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Collage sur différents substrats métalliques
Assemblage et collage de métaux dans le processus de conception.
Concevoir des objets métalliques
Selon les constructeurs, les métaux sont rentables, efficaces à une large plage de températures, relativement résistants aux intempéries et extrêmement robustes. Les consommateurs finaux font confiance aux métaux : ils sont solides et robustes, froid au toucher et discrets. Les métaux peuvent prendre n'importe quel aspect, qu'il s'agisse d'une conception industrielle graveleuse ou d'alliages de haute technologie.
Les processus ou les formes appliqués aux métaux semblent infinis : moulage, estampillage, flexion, étirage, voire la forge. Vous savez tout ceci grâce à vos connaissances sur le métal et la raison pour laquelle vous l'avez choisi pour votre projet. Nous connaissons également le métal, mais plus précisément, nous savons comment le coller.
Comparaison entre les fixations classiques et le collage par adhésif
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Comparaison des assemblages réalisés à l'aide de fixations mécaniques et du collage par adhésif
Les fixations métalliques sont presque aussi anciennes que le travail des métaux, et sont bien connues auprès des utilisateurs. Il semble évident que l'assemblage de métaux soit réalisé avec des fixations métalliques, bien que ce ne soit pas forcément le meilleur choix. Les adhésifs offrent six avantages clés par rapport aux autres méthodes d'assemblage :
- Elimination de l'étape du forage et du percement des trous : le forage est fastidieux et les trous affaiblissent votre substrat, en exposant celui-ci à la corrosion
- Répartition uniforme des contraintes sur l'assemblage, en évitant la concentration de contraintes sur un ou plusieurs points de fixation, le substrat est soumis à une contrainte uniforme sur la zone de collage
- Utilisation de matériaux plus fins et plus légers : la contrainte étant répartie uniformément sur toute la surface du joint, le substrat n'a pas besoin d'être plus épais pour accueillir des points de contrainte de fixation
- Collage et isolation des matériaux différents : certaines fixations mécaniques ne sont pas efficaces sur des substrats non métalliques et deux métaux différents peuvent engendrer des problèmes de corrosion
- Collage et assemblage simultanés : les colles ne servent pas qu'à coller les matériaux, elles peuvent également garder les fluides à l'intérieur ou à l'extérieur
- Réduction des vibrations : les adhésifs résistants permettent de dissiper l'énergie plutôt que de la transmettre
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Soudure/brasage/comparaison de la soudure (collage thermique) et du collage par adhésif
L'utilisation de colles thermofusibles, est familière et acceptée sur le marché, car les consommables sont peu coûteux et la colle thermofusible est généralement plus rapide, puisqu'elle ne nécessite pas de temps de durcissement. Les colles thermofusibles et colles traditionnelles offrent toutes les deux un collage efficace s'il est réalisé correctement. Cependant, le collage par adhésif offre plusieurs avantages comparé au collage thermique :
- Permet l'utilisation de métaux différents, les différents métaux sont protégés contre la corrosion galvanique
- Entretien du collage : le collage est plus facile à démonter, entretenir et réparer
- Réduit les coûts de main-d'œuvre : adhésifs nécessitent moins de formation et de compétences de la main-d'œuvre pour créer un collage performant
- Améliore l'esthétique : le processus de collage ne déforme pas et ne décolore pas les substrats
- Permet l'utilisation de substrats plus fins : le métal n'étant pas déformé, un substrat plus fin peut être tout aussi résistant
- Réduit les coûts énergétiques : le collage thermique est énergivore
- Améliore le confort des travailleurs : la plupart des adhésifs peuvent être appliqués à température ambiante
Critères à prendre en compte lors du collage de métaux
Divers facteurs entrent en jeu lorsqu'il s'agit de déterminer la meilleure solution de collage de métal pour votre processus, notamment une comparaison des matériaux rigides et souples, la corrosion, l'exposition thermique et la concentration de contrainte.
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Comparaison des matériaux rigides et souplesUne adhésifs rigide transmet efficacement l'énergie, à l'image d'un manche de club de golf vers la tête. Une adhésifs souple permet de dissiper l'énergie, telles que des vibrations d'un train de voyageurs, de sorte que la structure ne subisse aucun impact négatif. Les adhésifs présentent un degré de rigidité ou de souplesse varié. Vous pouvez donc choisir celle qui est le mieux adaptée à votre application.
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CorrosionLa corrosion galvanique se produit lorsqu'un métal plus actif transmets des électrons à un métal moins actif, en engendrant une dégradation esthétique et une défaillance des matériaux, à cause de la présence de rouille ou de trous. Ceci est particulièrement problématique lorsqu'une fixation métallique transmet facilement des électrons. Une adhésifs peut non seulement assembler différents métaux, mais également créer une fine couche d'isolation pour résister à cette corrosion.
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Expositions thermiquesLes différents matériaux se dilatent et se contractent à divers rythmes lorsqu'ils sont exposés à la chaleur ou au froid, en engendrant des impacts importants sur la structure. Un adhésif suffisament résistant peut absorber une certaine partie de cette contrainte, qu'il soit entre deux métaux différents ou entre un métal et un substrat non métallique, tels que le verre, le bois ou le plastique.
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Concentration de contrainte/perçage de trousLe perçage de trous est non seulement fastidieux, mais il affaiblit également le substrat et concentre les contraintes sur le bord des trous. Un adhésif peut quant à lui être appliqué rapidement et répartir les contraintes uniformément sur la surface de collage.
Technologies adhésives
Voici quelques-unes des colles et rubans adhésifs les plus performants en matière de collage de métaux. Il est important de choisir la colle qui présente une résistance et une durabilité adaptées aux exigences du substrat et de l'application. Apprenez-en davantage sur chacune des technologies présentées en cliquant sur les liens ci-dessous.
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Les rubans 3M™ VHB™ garantissent la cohérence, de l'esquisse du projet à sa construction, en éliminant les fixations visibles gênantes. Ces rubans double face en mousse acrylique créent rapidement et facilement des collages très résistants et durables qui durcissent au fil du temps. De plus, ils peuvent coller divers substrats.
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Les colles époxy bicomposants structurales 3M™ Scotch-Weld™ sont solides et durables. Particulièrement adaptées à des températures élevées et résistant à la dégradation chimique, elles constituent une solution idéale pour les applications industrielles. Ces colles à forte adhérence offrent une forte résistance aux chocs et permettent la conception de produits dans des secteurs tels que l’aéronautique, la construction et transport.
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Les colles acryliques structurales 3M™ Scotch-Weld™ peuvent améliorer la productivité et les performances, en offrant des collages solides et sûr avec des temps de durcissement rapides et une esthétique améliorée. Les colles acryliques structurales 3M™ garantissent une résistance élevée aux chocs, une faible odeur et jusqu'à 18 mois de conservation, sans réfrigération.
Collage de différents métaux
Les métaux sont faciles à coller, même si chacun d'entre eux est unique. Voici les principaux types de métaux.
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Acier inoxydableL'acier inoxydable est un alliage de fer comprenant du carbone et d'autres métaux ajoutés en vue de résister à la corrosion. Couramment utilisé dans les ustensiles de cuisine, les couverts, les cuisines commerciales et le traitement des aliments, il s'applique également aux instruments chirurgicaux, aux industries automobile ou aérospatiale, ainsi qu'aux équipements industriels généraux et aux façades de bâtiments. L'acier inoxydable est facile à coller, mais doit être exempt de saleté, de poussière, de traces de doigt et d'huile de machine.
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AcierL'acier est un alliage de fer comprenant une petite quantité de carbone, laquelle améliore sa résistance. Les surfaces en acier sont généralement recouvertes avant ou après le collage pour prévenir la corrosion, soit de zinc (acier galvanisé) ou de certains types de peintures. Si la surface en acier est recouverte avant le collage, la colle se lie au revêtement utilisé au lieu de l'acier lui-même et cela affecte l'énergie de surface, ainsi que la capacité de mouillage de la colle. D'autres colles et rubans adhésifs sont conçus pour résister au processus de revêtement ou de peinture.
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AluminiumL'aluminium est un métal relativement souple, durable, léger, déformable et malléable, qui est facilement usiné, coulé et extrudé. Il est pratiquement toujours allié afin d'améliorer ses propriétés mécaniques. L'aluminium résiste à la corrosion, grâce à la fine couche d'oxyde d'aluminium qui se forme presque immédiatement lorsque le métal nu est exposé à l'air. L'aluminium doit souvent être nettoyé ou abrasé pour enlever la saleté, la poussière, les traces de doigts et l'huile de machine.
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Métaux contenant du cuivreLe cuivre est un métal souple, malléable et déformable présentant une excellente conductivité électrique et thermique. Il est sujet à la corrosion et ne doit pas être en contact avec des matériaux susceptibles de provoquer ou d'augmenter la corrosion, en particulier d'autres métaux. Les métaux susceptibles de se corroder sur de longues périodes, tels que le cuivre et ses alliages en laiton et en bronze, doivent faire l'objet d'une attention particulière lors du choix de la colle. 3M propose des colles et des rubans adhésifs spécialement conçus pour résister à la corrosion et être compatibles avec le cuivre.
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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 +49 (0) 2131 143330.
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