Différentes solutions pour l'assemblage des plastiques

Avant d’entamer le processus de collage des matières plastiques, les supports doivent être soigneusement préparés. En effet, la surface des matériaux peut être polluée par de l’huile, de la poussière, de la graisse, des traces de doigts… On peut aussi trouver d’autres contaminants comme des traces de silicone ou des agents de démoulage.

Il est essentiel d’avoir un support parfaitement propre, afin d’augmenter au maximum la surface de contact entre l’adhésif et le matériau. En effet, un parfait mouillage donne une adhésion optimale, alors que la contamination par d’autres matériaux ou résidus rend le collage difficile, voire impossible. Dans les faits, la colle va venir se lier avec la poussière ou la graisse et non avec le matériau à assembler. Résultat : le collage est défectueux, peu solide ou peu durable.

Le dégraissage

Le dégraissage est crucial et constitue l’étape minimale avant toute opération de collage. 3M recommande d’utiliser pour cela un dégraissant composé principalement d’alcool isopropylique. Ce solvant sec ne laisse pas résidu gras, contrairement à l’alcool à brûler par exemple. Non toxique pour l’utilisateur dans des conditions normales d’utilisation, il ne dégrade pas les matières plastiques, contrairement à l’acétone.

L’abrasion

Si le dégraissage n’est pas suffisant, 3M préconise d’abraser légèrement la surface à l’aide d’un disque abrasif non tissé. La fabrication des plastiques nécessite parfois l’emploi d’agents de démoulage ou d’huiles. Or, certains de ces produits résistent aux solvants et à l’alcool isopropylique, peu agressif. De plus, le dégraissage ne suffit pas à retirer les oxydes présents à la surface du matériau. Il faudra donc procéder à une abrasion, ce qui augmente par ailleurs la surface de collage et donc l’adhésion.

L’optimisation de l’énergie de surface des plastiques

Certains plastiques demandent en plus l’application d’un primaire ou promoteur d’adhérence. 3M recommande cette étape pour augmenter l’énergie de surface du matériau et faciliter son collage. Cependant, les primaires sont souvent composés de solvants et sont de plus en plus abandonnés au profit d’autres techniques comme le traitement plasma, pour des raisons environnementales et toxicologiques.

Ce traitement consiste à exposer la surface du plastique à un gaz ionisé qui modifie la réactivité chimique des atomes en surface. Il est très utilisé notamment lorsque l’on veut automatiser le processus de collage.

Une autre méthode est le flammage, où l’on expose le matériau à une flamme oxydante générée par la combustion d’un hydrocarbure. Ce traitement brûle également les contaminations organiques résiduelles, telles que les huiles et les graisses pour lesquelles le dégraissage serait resté inefficace.

Le type de matériau à coller et la vocation de l’assemblage vont déterminer le choix de l’assemblage. Il existe différentes solutions pour assembler les plastiques à basse et moyenne énergie de surface avec un minimum de préparation. Le niveau de performance du collage varie entre 0.1 MPa (= 1 kg/cm²) pour les rubans double face fins et 40 MPa (= 400 kg/cm²) pour les colles structurales.

Les doubles-faces fins et les transferts

Ils sont utilisés pour des épaisseurs variant entre 50 et 250 µm. Ces rubans adhésifs permettent le collage fin propre et rapide de pièces légères et une épaisseur uniforme. 3M possède une très large gamme de produits double face fins et transferts et notamment des références ayant une excellente adhésion sur les matériaux basse énergie de surface comme le polypropylène.

Les rubans hautes performances ou VHB™

Ils sont destinés à assembler des matériaux plus lourds avec plus de contraintes et permettent un assemblage durable, simple et rapide. Esthétiques, ils remplacent avantageusement les fixations mécaniques disgracieuses comme les vis et les rivets. Ils sont utilisés dans le bâtiment et l’industrie, mais aussi dans l’électroménager ou l’automobile.

3M propose plusieurs références pour le collage de plastiques :

• Le ruban 3M™ VHB™ 5952 pour coller sans primaire les plastiques moyenne énergie de surface comme le PVC mais aussi les peintures poudres.
• Les rubans 3M™ VHB™ LSE pour coller les plastiques basse énergie de surface comme le polypropylène, qui sont très difficiles à coller normalement sans préparation de surface spécifique (primaire ou traitement plasma).

Les solutions amovibles

Ce sont des rubans adhésifs qui permettent de démonter l’assemblage ou de repositionner facilement une pièce. 3M dispose de différentes technologies. La plus résistante mécaniquement est la technologie Dual-Lock™. Le système amovible est constitué de picots en forme de champignon qui s’emboîtent les uns dans les autres. Lors de l’emboitement, il se produit un clic sonore indiquant la parfaite jonction des pièces.

Les rubans 3M™ Dual Lock™ permettent des fixations robustes sans perçage, vissage ou collage liquide. Leur installation est facilitée grâce à une adhésion rapide et précise. L’attache peut s’ouvrir et se fermer jusqu’à mille fois avant de perdre 50 % de sa résistance à la traction originelle.

Les colles structurales acryliques

Les colles structurales acryliques 3M apportent encore plus de performances dans le collage des plastiques. Ces systèmes bi-composants possèdent une bonne adhésion sur la plupart des plastiques à moyenne énergie de surface. Surtout, elles ne nécessitent pas de traitement préalable spécifique, contrairement aux colles structurales époxydes, car un simple dégraissage suffit.

La colle structurale 3M DP 8010 de la série Scotch-Weld été spécialement développée pour créer des liaisons très solides et durables sur les plastiques à basse énergie de surface comme le polypropylène.

Grâce au système EPX™ et notamment à une buse mélangeuse, les deux parts du produit sont parfaitement mélangées. Cela évite le gaspillage par rapport à un mélange fait manuellement.

Le collage est une méthode parmi d’autres pour assembler des plastiques, mais il offre d’importants avantages. En comparaison avec les fixations mécaniques, le collage est une solution plus esthétique et plus résistante mécaniquement, car la répartition des contraintes est meilleure.

Grâce au collage, on peut gagner en productivité et en performance acoustique, tout en réduisant le poids des pièces, puisqu’il n’y a pas de visserie ou de soudure. Le collage permet également d’obtenir des assemblages étanches et résistants à l’environnement extérieur.

En comparaison avec la soudure à froid, l’utilisation des adhésifs autorise une plus grande liberté de conception dans l’assemblage de matériaux différents (plastiques associés à des métaux ou à du verre par exemple).

Enfin, les adhésifs et notamment les rubans ne sont dangereux ni pour l’utilisateur ni pour l’environnement, contrairement aux solvants utilisés dans la soudure à froid.

Vous souhaitez coller des plastiques à basse ou moyenne énergie de surface ? Il existe forcément une solution 3M, que ce soit en assemblage fin, en assemblage haute performance par ruban, en assemblage amovible ou en assemblage structural.