Quel est la meilleure colle pour les composites ?

Les tendances et avancées récentes dans la fabrication et la réduction des coûts des matériaux composites ont entraîné une augmentation de leur utilisation dans les marchés du transport et de l’industrie, ainsi que dans de nombreux autres marchés, en plus de leur utilisation traditionnelle dans le domaine aérospatial. Stimulés par le durcissement des réglementations gouvernementales sur les émissions des véhicules, la nécessité d’alléger les véhicules et la demande croissante des consommateurs finaux pour des produits de plus en plus performants, les matériaux et pièces composites font de plus en plus partie des spécifications de conception quotidiennes des ingénieurs. Ces composites sont utilisés dans une grande variété d’applications, notamment pour réduire le poids, améliorer la résistance à l’environnement, l’esthétique, les options de conception et le rapport rigidité/poids. 

Afin de permettre l’optimisation des conceptions et des performances, les composites nécessitent de nouvelles méthodes de collage ou d’assemblage, qui vont au-delà des méthodes mécaniques et thermiques traditionnelles. Heureusement, les progrès réalisés dans la conception des adhésifs structurels, notamment les époxydes, les acryliques et les uréthanes, ont permis aux concepteurs de créer des produits qui répondent aux exigences d’intégrité structurelle, sans utiliser d’attaches mécaniques, de rivets ou de soudure. En outre, ces colles structurales sont parfaitement compatibles avec de multiples substrats, notamment les plastiques, les métaux et les composites, sans pour autant sacrifier leurs propriétés de performance.

Même les plastiques à faible énergie de surface (LSE), tels que la polyoléfine thermoplastique (TPO), le polypropylène (PP) et le polyéthylène (HDPE, par exemple), qui devaient auparavant être fixés mécaniquement ou thermosoudés, peuvent désormais être collés avec des colles structurales spéciales.

Pour assembler des composites ou des matériaux mixtes, les fixations mécaniques, notamment les clips et les vis, peuvent être utilisées sur pratiquement toutes les surfaces. Cependant, ils nécessitent des étapes supplémentaires pour mouler ou créer les caractéristiques de l’attache. Cela peut conduire à des accumulations de contraintes, qui peuvent entraîner des fissures plastiques et des défaillances prématurées. De même, le perçage de trous dans les matériaux composites entraîne une réduction de leur résistance en raison de l’introduction de fractures dans la matrice et les fibres de renforcement. Toutes les méthodes de fixation mécanique entraînent une augmentation du poids et souvent une moindre finition esthétique.

Pour certains composites, le soudage à chaud et par friction est une alternative répandue Cependant, ces techniques de soudage consomment beaucoup d’énergie, nécessitent un outillage lourd et sont limitées dans les géométries et les combinaisons de substrats qui peuvent être traitées. En plus de former des assemblages solides, les colles structurales peuvent réduire les coûts généraux tout en augmentant la durabilité des produits. De plus, elles sont généralement plus légères que les fixations mécaniques. Les colles améliorent la longévité de l’assemblage, car elles répartissent les contraintes sur l’ensemble de la zone collée, contrairement aux fixations mécaniques, aux rivets et aux soudures par points qui peuvent créer une accumulation de contraintes et engendrer des points faibles sur les substrats. En outre, l’utilisation de colles permet de sceller l’ensemble de la zone d’assemblage, tout en assurant un joint de haute résistance. La facilité avec laquelle le collage permet de combiner différents matériaux est un autre avantage considérable par rapport aux méthodes mécaniques traditionnelles. Par exemple, les colles structurales empêchent la formation de corrosion galvanique entre des métaux dissemblables. Enfin, l’aspect plus soigné des joints collés par rapport aux fixations mécaniques permet de fabriquer des produits plus beaux et plus efficaces sans travaux de finition supplémentaires. Ainsi, le collage pourrait être la meilleure option pour assembler la prochaine génération de composites et de plastiques techniques.