Madame Lelica

lors de la conception d’un produit pour la production de masse, les ingénieurs doivent prendre en compte les matériaux—non seulement en termes de résistance ou de poids, mais aussi du point de vue de La plupart des composants fabriqués aujourd’hui sont fabriqués à partir de résines plastiques, de métal ou des deux. Lorsque toutes les pièces de votre assemblage sont fabriquées dans le même matériau, le choix d’une solution de collage peut être relativement simple: il suffit de trouver « le meilleur époxy pour le plastique” ou le meilleur adhésif pour le métal .,

cependant, lorsque vous devez joindre des matériaux différents—tels que le plastique et le métal—le processus de décision devient un peu plus nuancé. La réduction du poids a toujours été une priorité pour les constructeurs aéronautiques, mais avec la tendance croissante à l’allègement dans l’industrie automobile, la demande d’un moyen fiable de lier le métal au plastique est d’autant plus pressante.,

d’autres applications qui lient le métal au plastique incluent:

• polypropylène à l’aluminium pour les panneaux de véhicule
• uréthane à l’acier pour les joints et les joints
• Polycarbonate à l’aluminium pour les boîtiers de batterie

défis de liaison multi-matériaux

Il existe de nombreuses options les métaux sont plus limités. Les pièces en plastique sont généralement jointes à des composants métalliques à l’aide d’adhésifs ou de fixations mécaniques., Étant donné que cette dernière option nécessite souvent des trous de forage-ce qui peut être coûteux et fastidieux-les adhésifs peuvent être préférables si votre objectif est de minimiser les temps de cycle ou les coûts unitaires.

D’autres avantages de la liaison adhésive comprennent l’étalement des charges sur toute la surface collée plutôt que de les concentrer aux points de fixation, et agissant comme un isolateur entre les surfaces collées pour éviter le risque d’interactions galvaniques indésirables entre les substrats et les fixations., En fournissant une gestion de charge plus efficace, l’utilisation d’un adhésif peut également permettre de réduire l’épaisseur et le poids des matériaux collés.

bien que votre adhésif de choix pour le plastique puisse fonctionner admirablement dans des applications de plastique à Plastique, ce n’est peut-être pas le meilleur adhésif de plastique à métal. Choisir la meilleure colle pour les applications plastique-métal signifie prendre en compte plusieurs facteurs. Plus précisément, les ingénieurs doivent tenir compte de l’énergie de surface relative, du module élastique et de la dilatation thermique des matériaux qu’ils lient.,

énergie de Surface

pour trouver le meilleur époxy pour le plastique, vous devez savoir si le plastique que vous utilisez a une énergie de surface élevée (HSE) ou une faible énergie de surface (LSE). Sur les plastiques HSE, tels que L’ABS ou le polycarbonate, Les adhésifs s’écoulent plus facilement, mouillant la surface pour former une liaison solide. En revanche, la plupart des adhésifs et des rubans ont du mal à coller aux plastiques LSE, tels que le polyéthylène ou le polypropylène.

Si l’énergie de surface est votre seule préoccupation, les plastiques HSE sont le choix évident; mais, comme la plupart des ingénieurs le savent, il est imprudent de choisir un matériau sur la base d’une seule propriété. Le coût est toujours un facteur dans la fabrication et, malheureusement, les plastiques HSE ont tendance à coûter plus cher que LSE.

module élastique

également appelé module d’élasticité, un module élastique représente la résistance d’un matériau à une déformation non permanente sous contrainte, définie comme la pente de sa courbe contrainte-déformation dans la région de déformation élastique., Plus le module élastique est élevé, plus le matériau est rigide.

Si vous travaillez avec un adhésif pour le plastique ou le métal uniquement, l’élasticité du matériau n’est pas vraiment un problème, mais si vous devez coller du plastique sur du métal, vous devrez tenir compte du module élastique des deux matériaux ainsi que de la valeur cible de votre adhésif plastique sur métal. En règle générale, lorsque vous devez lier le métal au plastique, vous voudrez viser une liaison qui a un module élastique quelque part entre le module de vos deux matériaux.,

dilatation thermique

la mesure dans laquelle votre assemblage—ou des parties de celui—ci-changera de forme, de surface ou de volume en réponse à la température est toujours une préoccupation dans la conception et la fabrication des produits, mais elle est exacerbée dans les cas de collage multi-matériaux. Les métaux et les plastiques ont des coefficients de dilatation thermique différents, de sorte que la meilleure colle pour le collage plastique-métal tiendra compte de cette différence.

Idéalement, le coefficient de dilatation thermique de l’adhésif lui-même serait négligeable., Cependant, il peut jouer un rôle dans les performances de l’assemblage à mesure que les températures fluctuent. En plus de tenir compte du CTE de l’adhésif, la flexibilité et l’allongement de l’adhésif auront un impact sur le fait que la liaison se déplace avec les substrats à mesure qu’ils se dilatent ou se contractent.

Comment joindre des matériaux différents

la question clé au cœur de toute application d’adhésif est de savoir quelle force de liaison vous avez besoin.,

un adhésif non structurel typique a une force de liaison inférieure à 1 000 psi, tandis que les adhésifs structurels ou porteurs ont des forces de liaison de 1 000 psi et plus.

pour les pièces non structurelles, telles que les commutateurs à membrane et les groupes d’instruments, L’adhésif de stratification Ultra-propre 3M 502fl se lie au contact après avoir essuyé les substrats pour la poussière. Les adhésifs de stratification de 3M peuvent également coller des plastiques LSE à des métaux légèrement huilés avec une préparation de surface minimale, et ils peuvent résister à des températures allant jusqu’à 350° F, ce qui les rend bien adaptés aux applications d’assemblage électronique.,

pour les adhésifs structuraux, les adhésifs structuraux 3M Scotch-Weld sont des acryliques en 2 parties qui lient les plastiques LSE et HSE avec des résistances supérieures aux matériaux collés. Cela peut éliminer les étapes supplémentaires impliquées dans l’utilisation de vis ou de rivets et éviter les restrictions de soudage plastique.

Une autre option adhésive est les rubans VHB 3M , qui sont suffisamment solides pour remplacer les rivets et les vis pour de nombreuses applications., Capable de coller les plastiques HSE et LSE, le support en mousse acrylique à cellules fermées peut absorber les impacts, les vibrations humides et fléchir en réponse à la dilatation et à la contraction thermiques, ce qui en fait une bonne option comme adhésif plastique-métal.

choisir la meilleure colle pour le plastique sur le métal

Si vous cherchez à coller du plastique sur du métal, vous devez choisir la bonne colle pour le plastique que vous utilisez.,

Le Polycarbonate et L’ABS sont généralement les plastiques les plus faciles à joindre aux métaux, tandis que les plastiques extrêmement lisses ou LSE comme le polypropylène et le polyéthylène présentent un plus grand défi. Les apprêts , tels que L’apprêt adhésif instantané Scotch-Weld 3M AC77, peuvent contribuer grandement à augmenter la résistance de liaison sur les matériaux à faible énergie de surface.

en fin de compte, le collage multi-matériaux consiste à trouver un compromis entre les propriétés de matériaux différents, tels que le plastique et le métal., Pour joindre avec succès des matériaux différents, vous devez tenir compte de leur énergie de surface relative, de leur module élastique et de leur coefficient de dilatation thermique.

Si vous ne savez pas quel adhésif est le meilleur compromis entre les propriétés des matériaux de vos substrats, envisagez de contacter un expert qui peut vous aider à identifier les meilleures solutions de conception.

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Ce post est sponsorisé par la compagnie 3M. Toutes les opinions sont les miennes. – Ian Wright

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