.

In altre parole, la durezza è un buon punto di partenza, ma non indica necessariamente le prestazioni del rullo.

Rugosità: non solo grip

La rugosità superficiale descrive le micro-irregolarità della superficie del rivestimento. È spesso il parametro che più direttamente influenza il trasferimento di inchiostro, adesivo o prodotto (in base all’ambito di applicazione). Una superficie troppo liscia può non fare abbastanza grip, ad esempio; una troppo ruvida può generare aloni, striature o trasferimento non uniforme del materiale.

Nel trasporto di nastri, film o carte, la rugosità incide sull’attrito effettivo più della sola durezza. Una finitura inadatta può anche accumulare residui, favorire l’usura localizzata o rendere più difficile la pulizia, aspetto critico in ambito alimentare e nel packaging.

In stampa flexo o offset, due rulli con la stessa durezza ma rugosità diversa, possono dare risultati molto diversi in termini di uniformità di stampa e consumo d’inchiostro. Vale quindi la pena chiedersi qual è il range di rugosità consigliato per l’applicazione, se tale rugosità è controllata e certificata dal fornitore, e come cambia dopo le prime ore di lavoro.

Rulli di un certo spessore

Lo spessore del rivestimento in gomma, poliuretano, silicone o altro materiale non è un semplice dato costruttivo. A parità di durezza e carico, uno spessore maggiore permette una deformazione più distribuita, modificando la pressione specifica sulla linea di contatto. Questo ha effetti diretti sull’uniformità del processo e sull’usura.

Uno spessore ben dimensionato consente più cicli di rettifica prima di arrivare al metallo, allungando la vita del rullo. Spessori diversi modificano anche la capacità di dissipare calore e la risposta a variazioni di velocità e carico. In molti casi, ridurre lo spessore per “risparmiare gomma” o per adattarsi a un alloggiamento esistente può peggiorare le prestazioni!

È quindi utile verificare qual è lo spessore nominale e le tolleranze ammissibili, quanti millimetri di rivestimento sono previsti per le future rettifiche e come varia la pressione di contatto al diminuire dello spessore con l’usura.

La geometria: non tollerare errori

Per geometria si intendono cilindricità, conicità, eccentricità e parallelismo tra rulli accoppiati. In applicazioni di precisione come stampa, laminazione, coating e alimentare, errori geometrici e mancate tolleranze possono causare variazioni di pressione lungo il rullo, bande, aloni o difetti ripetitivi sul prodotto, oltre a usura asimmetrica e vita utile ridotta.

Spesso, un rullo con durezza “perfetta” ma geometria fuori specifica genera più problemi di uno con durezza leggermente diversa ma geometria controllata. Vale quindi la pena chiedere al fornitore quali tolleranze geometriche sono garantite, come vengono misurate e certificate e quali effetti pratici ci si può aspettare se queste tolleranze vengono superate.

Come usare questi parametri nella specifica tecnica

Invece di limitarsi a scrivere “rullo gommato, Shore A 60”, una specifica più robusta potrebbe indicare materiale, durezza con tolleranza, spessore nominale e minimo dopo rettifica e intervallo di rugosità superficiale. La criticità di questi aspetti dipende dal tipo di rulli, perché ad esempio semplici rulli di traino spesso non sono soggetti a questo tipo di scrutinio.

Ovviamente, la maggior parte delle volte questi dati non sono conosciuti dall’utilizzatore; un buon sostituto è fornire al gommatore, oltre alle dimensioni, informazioni su che lavoro svolge il rullo, e a contatto di quali materiali. Il gommatore può quindi decidere, in accordo col cliente, di lavorare su questi aspetti (spessore, durezza, finitura, etc), migliorando così la performance dei rulli rispetto al rivestimento precedente, in un’ottica di miglioramento continuo.