Assemblage de matériaux et collage

Les concepteurs et les ingénieurs sont confrontés tous les jours au défi d'améliorer les processus de conception et de fabrication. En permettant l'utilisation d'un large éventail de matériaux dans la conception des produits, les colles et les rubans adhésifs 3M améliorent l'esthétique, allègent les constructions et optimisent les performances. Ces colles et rubans adhésifs permettent aux clients de fabriquer des produits de manière créative et efficace. Les colles et les rubans adhésifs 3M peuvent être utilisés dans un large éventail d'applications et sur divers substrats. Nous serions ravis de vous aider à trouver le produit adapté à vos processus d'assemblage.


Mains protégées par des gants, manipulant deux pièces métalliques recouvertes d'une colle liquide qui seront assemblées pour collage.
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Colles et rubans adhésifs conçus pour les assemblages industriels

Bien qu'il existe plusieurs façons de concevoir et de fabriquer des produits, les colles et les rubans adhésifs 3M offrent des avantages uniques par rapport au soudage et aux fixations mécaniques.

  • Comparaison de feuilles métalliques rivetées et de collage par adhésif métal sur métal

    Comparaison entre les fixations habituellement utilisées et le collage par adhésif

    Même si le soudage constitue la norme industrielle pour les assemblages résistants, il nécessite des connaissances et peut ne pas être approprié si les substrats sont différents (par exemple, aluminium et acier). Les boulons offrent un contrôle de torque précis, en étant amovibles ou remplaçables. Toutefois, des trous doivent également être percés dans le substrat. Bien qu'elles soient couramment utilisées, les vis risquent de ne pas résister à de fortes contraintes et sont sujettes à la corrosion. Les rivets constituent une autre option populaire, mais nécessitent un accès des deux côtés pour compléter l'assemblage, et ils s'avèrent plus performants sur des substrats similaires. Même si la soudure est utilisée pour sa conductivité électrique, elle fournit en général un assemblage mécanique de piètre qualité.


      En revanche, les colles et les rubans adhésifs offrent plusieurs avantages lorsqu'ils sont utilisés à la place des méthodes traditionnelles. Par exemple, les colles liquides s'adaptent à la forme de la surface de collage en comblant les espaces. Elles permettent des assemblages solides. Les rubans adhésifs offrent une épaisseur et une taille constantes de collage. Ils permettent un assemblage facile et immédiat. Ces deux solutions sont disponibles dans différents formats, lesquels offrent une certaine souplesse dans la conception et la production. Outre les différents formats, les colles et les rubans adhésifs présentent différentes résistances, lesquelles sont adaptées à une large gamme de substrat et de conceptions.

      Les adhésifs offrent des avantages clés par rapport aux autres méthodes d'assemblage notamment :

       

      • Élimination de l'étape de percement de trous pour réduire les coûts de main-d'œuvre et la concentration de contrainte
      • Utilisation de matériaux plus fins et légers pour réduire le poids du produit et la consommation d'énergie
      • Répartition uniforme des contraintes sur le collage, en vue d'optimiser les performances
      • Collage de matériaux différents permettant de nouvelles conceptions et de prévenir la corrosion
      • Assemblage et collage simultanés pour éliminer certaines étapes du processus
      • Réduction des vibrations au niveau du produit final pour améliorer l'expérience client

       


Facteurs à prendre en compte dans le collage

Pour former une liaison adhésive, l'adhésif doit être mis en contact étroit avec la surface de chaque substrat. Par conséquent, l'adhésif doit être choisi en fonction de l'énergie de surface et de la propreté des substrats. En outre, l'adhésif doit présenter une résistance à la rupture suffisante pour répondre aux besoins de l'application. Une fois que vous avez choisi les substrats de votre conception, 3M peut vous aider à sélectionner l'adhésif le plus adapté à votre application.

  • Animation illustrant la mouillabilité d'une surface Une goutte d'eau entre en contact avec une surface et coule le long de la surface.

    Énergie de surface, mouillage et adhérence

    L'énergie de surface est une propriété physique de la surface d'un matériau qui détermine si l'adhésif sera mis en contact étroit avec celui-ci. Sur un matériau présentant une énergie de surface élevée, un liquide se répandra ou mouillera la surface ; sur un matériau présentant une basse énergie de surface, le liquide ne s'écoulera pas et perlera. l'adhésif doit mouiller le substrat pour former un collage.

    Il est important de déterminer les énergies de surface de tous les substrats lors de la sélection de l'adhésif approprié, ainsi que la capacité de mouillage de l'adhésif sur chacun d'entre eux. La propreté d'une surface détermine également la capacité d'l'adhésif à mouiller le substrat : certains adhésifs nécessitent un substrat extrêmement propre, tandis que d'autres peuvent s'appliquer sur des substrats moins propres.

  • Animation illustrant une rupture cohésive. Rupture de la colle causée par la séparation de deux substrats collés.

    Résistance à la rupture

    La résistance à la rupture fait référence à la résistance interne l'adhésif, sa capacité à résister à la contrainte. Plus la résistance à la rupture est élevée et plus l'adhésif est solide. Il est important de tenir compte des types de contraintes spécifiques qui agiront sur l'assemblage collé. Les contraintes courantes comprennent le cisaillement, le clivage, le pelage et la traction.

    La résistance à la rupture est déterminée par la composition chimique l'adhésif. Les résistances des l'adhésif sont très variées, qu'il s'agisse des rubans PSA, des des colles époxys et acryliques structurales. Il est essentiel de connaître la magnitude et la fréquence des contraintes exercées sur votre application pour choisir l'adhésif présentant la résistance à la rupture la plus adaptée à la tâche en cours.


Types de substrat

3M propose une large gamme de colles et de rubans adhésifs, tout en offrant son expertise sur les substrats, afin de vous aider dans votre processus de conception.

  • Métal

    Les métaux, notamment les plus courants, tels que l'acier et l'aluminium, sont solides, durables, faciles à usiner, économiques et largement utilisés dans l'industrie. Ils présentent des énergies de surface élevées et sont généralement faciles à coller avec d'une préparation de surface appropriée. Plusieurs des propriétés des adhésifs, comme par exemple, propriétés d'isolation et de remplissage, bénéficient au collage des métaux.

  • Matériaux traditionnels

    Parmi ces substrats figurent le verre, la céramique et le béton, ainsi que des matériaux naturels comme le bois, les tissus, le cuir et la pierre. Ces matériaux présentent des énergies de surface moyennes et sont assez faciles à coller. Toutefois, des facteurs spécifiques s'appliquent à chacun d'entre eux concernant la préparation de surface et la propreté. Les adhésifs 3M sont spécialement conçues pour coller chacun de ces matériaux.

  • Plastiques techniques

    Il s'agit généralement de plastiques solides et rigides qui sont particulièrement efficaces à des températures élevées, en s'avérant souvent plus onéreux. Parmi ces plastiques, figurent le polycarbonate, l'ABS, les mousses en uréthane, de nombreux composites et la plupart des peintures. Ils peuvent faire l'objet d'un traitement important et ne sont pas trop difficiles à coller. Toutefois, des détails spécifiques, tels que les agents de démoulage peuvent poser problème.

  • Plastique BES

    Les plastiques présentant une basse énergie de surface (BES) bénéficient d'une résistance inhérente au mouillage. Ainsi, le processus de sélection de l'adhésif est d'autant plus critique. Ces plastiques sont le polypropylène, le polyéthylène, le polystyrène et de nombreuses peintures thermolaquées. 3M propose des adhésifs pour plastique spécifiquement conçues pour coller ces matériaux.


Types d'assemblage

Il s'avère souvent utile de tenir compte du type d'assemblage pour déterminer la colle la mieux adaptée. Les types d'assemblage indiqués ci-dessous présentent différentes caractéristiques, qui déterminent souvent la colle ou le ruban adhésif les plus appropriés.


Critères de fabrication et de conception

L'un des moyens les plus rapides pour trouver la colle ou le ruban adhésif optimal(e) consiste à déterminer la fabrication et l'utilisation de votre produit. Par exemple, la production sera-elle manuelle ou automatisée ? Quel sera l'espace disponible ? Quelle température le produit atteindra-t-il en utilisation ? Des spécifications industrielles sont-elles appliquées à votre produit ?

  • Un technicien dans une usine de montage en série crée une liaison adhésive

    Processus de collage

    Voici certaines questions clés à se poser au sujet du processus de fabrication. Quel est votre processus de fabrication et de lignes d'assemblage actuel ? La solution adhésive doit-elle s'adapter à votre processus actuel ou le processus/l'équipement peut-il être modifié ? En combien de temps l'assemblage sera-t-il soumis aux différentes étapes du processus de fabrication ? Le collage devra-t-il être repositionné ? Quelles sont les exigences en termes d'environnement, de santé, de sécurité et de réglementation ? Chacun de ces facteurs est déterminant dans le choix de la colle.

  • Usine de fabrication de véhicules de loisir montrant des véhicules de loisir fabriqués avec des colles industrielles

    Utilisation finale

    La performance de votre produit fini est importante pour vous. Comment et où votre produit fini sera-t-il utilisé ? S'agit-il d'un produit fini, ou d'un sous-ensemble destiné à un autre fabricant ? Sera-t-il exposé à un environnement difficile, où les températures, les UV, les vibrations, les chocs, l'humidité ou la pluie affecteront le produit ? Y a-t-il des exigences de spécifications militaires EN, FDA, UL, ASTM, du bâtiment, ou de la marine ? Tous ces critères importants doivent être pris en compte dans votre choix final.


Documentation essentielle relative au collage de matériaux

  • Ressources de collage et d'assemblage
  • Support
  • Outils de comparaison de collages
    Comparer les produits (prochainement)
  • Catalogue de produits de solutions d'assemblage
    (prochainement)

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Besoin d'aide pour trouver le bon produit pour votre projet ? Contactez-nous si vous avez besoin de conseils sur nos produits, techniques ou applications, ou si vous voulez collaborer avec un spécialiste technique 3M ou encore si vous souhaitez nous appeler au 06 69 321 478 (N° Cristal).

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