L ASSEMBLAGE COMPOSITES, THERMOPLASTIQUES ET MÉTAUX PAR COLLAGE STRUCTURAL 26.1.2016, JESSY BRIDIER, ADHESIVE MARKET MANAGER SIKAAXSON
TABLE OF CONTENTS 1. LE COLLAGE STRUCTURAL : APPROCHE DE SIKAAXSON 2. LE COLLAGE, UNE TECHNOLOGIE NOUVELLE? 3. COLLAGE STRUCTURAL : POURQUOI COLLER? 4. POINTS CLÉS POUR LE SUCCÈS DU COLLAGE STRUCTURAL 5. EXEMPLE DE PROJET : SOCIÉTÉ RENAULT TRUCK 6. ORGANISATION DE L APRÈS-MIDI 2
COLLAGE STRUCTURAL APPROCHE SIKAAXSON Nous définissons des solutions en concurrence avec les méthodes d assemblage traditionnelles où la liaison contribue à la structure finale, des solutions pour le collage structural Les nécessités de la conception allégée conduisent les thermoplastiques et les composites dans de nouveaux domaines industriels. Nous axons notre développement sur le collage structural : marché en croissance et exigeant une approche projet depuis l analyse du cahier des charges jusqu à la mise en phase industrielle. Notre expertise nous positionne en partenaire des bureaux d études et méthodes pour apporter des solutions aux challenges rencontrés par les ingénieurs Nous développons des Epoxies, Polyuréthanes et méthacrylates bicomposants ainsi que des films époxy monocomposants.
LE COLLAGE, UNE TECHNOLOGIE NOUVELLE? Full-format picture 4
HISTOIRE DU COLLAGE -4000 Résines naturelles Fabrication d outils 1940 Premier adhésif époxy bi-composant utilisé dans les avions Spitfire de la 2 nde Guerre Mondiale 1960 Premier adhésif PU bi-composant utilisé dans les industries automobile et de la chaussure
HISTOIRE DU COLLAGE 1960 Automobile Aéraunotique & Aerospace Electroménager Sports & Loisirs Médical Aujourd hui Ferroviaire
COLLAGE STRUCTURAL : POURQUOI COLLER? Full-format picture 7
AVANTAGES DU COLLAGE RESPECT DES MATÉRIAUX TECHNIQUES D ASSEMBLAGE EXISTANTES Soudure Vissage / rivetage Collage Haute température possible Perçage ou trou existant Pas d altération
AVANTAGES DU COLLAGE AUGMENTATION DE LA RESISTANCE GLOBALE Soudure Vissage Rivetage Collage Lien continu et homogène Répartition de la force sur toute la surface Résistance aux chocs et aux vibrations Résistance à la fatigue
AVANTAGES DU COLLAGE COMBINAISON DE MATÉRIAUX Utilisable sur de nombreux matériaux Assemblage de matériaux de natures différentes entre eux Rentable Multifonction (étanchéité et collage ) Réduction du nombre de pièces Suppression de l usinage (précision dimensionnelle de l outillage)
AVANTAGES DU COLLAGE MULTIFONCTION & GAIN DE POIDS Protection de la surface Etanchéité Réduction du poids Faible masse de l adhésif Réduction de l épaisseur du matériau (répartition homogène de la force)
LES CHALLENGES DU COLLAGE STRUCTURAL Full-format picture 12
LES CHALLENGES DU COLLAGE STRUCTURAL Performances mécaniques - Cisaillement & Pelage - Module & Résilience 13 13
DIFFÉRENTS TYPES DE SOLICITATIONS Traction Compression 4 principaux types de sollicitation mécanique Cisaillement Pelage
QUE TROUVE-T-ON SUR LE MARCHÉ? Cisaillement [N/mm 2 ] SikaAxson : Cisaillement & Pelage 1K- Epoxies 2K-EP 2K-EP 2K-PU Elastic sealing Hot melt Solvent Based PU, MS 2K-PU Acrylates PU, MS Silicones Elongation [%]
PENSER COLLAGE Le collage est une alternative aux méthodes traditionnelles Pour un collage structural réussi, une analyse des sollicitations doit être réalisée pour sélectionner la bonne typologie de produit Cisaillement Pelage Vibrations La conception de la pièce doit inclure la notion de collage Penser collage dès la conception Sollicitation Process Si la pièce existe, une reconception des zones d assemblage peut s avérer nécessaire
Process - Préparation Surface - Equilibre Temps ouvert / temps de manipulation - Dosage et application 17 17
DURABILITÉ D UN COLLAGE Un bon collage est un collage qui dure le temps de vie de la pièce Comment définit la durabilité? En se basant sur les spécifications des différentes industries Automobile Ferroviaire Aéro Industrie générale La plupart du temps une stabilisation est obtenue Retour d expérience de plusieurs décennies 18
Durabilité - Conformité au vieillissement de chaque industrie - Résistance Fatigue 19 19
COLLAGE : PHÉNOMÈNE DE SURFACE Pour coller il est indispensable de développer une interaction avec la surface à coller! Travailler sur une surface propre Eliminer toute pollution Huile, poussière, rouille, agents de démoulage Avoir une bonne compatibilité entre l adhésif et la surface du matériau à coller Choisir l adhésif en fonction du matériau à coller ET de l application (performance, vieillissement) Savoir sur quelle surface on colle
COLLAGE : PHÉNOMÈNE DE SURFACE Compatibilité entre surface et adhésif - + + - + + - - + - - + + - + - - + - - + + La surface peut être modifiée pour améliorer la compatibilité : - Primaire - Abrasion - Traitement physico chimique type flammage ou plasma
ADHESION : QUALITÉ DE LA PREMIÈRE COUCHE Collage de pièce après un traitement plasma, Décollage aisé mais étonnamment l adhésif présente une surface avec une faible énergie de surface Release agent Composite adhesive Conclusion Le plasma a amélioré l adhésion de l agent de démoulage qui lui n adhère pas sur la surface. Il faut changer d agent de démoulage pour qu il ne transfère pas sur les pièces Composite
EPAISSEUR D ADHÉSIF Comment définir l épaisseur de l adhésif? Une faible épaisseur augmente le cisaillement La plus faible épaisseur, généralement : 0,05mm Une épaisseur importante augmente le pelage L adhésif compense aussi les jeux. Souvent les pièces décident de l épaisseur
TEMPS OUVERT / TEMPS DE MANIPULATION Points Clefs pour la réussite d un collage Avoir assez de temps pour travailler Temps ouvert : Temps maximum entre le début de la dépose et l accostage Avoir un temps avant manipulation compatible avec la cadence de production (temps de manipulation) Temps de manipulation : temps pour atteindre 1MPa La température réduit ce temps (particulièrement avec les produits disposant de la technologie thermolatente) Une bonne méthode pour combiner un temps ouvert confortable et un temps de manipulation court : utiliser des adhésifs thermolatents avec une chauffe modérée
CONCLUSION : LE COLLAGE, LA SOLUTION! Penser Collage dès le début du projet Avoir une vision d ensemble de l application Contraintes Matériaux à coller Conception Vieillissement Process. Full-format picture 25
Travail d équipe - Démontrer la viabilité des solutions - Transmettre les bonnes pratiques et suivi de projet - Soigner la communication pour éviter les incompréhensions 26 26
SIKAAXSON SOLUTIONS DE COLLAGE STRUCTURAL DES DÉCENNIES D EXPÉRIENCE Premières applications il y a plus de 30 ans Renault Espace : collages des portes Fournisseur pour des éléments de nombreuses marques Expertise des modes projets Approuvé pour de nombreux marchés Marine (Lloyd) Eolien Réservoir
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