Industry Guide d utilisation

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1 Industry Guide d utilisation de nos produits de collage et d'étanchéité employés pour la construction et la réparation de matériel roulant

2 Brochure imprimée sur un papier choisi en fonction de ses impacts environnementaux : 63 % minimum de fibres de bois vierges issues de forêts gérées durablement (PEFC) Fabriqué sur un site certifié ISO et EMAS (Eco-Management and Audit Scheme) Producteur s'approvisionnant majoritairement dans son pays, limitant ainsi le transport Producteur européen, choisi au plus près du lieu d'impression et d'utilisation Crédits photos : Aixam : Page 17 Camiva : Page 13 Durisotti : pages Frappa : pages Giraudon S.A.S : page 24 Heuliez Bus S.A : pages Jean Chéreau S.A.S : pages : 5-18 Véhixel : pages :

3 Introduction Il y a quelques années, nous éditions un guide d utilisation de nos produits dans la construction de matériel roulant. Pionniers du collage souple de type monocomposant et ardents défenseurs de cette technologie, nous avions alors pour ambition de montrer concrètement l étendue des applications réalisables avec des produits trop souvent cantonnés à des applications d étanchéité. Unique en son genre, cette documentation avait pour vocation de transmettre le savoir-faire Sika en matière de collage souple à tous les industriels du secteur. Depuis lors, le collage souple n a cessé de se développer en carrosserie industrielle, au point de devenir une technique de base dans ces métiers, même pour ceux (industriels et fournisseurs de colle) qui quelques années plus tôt, n y croyaient pas vraiment. Conséquence de cette généralisation, le collage souple s est banalisé. Banalisation des produits, de plus en plus souvent considérés comme des consommables et approvisionnés sur la base du prix, alors qu ils conditionnent la solidité de l assemblage. Banalisation de leur utilisation, qui parce qu elle est devenue quotidienne est moins contrôlée. On assiste ainsi parfois à des dérives importantes dans les process qui conduiront au mieux à des sur-consommations de colle, au pire à des décollements. Parallèlement, le marché de la carrosserie industrielle évolue. Avec la maîtrise des coûts et la productivité en ligne de mire, les industriels cherchent des solutions d assemblage de plus en plus rapides et sous-traitent la réalisation de nombreuses pièces ou modules. Dans ce contexte, la deuxième version de notre guide d utilisation a pour objectif de rappeler les règles de base d un collage réussi et d initier au collage souple les industriels nouveaux venus dans le secteur. Mais le collage souple n est pas et ne sera jamais la solution à toutes les applications. Partenaire de longue date des constructeurs de matériel roulant, Sika a toujours souhaité pouvoir répondre à un maximum de leurs besoins. C est chose faite depuis l acquisition ces dernières années de sociétés spécialisées dans des chimies de colles complémentaires à celle des polyuréthannes monocomposant. Colles pour panneaux sandwich, pour assemblages hautement structuraux ou collage de revêtements sont autant de solutions qui, associées à des innovations en matière de collage souple, permettent à Sika de vous proposer aujourd hui bien plus qu il y a quelques années. C est donc un guide totalement revu et enrichi que nous vous proposons de découvrir. 1 Collage de vitrages, collage étanchéité avec les Sikaflex 2 Solutions d'assemblage rapides avec les SikaForce, SikaFast et Sikaflex Booster 3 Collage de revêtements de sol avec les SikaSense 4 Collage de panneaux sandwich avec les SikaForce et SikaMelt 3

4 Table des matières 1 - Solutions globales pour la construction de matériel roulant Des produits fabriqués et développés par des spécialistes Collage, étanchéité, insonorisation et renforcement en atelier de ferrage Assemblage de véhicules Contre-collage Etanchéité, protection 2 - Bien sélectionner et utiliser un produit de collage Principaux bébéfices liés à l'utilisation du collage Collage souple ou collage rigide Mono ou bi-composant Le bon compromis entre rapidité, résistance, souplesse et adhésion Limiter les préparations de surface Conseils généraux pour l'utilisation de produits de collage 3 - Solutions et conseils pour construire, aménager, habiller et protéger Construire Fabrication de panneaux sandwich Collage de panneaux, assemblage des faces avant / faces arrières Collage et étanchéité des pavillons et rehausses Collage de plancher Assemblage de modules, collage de pièces de fixation Collage de vitrages (verre minéral) Aménager Collage d'éléments d'habillage, équipements, accessoires Modifications de carrosserie Habiller Collage de revêtements de sol Collage de revêtements intérieurs, sellerie Protéger Etanchéité des assemblages, calfeutrement, joints d'aspect Revêtements de dessous de caisse, étanchéité démontable Informations et conseils 4 - Caractéristiques principales de nos gammes de produits

5 1 Solutions globales pour la construction de matériel roulant 5

6 1.1 - Des produits fabriqués et développés par des spécialistes Issues des savoir-faire historiques de Sika et de ceux de spécialistes des métiers de la construction automobile, du panneau sandwich et du contre-collage, les solutions que nous pouvons vous proposer s appliquent à toutes les étapes du processus de fabrication d un véhicule, de l atelier de ferrage à la finition. Elles répondent à l'ensemble de vos exigences ainsi qu à vos préoccupations industrielles : Fiabilité Performance de nos produits Préconisations adaptées à vos matériaux, à votre process et à vos fabrications Assistance sur site lors du passage en production Formation des opérateurs et audits réguliers afin d éviter toute dérive dans la mise en œuvre Retour d expérience de 20 ans sur ce type d applications Qualité et environnement Produits fabriqués sur nos sites certifiés ISO 9001, ISO et ISO TS Maintien de vos avantages concurrentiels Sur des marchés de plus en plus bataillés, l amélioration de la productivité est une préoccupation permanente qui permet de contenir les coûts et de répondre rapidement à la demande du marché. Sur ce point particulier, nous mettons à votre disposition notre expérience de l optimisation des procédés de collage, ainsi que des produits à durcissement rapide. Mais nous pouvons également vous conseiller sur les meilleurs moyens de faire participer vos méthodes d assemblage à une plus grande durabilité de vos véhicules, à la réduction de leur consommation en carburant comme à l augmentation de leur capacité de chargement. Autant de préoccupations qui sont sans doute vôtres. Unités de production dédiées à une technologie Au sein du groupe Sika, chaque unité de production est spécialisée dans une famille de produits. Au delà d être une réponse à nos besoins d augmentation de nos capacités de production, cette volonté de spécialisation vise surtout à confier à de vrais experts la fabrication des produits qu ils connaissent le mieux. Ainsi, aux sites historiques de production du groupe Sika dédiés aux polyuréthannes monocomposant sont venus se joindre des sites de production issus des différentes acquisitions du groupe : Fredensborg (Danemark) pour nos polyuréthannes bi-composant, Romans (France) pour nos colles en phase aqueuse, Hambourg (Allemagne) pour nos colles Hot Melt, Milan (Italie) pour nos silicones.

7 Développement confié à des spécialistes Le développement de nouvelles formules est également confié à des équipes qui au travers de leur longue expérience d une chimie particulière ont acquis un réel savoir-faire sur leurs produits. Ils sont ainsi très réactifs dans l adaptation de formules existantes à de nouvelles demandes du marché. Recherche coordonnée au niveau mondial La recherche fondamentale est un axe de travail primordial au sein du groupe Sika, qui souhaite se développer en continuant à proposer à ses clients des innovations majeures. Pour ce faire, le groupe Sika investit largement dans ses propres laboratoires, ainsi que dans le développement de partenariats avec des universités ou laboratoires externes. La coordination des efforts de recherche au niveau mondial permet d accélérer le développement de nouveaux produits et de bénéficier d une fertilisation croisée des savoir-faire acquis dans nos différentes technologies. 7

8 1.2 - Collage, étanchéité, insonorisation et renforcement en atelier de ferrage Les colles et inserts proposés par Sika et utilisés sur le châssis des véhicules en atelier de ferrage, durcissent et s expansent sous l effet de la chaleur. Ils sont donc destinés aux unités de production équipées d une ligne de cataphorèse. SikaReinforcer Ces inserts à base d époxy, destinés au renforcement s expansent en formant une structure cellulaire. Ils permettent d accroître la rigidité de la caisse en des points sélectionnés, augmentant ainsi sa résistance et la dispersion d énergie en cas de choc. SikaPower Ces colles époxy hybrides combinent performances mécaniques élevées, flexibilité et excellentes propriétés d adhésion grâce à la combinaison des technologies polyuréthanne et époxy. Elles sont utilisées pour de nombreuses applications en atelier de ferrage : collage, calage, étanchéité, soudo-collage. Elles contribuent à l allègement des structures, à l augmentation de la rigidité de la caisse ainsi qu à l amortissement acoustique. Les récents développements sur cette technologie permettent de développer des colles structurelles aptes à dissiper l énergie en cas de choc, participant ainsi à la sécurité passive sur le véhicule. SikaBaffle Ces inserts destinés à l insonorisation sont des pièces thermoplastiques moulées par injection à partir de design 3D spécifique à chaque application. Leur conception est donc coûteuse et ne peut être rentabilisée que sur des séries importantes. C est pourquoi ces produits sont encore réservés à la construction automobile. Ils s expansent jusqu à 10 fois leur volume d origine, permettant ainsi d insonoriser le véhicule et de le rendre parfaitement étanche à l humidité comme à la poussière.

9 1.3 - Assemblage de véhicules Notre large gamme de colles polyuréthanne monocomposant, particulièrement bien adaptée aux spécificités de la fabrication de matériel roulant, constitue le cœur de notre offre pour cette industrie. Nous sommes néanmoins également en mesure de vous proposer des colles plus rapides, plus résistantes ou nécessitant moins de préparation de surface, pour répondre à des besoins particuliers en termes de cadence ou de performance. Sikaflex Simples à utiliser et performantes, nos colles polyuréthanne monocomposant sont capables de répondre à une grande majorité d'applications d assemblage. Nos produits moyen module (Sikaflex - 252, Sikaflex -254) sont destinés à la réalisation d assemblages pour lesquels le joint de colle est amené à subir des déformations importantes et répétées, tandis que nos produits haut module (Sikaflex -265, Sikaflex -660 WM) sont plutôt destinés aux applications de collage de vitrages et de collage structural souple. Leader technologique sur ce type de produits, Sika a largement contribué à augmenter leur niveau de performance en matière de rapidité de durcissement (Sika Booster), de tack initial (technologie Warm Melt) et de résistance aux agressions extérieures (résistance aux UV, effet retardateur de flamme). Par ailleurs, et contrairement aux idées reçues, le recours à un primaire d adhérence n est pas forcément nécessaire pour peu que des tests de validation soient effectués et que l application soit maîtrisée en production. Sikaflex Série 500 Ces produits, développés suivant le même principe que les MS et POP par «hybridation» du composant principal de la colle, présentent une meilleure adhérence sans primaire que les polyuréthannes sur certains supports. Ils sont utilisés pour le même type d applications. SikaForce Moins simples d utilisation que les produits monocomposant, ces colles polyuréthanne bi-composant offrent l avantage de polymériser beaucoup plus rapidement. Elles peuvent donc apporter des solutions pour certaines applications soumises à la pression de cadences élevées. Essentiellement destinés aux applications de collage structural rigide, les SikaForce ouvrent également la voie du collage souple ultra-rapide, grâce aux SikaForce qui présentent une grande reprise élastique et un allongement à la rupture de l ordre de 250 %. SikaMelt La très grande diversité de nos colles Hot Melt nous permet de répondre à de nombreux besoins en matière d assemblage, et notamment lorsqu un maintien à très court terme est nécessaire. Les SikaMelt sont notamment utilisés en construction automobile pour l assemblage d accessoires en intérieur habitacle. 9

10 1.4 - Contre-collage Notre expérience pratique et les nombreux produits dont nous disposons nous permettent de vous conseiller sur la meilleure solution pour votre application : colles thermofusibles SikaMelt, colles en phase aqueuse SikaSense ou en phase solvant pour les zones à fortes contraintes, colles de thermogainage SikaTherm, systèmes autoadhésifs, colles contact, colles réticulables Le collage de revêtements (textiles, habillage, sols ) est particulièrement développé dans la construction de bus, cars, véhicules ferroviaires et campingcars. Le contre-collage est quant à lui largement répandu chez les équipementiers intérieur automobile pour des applications de garnissage de portes, de panneaux de toits ou d habillage de tableaux de bord Etanchéité, protection Une étanchéité parfaite de vos véhicules est un gage incontournable de leur longévité. A tous les stades de l assemblage nos colle-mastics polyuréthanne monocomposant ou hybrides Sikaflex peuvent être utilisés pour réaliser conjointement le collage et l étanchéité. Ces produits se lissent facilement et peuvent être peints. Ils résistent en outre très bien aux agressions extérieures. Les mastics polyuréthanne et hybrides bas module sont spécifiquement destinés à la réalisation de joints d étanchéité. Leur grande souplesse leur permet de compenser des sollicitations dynamiques et des dilatations thermiques importantes sans perte d adhérence et donc de la fonction étanchéité. D autres produits plus spécifiques peuvent répondre à certains problèmes particuliers d étanchéité ou de protection. Ainsi nos mastics butyles en cartouches ou préformés, les SikaLastomer peuvent être utilisés pour réaliser des joints d étanchéité travaillant en compression, et lorsqu une possibilité de démontage ultérieur est recherchée. Les produits de notre gamme Sikagard permettent quant à eux de réaliser des revêtements de protection des dessous de caisse contre les projections de gravillons et la corrosion.

11 2 Bien sélectionner et utiliser un produit de collage 11

12 Les références de colles sont si nombreuses qu il est parfois difficile pour l utilisateur de choisir celle qui conviendra le mieux à son application. La nature des matériaux à assembler vient naturellement à l esprit lorsque l on recherche une colle. Ce paramètre n est toutefois pas le seul à prendre en compte pour choisir le bon produit. La nature et le niveau des contraintes appliquées à l assemblage ou la résistance à des agressions externes sont tout aussi importants. Par ailleurs, le choix ne peut se faire sans intégrer le process de production (type de dépose, matériel disponible, cadences, délai de manipulation ). Nos techniciens sont bien entendu à votre disposition pour vous conseiller sur le produit le mieux adapté, mais vous trouverez néanmoins ci-après quelques éléments pour vous guider dans votre choix Principaux bénéfices liés à l utilisation du collage Utiliser de nouveaux matériaux Pouvoir choisir parmi l ensemble des matériaux disponibles sur le marché celui qui sera le mieux adapté au produit que l on souhaite fabriquer, sans restriction liée à des contraintes techniques d assemblage, c est pouvoir faire évoluer plus librement son offre en fonction des besoins de ses clients. Le collage est la technique la mieux adaptée pour l assemblage de matériaux très différents, de composites, de plastiques Alléger les structures Construire plus léger est aujourd hui possible en employant de nouveaux matériaux, plus résistants et moins lourds ; mais aussi en dimensionnant les pièces pour la fonction qu elles ont à remplir et non pour résister à des méthodes d assemblage contraignantes pour les supports, telles que le soudage ou le rivetage. Construire plus léger, c est aussi donner l opportunité à vos clients de transporter plus et de consommer moins. Assembler des modules complets Sous-traiter la réalisation de pièces ou de modules complets est de plus en plus souvent une solution envisagée pour dégager du temps en production et gagner de l espace en atelier. Le collage offre de nombreuses possibilités d assemblage à ces sous-traitants. Mais il se révèle également incontournable lorsqu il s agit d assembler les modules livrés sur le véhicule. A ce stade, il permet en effet d éviter de perdre en reprise et en finition le temps gagné par la réalisation du module à l extérieur. Réduire les coûts de production La maîtrise des coûts de production et leur réduction sont une nécessité pour tout industriel qui souhaite rester compétitif sur des marchés de plus en plus concurrencés. Ici encore, le collage peut apporter sa contribution. Ayant déjà choisi les bons matériaux et dimensionné les pièces au strict minimum, le collage vous permettra également d augmenter vos tolérances dimensionnelles et de réduire le temps de main d œuvre nécessaire en fabrication. Les pistes à explorer en matière de réduction des coûts sont nombreuses dès que l on parle collage. Augmenter la qualité produit Plus qu un mode d assemblage, le collage permet de répondre à des exigences qualité importantes pour vos clients : Des produits qui vieillissent mieux, sans donner prise à la corrosion, et dans lesquels le confort de conduite est accru. Des produits plus esthétiques, plus modernes, dans lesquels les surfaces vitrées sont plus importantes.

13 2.2 - Collage souple ou collage rigide L assemblage structural n est pas l apanage des colles rigides. Est dit structural, tout assemblage qui présente une résistance équivalente à celle des matériaux qui le constituent. Face à cette définition, les produits de collage souple ont longtemps été considérés comme incapables de permettre un assemblage structural. Sika a toujours prétendu le contraire et l a prouvé, notamment par des tests en conditions réelles sur des caisses entièrement assemblées par collage souple. Résistance nominale de la colle Les valeurs de résistance de la colle, données sur les notices techniques et mesurées en laboratoire suivant des essais normés, sont une bonne référence des niveaux de performance atteignables mais ne suffisent pas pour définir la résistance finale d un assemblage réel. Une chose est néanmoins certaine : l'accroissement de la résistance nominale va de pair avec une réduction de l'élasticité. Il convient donc toujours de trouver le bon compromis entre souplesse et performance, compromis qui comme on l a déjà dit penche plutôt pour la souplesse dès lors que l on parle de matériel roulant. Répartition des contraintes Un même niveau de contrainte appliqué à un assemblage ne nécessite pas la même résistance de la part de la colle, suivant que cette contrainte est répartie dans l ensemble du plan de collage ou concentrée en certains points. C est cette capacité à répartir les contraintes qui permet aux colle souples de combler en partie l écart de performance avec les colles rigides pour lesquelles la contrainte reste principalement concentrée sur les bords du plan de collage. Les colles souples permettent également aux structures de résister sans fatigue excessive à des déformations importantes et répétées, renforçant ainsi leur solidité à long terme. Elles ont donc, tout autant que les colles rigides, leur rôle à jouer dans des applications d assemblage structural. Epaisseur du joint et surface du plan de collage Dès lors que l on parle d un assemblage en cordon (l assemblage pleine surface ayant un comportement tout autre), un autre bon moyen d accroître les performances des colles souples est de travailler au dimensionnement du joint. En augmentant l épaisseur du joint, on augmente sa capacité de déformation et par là même la résistance en fatigue ainsi que la capacité d'absorption des vibrations. En augmentant la surface de collage, on augmente la résistance nominale de l'assemblage. Nous conseillons donc de ne jamais écarter trop vite le collage souple des solutions envisageables pour vos assemblages structuraux, même si le collage rigide s'avère à priori plus rassurant. 13

14 2.3 - Mono ou bi-composant La simplicité d application et la fiabilité sont les deux arguments majeurs qui jouent en faveur des produits monocomposant. Prêts à l emploi, ils ne génèrent pas de risque d erreur de dosage. Le matériel nécessaire à leur application, qu il soit manuel ou semi-automatisé, est en général plus simple et moins coûteux. Quant aux déchets de colle, ils sont généralement très faibles. A contrario, les produits bi-composant nécessitent des équipements de dosage et de mélange relativement sophistiqués, ainsi qu une surveillance constante de ces équipements pour éviter des dérives potentiellement catastrophiques pour l adhérence et le durcissement. Ces équipements, tout comme les consommables associés (mélangeurs) sont plus onéreux que pour des produits monocomposant. Les installations de dépose en produit bi-composant requièrent par ailleurs des purges fréquentes, auxquelles ils faut ajouter la mise au déchet de tout produit mélangé non utilisé dans le temps ouvert. Les pertes de produit sont ainsi plus importantes. C est donc plutôt la rapidité de durcissement et les performances nominales qui orientent le choix vers des produits bi-composant Le bon compromis entre rapidité, résistance, souplesse et adhésion Une colle qui durcirait très rapidement tout en offrant résistance mécanique élevée, souplesse et adhésion parfaite sur tous les supports serait le produit idéal pour toutes les opérations d assemblage. Tant que ce produit n existe pas, il est nécessaire de trouver le meilleur compromis entre ces quatre critères en acceptant de perdre sur l un ce que l on gagnera sur l autre. Une colle à durcissement rapide dispose de peu de temps pour développer de l adhésion à l interface. Ce paramètre peut se révéler très important sur certains supports ou face à des contraintes particulières, où une adhésion maximale est recherchée. Résistance de la colle et adhérence sur le support sont les deux paramètres qui permettent de valider la résistance d un assemblage. Là encore, si l un des deux doit être plus faible, il faut définir lequel en toute connaissance des conséquences sur l assemblage. Parce que chaque technologie de colle présente au moins un des critères cidessus en point fort mais qu aucune n excelle sur les quatre, il faut définir au mieux les besoins liés à l application et les hiérarchiser avant d envisager le choix d une colle.

15 2.5 - Limiter les préparations de surface La préparation des supports avant collage est souvent considérée comme une étape fastidieuse et coûteuse, dont on aimerait pouvoir se passer. Les fabricants de colles l ont bien compris et orientent leurs développements vers des produits qui limitent ces préparations, notamment en permettant d éviter d avoir à appliquer un primaire d adhérence. Dépoussiérage et dégraissage sont quasiment incontournables avant toute opération de collage. Ils seront éventuellement précédés ou complétés d une préparation mécanique (type abrasion légère) et d un séchage si besoin. Dans bien des cas ces opérations de base suffisent à garantir un assemblage performant, et ce même avec des colles polyuréthanne monocomposant. Dans ce dernier cas toutefois, l adhérence sans primaire doit être validée par des tests ou par un retour d expérience suffisant sur des applications similaires et sur des supports de même nature. Ne pas oublier non plus que l état de surface des supports peut varier d un fournisseur à l autre ainsi qu'en fonction du temps qui s est écoulé depuis la production des pièces, ou leur arrivée sur la zone de stockage. Au regard de la maîtrise de tous les paramètres de la chaîne qu il faut être capable de contrôler pour garantir un état de surface constant, l application d un primaire n est peut-être pas si contraignante. Mais qui dit sans primaire ne dit pas sans préparation des surfaces à coller, et quelle que soit l application il convient de ne pas oublier les règles de base du collage. Graisse, eau, agents démoulants, poussières ou particules faiblement adhérentes sont autant d éléments potentiellement présents sur les supports et qui font très mauvais ménage avec les colles. Il faudra donc impérativement en débarrasser le plan de collage. Il convient également de prêter une attention particulière à l eau, parfois invisible mais bien présente notamment par temps froid. Toute condensation sur les supports est en effet à proscrire. 15

16 2.6 - Conseils généraux pour l utilisation de produits de collage Conception des assemblages Plusieurs paramètres sont à prendre en compte pour bien concevoir un assemblage collé, parmi lesquels on trouve les fonctions requises, la nature des forces exercées sur l assemblage, l influence d agents extérieurs pouvant être responsables du vieillissement, la nature des supports ainsi que les impératifs liés au démontage et à la réparation. On veillera notamment, lors de la conception, à minimiser les forces de pelage ainsi que les charges statiques permanentes, particulièrement défavorables aux assemblages collés. A l inverse, on favorisera le travail en traction et en cisaillement. Processus collage La définition précise du processus de collage, de la préparation des supports à la manipulation des pièces après assemblage, et son respect à chaque étape est le seul moyen de garantir une qualité constante des assemblages. Instructions détaillées, formation des opérateurs et contrôle régulier du bon respect des instructions permettent également d éviter les dérives par rapport au processus initial. Atelier Un atelier propre, clair et correctement ventilé est une zone de travail idéale. Une température ambiante comprise entre +15 C et + 25 C est optimale pour la majorité des colles. Pour les produits monocomposant, il faudra veiller en plus à l'humidité ambiante absolue (en grammes d'eau par mètre cube d'air) définie par le couple Température - Humidité relative (% HR). 23 C et 50 % HR sont les valeurs de référence pour la vitesse de durcissement de ce type de produits. La zone de préparation (nettoyage général, abrasion) doit être séparée des zones d application de primaire et d encollage pour éviter la pollution des surfaces à coller. Si les surfaces sont dépoussiérées à l air comprimé, celui-ci doit être filtré pour enlever toute trace d huile et d eau. Les outils et consommables nécessaires aux diverses opérations doivent être tenus à disposition à chaque poste de travail. Les consommables devront être renouvelés à chaque nouvelle utilisation. Check-list préparation et collage Atelier propre Conditions ambiantes (T C, % HR) Plan de travail stable et dégagé Gants adaptés Système d aspiration pour dépoussiérer les pièces à coller Air comprimé filtré Ruban de masquage Papier de nettoyage non-pelucheux et pinceaux propres en quantité suffisante Dégraissants et primaires ni périmés, ni troubles, ni sédimentés. Matériel d application en bon état Canules et mélangeurs en quantité suffisante Cales d espacement et matériel de maintien des éléments collés si besoin Support pour amorce/purge des produits bi-composant Spatule pour retirer les excès de colle Nettoyant pour éliminer les résidus de colle non polymérisée Poubelle DID (anciennement DIS) pour tous les déchets souillés (colle, primaire )

17 3 Solutions et conseils pour construire, aménager, habiller et protéger 17

18 3.1 - Construire Fabrication de panneaux sandwich Face aux nombreuses possibilités offertes en matière de panneaux sandwich, le collage s impose de plus en plus en remplacement des méthodes de fabrication traditionnelles (stratification ou moussage). Productivité et performances du produit fini sont les principales exigences qui guident le choix d une colle pour ces applications. Bénéfices principaux Permet d alléger les panneaux tout en leur conférant une résistance élevée. Utilisation possible de plusieurs types d âmes et de peaux. Procédé plus propre, émissions dangereuses très faibles. Quels produits utiliser? Le produit retenu devra toujours avoir été validé pour l application particulière de fabrication de panneaux sandwich. Trois grandes familles de colles sont envisageables : Les colles polyuréthanne bi-composant SikaForce -7700, principalement utilisées sur des supports fermés. Les colles polyuréthanne monocomposant, SikaForce préférées sur les supports ouverts ou poreux pour leur capacité à mousser et à venir s'ancrer dans les porosités. Les colles hotmelts réactives SikaMelt -9600, nouvelle technologie de plus en plus souvent étudiée pour cette application. Elle peut en effet générer des gains de productivité significatifs en permettant d encoller simultanément les 2 faces du panneau, de réduire le grammage de colle déposée et de raccourcir le temps de cycle. L avis du technicien Sika Chaque ligne de fabrication étant différente, une analyse globale préalable est nécessaire avant toute préconisation d un produit. Volumes produits, temps de cycle, supports, matériel et investissement prévus sont autant de paramètres qu il faudra prendre en compte pour préconiser la solution la plus rentable. Conseils de mise en oeuvre S assurer d un temps ouvert constant en amenant la colle ainsi que les supports à la température de l atelier avant application. Eliminer toute trace d agent de démoulage, notamment sur les peaux polyester. Veiller à éviter tout phénomène de condensation sur les supports. Respecter scrupuleusement le temps ouvert pour l affichage des pièces. Maintenir une pression constante et respecter le temps de pressage préconisé. Contrôler la température de pressage.

19 Collage de panneaux, assemblage des faces avant / faces arrière Désormais généralisé dans la construction de bus et de matériel ferroviaire, l assemblage par collage de modules de face avant ou arrière ainsi que de panneaux sur la structure est également utilisé dans la construction de nombreux autres véhicules. L assemblage participe ici à la résistance globale de la structure et le collage doit donc être structural. Une étanchéité parfaite et durable sera le complément indispensable de l assemblage. Bénéfices principaux Solution adaptée à tous types de véhicules et de matériaux Convient tout particulièrement aux pièces composites moulées Gains de productivité importants Esthétique résolument moderne des véhicules Pas de prise à la corrosion. Les colles rigides bi-composant offrent l avantage de durcir très rapidement mais nécessitent d utiliser un autre produit pour réaliser les joints d étanchéité. Les colles souples monocomposant présentent quant à elles une excellente résistance à des sollicitations dynamiques élevées, des possibilités de rattrapage de tolérances de fabrication de plusieurs millimètres ainsi que des possibilités de démontage pour réparation par découpage du joint. Elles participent en outre à un meilleur confort vibrationnel et acoustique du véhicule, un critère important pour le transport de passagers. L avis du technicien Sika Pour ces applications, notre préférence va à des colles souples moyen ou haut module. Ces colles pourront être accélérées au moyen du Sika Booster pour réduire le temps d immobilisation des véhicules. Conseils de mise en oeuvre Quels produits utiliser? Des calculs de résistance permettront, dès l avant-projet, de choisir le type de colle approprié : rigide bi-composant ou souple monocomposant. Dans ce dernier cas, la surface du plan de collage et l épaisseur du joint seront deux paramètres complémentaires capitaux des calculs de résistance. Colles bi-composant SikaForce : Choisir une colle avec un temps ouvert suffisant pour l encollage de pièces de grandes dimensions. Vérifier régulièrement le dosage et le mélange des composants. Ne réaliser le joint d étanchéité qu après durcissement complet de la colle. Colles monocomposant Sikaflex : Définir avec précision l épaisseur nécessaire pour le joint de colle et s assurer qu elle soit garantie lors de l application. Pour cela appliquer la colle sous forme de cordons triangulaires aux dimensions prédéfinies, et utiliser des cales d espacement de dureté Shore A 50 environ. Ne jamais fixer ces cales avec une colle cyanoacrylate. Réaliser un joint de colle en bordure des pièces à assembler. Celui-ci pourra ensuite être lissé pour réaliser l étanchéité. 19

20 Collage et étanchéité des pavillons et rehausses L assemblage des pavillons et rehausses est un élément clé de la fabrication d un véhicule. La méthode d assemblage retenue doit pouvoir résister aux fortes contraintes imposées aux pavillons en service. Une étanchéité parfaite et durable est en outre indispensable. Bénéfices principaux Solution adaptée à tous types de véhicules. Résistance de l assemblage aux variations de température et d hygrométrie. Bonne résistance à la compression. Démontage pour réparation facilité par découpage du joint de colle existant. Pas de prise à la corrosion. Une colle souple monocomposant s impose donc. On peut envisager une colle à base de polyuréthanne (Sikaflex Série 200) ou une colle à base de polymère hybride (Sikaflex Série 500). On choisira de préférence une colle moyen module pour l excellent compromis qu elle offre entre performances mécaniques et souplesse. Le joint d étanchéité sera quant à lui réalisé de préférence avec un produit bas module. L avis du technicien Sika Nous conseillons en priorité les Sikaflex Série 200 pour le collage, ces produits offrant d excellentes performances mécaniques ainsi qu un durcissement plus rapide, surtout en joints épais. Si les Sikaflex Série 500 sont choisis pour le collage, préférer un système accéléré (type Booster). Les Sikaflex Série 500 sont parfaitement adaptés à la réalisation du joint d étanchéité auquel ils apporteront une très bonne résistance aux UV. Conseils de mise en oeuvre Définir avec précision l épaisseur nécessaire pour le joint de colle et s assurer qu elle soit garantie lors de l application. Pour cela appliquer la colle sous forme de cordons triangulaires aux dimensions prédéfinies, et utiliser des cales d espacement (dureté Shore A 50 environ). Ne jamais fixer ces cales avec une colle cyanoacrylate. Assembler les pièces dans la limite du temps ouvert de la colle. Le produit d étanchéité est appliqué en cordons cylindriques, puis lissé avec le Sika Tooling Agent N afin qu il adhère parfaitement sur les deux surfaces. Laisser de préférence le joint de colle polymériser complètement avant de réaliser le joint d étanchéité. Quels produits utiliser? Le collage souple offre pour cette application l avantage capital de pouvoir compenser les effets de dilatation thermique des matériaux.

21 Collage de plancher Les planchers sont soumis en service à des sollicitations très importantes : chargement, passage d engins ou de personnes. Leur assemblage sur les châssis ou les ossatures au moyen d une colle souple permet de mieux répartir les contraintes et assure ainsi une excellente résistance à long terme. Quant au plancher lui-même, sa réalisation sous forme de complexage de différents matériaux (type sandwich) peut permettre des gains de poids importants sans en altérer la résistance. Bénéfices principaux Réduction des opérations de préparation des soubassements (meulage des soudures, surépaisseurs ), la colle compensant les défauts de planéité. Pas de déformation des planchers comme cela peut être le cas avec les vis ou les rivets. Meilleure résistance à long terme. Allègement du plancher. Amélioration du confort acoustique. Quels produits utiliser? L assemblage du plancher sur l ossature du véhicule ainsi que des différents éléments du plancher entre eux se feront avec une colle souple. En fonction des besoins en terme de rapidité de durcissement, on pourra choisir d utiliser une colle polyuréthanne monocomposant Sikaflex ou une colle polyuréthanne bicomposant souple SikaForce Pour la réalisation du plancher luimême, les colles polyuréthanne bicomposant pour panneaux sandwich SikaForce permettront de réaliser l assemblage panneau renforcé, aggloméré et tôle aluminium. L avis du technicien Sika La rapidité de durcissement des colles bi-composant s avère très séduisante pour augmenter la productivité. Il faut néanmoins garder à l esprit que cette rapidité de durcissement s accompagne d un temps ouvert court, qui peut se révéler difficile à gérer dans l assemblage de pièces de grandes dimensions. Par ailleurs, seules des colles souples peuvent répondre aux sollicitations dynamiques élevées auxquelles sont soumis les planchers et peu de colles bi-composant présentent une souplesse suffisante. C'est pourquoi notre préférence va à des colles monocomposant (Sikaflex Série 200 ou 500), accélérées ou non, pour l'assemblage du plancher sur l'ossature. Conseils de mise en oeuvre Définir avec précision l épaisseur nécessaire pour le joint de colle et s assurer qu elle soit garantie lors de l application. Pour cela appliquer la colle sous forme de cordons triangulaires aux dimensions prédéfinies, et utiliser des cales d espacement (dureté Shore A 50 environ). Ne jamais fixer ces cales avec une colle cyanoacrylate. Assembler les pièces dans la limite du temps ouvert de la colle. Le délai nécessaire avant de pouvoir circuler sur le plancher varie en fonction de la colle utilisée et doit être strictement respecté. Toujours prévoir un jeu minimum entre les raccords pour permettre la dilatation des différents éléments. 21

22 Assemblage de modules, collage de pièces de fixation Le développement des composites dans la fabrication de matériel roulant, ainsi que l arrivée de nouveaux process de fabrication (en moule fermé type RTM, RIM) de ces matériaux poussent à utiliser le collage en remplacement de la méthode traditionnelle de stratification, plus longue, plus coûteuse et plus nocive pour les opérateurs. Bénéfices principaux Immobilisation des moules réduite. Réduction possible de la taille des moules. Meilleur rendement en production. Pas de marquage des pièces. Quels produits utiliser? Le choix de la colle dépend ici encore des exigences spécifiques à une pièce ou à un module en matière de résistance mécanique, ou de manipulation après assemblage. Les colles souples monocomposant Sikaflex ou bi-composant SikaForce , tout comme des colles plus rigides peuvent être adaptées à l application. Dans la gamme Sikaflex, on choisira de préférence une colle haut module, avec un tack initial suffisamment élevé pour permettre une manipulation plus rapide des pièces assemblées. Dans la gamme SikaForce, le choix dépendra du bénéfice recherché : souplesse, résistance aux chocs avec les SikaForce ou performance élevée associée à une préparation de surface limitée avec des colles rigides type SikaForce L avis du technicien Sika Les colles souples seront préférées pour les assemblages de pièces de grandes dimensions, ainsi que pour l assemblage de peaux sur ossatures métalliques. Les colles plus rigides seront mieux adaptées au collage de petits éléments type renforts ou éléments de fixation. Les colles rigides peuvent être envisagées pour des pièces de grandes dimensions nécessitant des temps d'immobilisation courts. Dans ce cas, il faudra trouver un compromis entre temps ouvert suffisant et délai avant manipulation. Conseils de mise en oeuvre Prêter une attention particulière aux exsudations de styrène. Laisser reposer la pièce suffisamment avant l assemblage. L assemblage par collage nécessite de réétudier les pièces pour optimiser les plans de collage. Respecter le temps préconisé (en fonction de la colle utilisée et des conditions ambiantes) avant de manipuler les pièces.

23 Collage de vitrages (verre minéral) Le collage est devenu la méthode d assemblage standard des vitrages. Il permet d'utiliser la rigidité du verre et donc d accroître la rigidité des ensembles collés tout en répartissant les contraintes. Sa mise en œuvre reste simple, mais nécessite de prendre en compte quelques paramètres importants. Il convient de n utiliser que des vitrages conformes aux normes en vigueur. Ces derniers devront être revêtus d une sérigraphie céramique noire présentant une transmission lumineuse inférieure à 0.1% du spectre visible (0.2% pour le verre feuilleté). Bénéfices principaux Intégré dans les calculs de résistance, le collage permet de réduire de manière significative le poids des ossatures. Le vitrage participe à la rigidité de la structure. Possibilité d utiliser de grandes surfaces vitrées, bombées ou non. Mise en œuvre simple et rapide, ne nécessitant aucun outillage spécifique. Colles Sika utilisables sans primaire. Largeur minimale du joint (mm) Vitrage minéral : Largeur du joint d étanchéité ok trop petit Plus grande dimension du vitrage (m) Quels produits utiliser? On utilisera pour cette application une colle monocomposant haut module appliquée à froid, type Sikaflex -265, Sikaflex -555 ou SikaTack Move Transportation. On peut également envisager d'utiliser des produits appliqués à chaud et présentant un tack initial élevé, type Sikaflex Warm Melt. Les caractéristiques principales (temps ouvert, tack initial, vitesse de durcissement) seront choisies en fonction de l application. L avis du technicien Sika Nous conseillons en priorité les colles polyuréthannes pour le collage, ces produits offrant d excellentes performances mécaniques ainsi qu un durcissement plus rapide que les polymères hybrides, surtout en joints épais. Ils sont en outre utilisables sans primaire sur le verre et sur les baies. Conseils de mise en oeuvre Toujours dégraisser les supports à coller avec le Sika Activateur. Ce produit s applique en une fois, à l aide d un chiffon propre et non pelucheux. L application est suivie d un essuyage avec un chiffon sec, pour retirer les excédents de produit. Respecter un temps de séchage minimum de 10 minutes. Respecter les épaisseurs et largeurs de joint préconisées (voir diagramme). Utiliser pour cela des cales d espacement. L étanchéité en périphérie sera réalisée avec un produit à forte résistance aux U.V. Attendre que le joint de colle soit partiellement polymérisé avant de réaliser le joint d étanchéité permettra d'accélérer à coeur le durcissement de la colle. Note : Collage de vitrages organiques Les vitrages organiques (PMMA, PC) sont très sensibles aux phénomènes de crazing / stress cracking (fendillement pouvant aller jusqu'à la rupture totale). Par ailleurs, ils se comportent très différemment du verre minéral. Pour ces raisons, ils nécessitent une colle et une préparation de surface adaptées. Consulter votre technicien Sika pour plus d'informations. Vitrage minéral : Epaisseur du joint de colle Aluminium Acier Epaisseur minimale du joint de colle (mm) ok trop petit Plus grande dimension du vitrage (m) 23

24 3.2 - Aménager Collage d'éléments d'habillage, équipements, accessoires Dans ce domaine, les applications sont nombreuses (cornières d angle, custodes, rails d arrimage, toits ouvrants, grilles d aération, poignées de portes ). Face à la diversité des matériaux utilisés (aluminium, acier, ABS, composites ) et des configurations rencontrées, le collage apporte une réponse fiable et polyvalente. Bénéfices principaux Gains importants en temps de main d œuvre. Possibilité de réduction de l épaisseur des panneaux en supprimant les grosses fixations mécaniques. Meilleure esthétique. Possibilité d assembler des matériaux différents. Possibilité d assembler des éléments pré-laqués. Pas de prise à la corrosion. Quels produits utiliser? Les colles souples monocomposant Sikaflex ou bi-composant SikaForce , tout comme des colles rigides peuvent être adaptées à l application. Les colles souples permettent de réaliser des assemblages présentant une bonne résistance aux contraintes en traction/cisaillement ainsi qu une résistance élevée aux chocs. Dans la gamme Sikaflex, on choisira de préférence une colle moyen module, qui offre le meilleur compromis entre résistance et souplesse. Toutefois, en fonction du niveau de résistance requis et du degré d exposition aux agents climatiques du joint d étanchéité, on pourra envisager d utiliser un produit haut module ou un produit bas module à forte résistance aux U.V. Les colles rigides seront choisies pour leurs performances mécaniques élevées associées à des préparations de surface limitées. L avis du technicien Sika Les Sikaflex sont particulièrement bien adaptés au collage d aménagements intérieurs soumis à des chocs, fréquents lors des chargements et déchargements, ainsi qu au collage d éléments d habillage extérieur. Les SikaForce offrent une alternative intéressante lorsqu un durcissement rapide est nécessaire. Les colles rigides seront préférées pour le collage de petits éléments peu soumis aux sollicitations dynamiques. Conseils de mise en oeuvre L assemblage par collage en remplacement de fixations mécaniques peut nécessiter de réétudier les pièces pour optimiser les plans de collage via des espaces de réservation. Compte tenu de la diversité des matériaux employés, il convient de s'assurer via des validations des préparations de surface requises. Définir l épaisseur minimum nécessaire pour le joint de colle et s assurer qu elle soit garantie lors de l application. Assembler les pièces dans la limite du temps ouvert de la colle. Si le collage est réalisé à l aide d une colle monocomposant, réaliser un joint de colle en bordure des pièces à assembler. Celui-ci pourra ensuite être lissé pour réaliser l étanchéité.

25 Modifications de carrosserie Quels produits utiliser? L éventail des possibilités est ici presque aussi large que celui des applications. Les colles souples monocomposant Sikaflex présentent ici encore de nombreux avantages (polyvalence, simplicité d utilisation, étanchéité et finition de qualité ). Mais il est également possible d envisager l utilisation de colles bicomposant, souples ou flexibilisées type SikaForce, ainsi que de colles hotmelts SikaMelt. Qu il s agisse de rallonger une cabine, d adapter un véhicule à des besoins particuliers tels que le transport de personnes handicapées ou de l aménager pour une activité particulière, le collage s avère de plus en plus incontournable en complément des opérations lourdes de découpe et de soudage. Bénéfices principaux Meilleure esthétique. Possibilité d assembler des matériaux différents. Possibilité d assembler des éléments pré-laqués. Pas de prise à la corrosion. L avis du technicien Sika Les Sikaflex offrent l avantage majeur de pouvoir être également utilisés pour réaliser des joints d étanchéité parfaits et de participer à l'amortissement acoustique et vibrationnel du véhicule. L'utilisation d'un produit pâteux (mono ou bi-composant) permettra de rattraper les tolérances de fabrication. Conseils de mise en oeuvre Définir précisément l épaisseur minimum nécessaire pour le joint de colle et s assurer qu elle soit garantie lors de l application. Assembler les pièces dans la limite du temps ouvert de la colle. Certaines applications spécifiques nécessitent de prendre des précautions particulières. Ainsi pour le collage de vitrages sur véhicules blindés (vitrage organique type PMMA ou PC), colle et préparation de surface devront être étudiées pour éviter les phénomènes de crazing (fendillement). 25

26 3.3 - Habiller Collage de revêtements de sol Pour le collage de revêtements de sol, Sika propose des solutions de substitution aux colles solvantées traditionnellement utilisées pour ce type d application. Bénéfices principaux Meilleur confort pour les utilisateurs. Réduction des émissions de COV. Possibilités de pré-adhésivage des matériaux. Quels produits utiliser? Les colles en dispersion SikaSense tout comme les hotmelts SikaMelt peuvent être envisagés pour ces applications. En fonction des besoins en matière de performance ou d enduction, on optera soit pour une colle contact, soit pour une colle autoadhésive (PSA). La gamme SikaSense, comprend à la fois des colles contact (type SikaSense FD) et des colles autoadhésives (type SikaSense -4659). La gamme SikaMelt n offre quant à elle pour ce type d applications que des colles autoadhésives. L avis du technicien Sika Les colles autoadhésives, en particulier s il s agit de hotmelts, seront préférées lorsqu il s agit de pré-enduire les supports en amont de leur lieu de mise en œuvre, ainsi que lorsque les contraintes appliquées au revêtement sont relativement limitées. Les colles contact, et en particulier la SikaSense FD, avec durcisseur SikaCure seront préférées pour toutes les zones à fortes contraintes, type nez de marche, passages de roue, ainsi que pour les revêtements nerveux. Conseils de mise en oeuvre Les colles en dispersion sont généralement pulvérisées à partir d un pot sous pression qui permet un meilleur contrôle du volume déposé. Pour ces produits en phase aqueuse, veiller à ce que le film soit complètement sec avant de procéder à l assemblage. En cas de pré-enduction des supports, le film de colle devra être protégé jusqu au moment de l assemblage par un papier siliconé Collage de revêtements intérieurs, sellerie Pour ces applications, Sika propose, outre ses produits des gammes SikaSense et SikaMelt, des colles spécifiques aux applications de thermogainage : les SikaTherm. Ces colles permettent de pré-enduire les supports et de réactiver ensuite le film de colle par un simple apport de chaleur. Notre expérience de l ensemble de ces applications chez les équipementiers automobiles nous permet de vous conseiller sur les solutions les mieux adaptées à vos besoins.