Du soudage à l'assemblage

Perspectives et innovations

Le collage, une autre façon d’assembler:

Les enjeux de demain

Journée AFIAP

9 novembre 2016 – Cetim, Nantes

Tomas Bergara

Chef de projet R&D

RESCOLL, Société de Recherche

Plan

• Présentation de RESCOLL

• L’assemblage par collage: Un procédé complexe mais polyvalent

• Les enjeux industriels du collage

Normalisation du collage

Formation du personnel

Limites technologiques

• Contrôle non destructif

• Durabilité

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RESCOLL

And CERTIFIED:

ISO 9001 (all activities)

ISO 17025 (for Analysis and Characterisation)

ISO 13485

NADCAP

ISO 17020 (for Environmental Technology

Verification ETV)

QUALIFIED by CUSTOMERS:

RESCOLL

Durabilité

Procédés

COMPETENCES

Adhésion

THEMES DE RECHERCHE

Matériaux biosourcés

Benchmarking & Développement

Procédés

Benchmark et sélection des solutions

de collage les plus adaptées

Production d’assemblages collés

(éprouvettes et produits)

Formulation

Expertise reconnue dans le

décollement sur commande

Développement de formulations

sur mesure (conducteur eT,

retardateur de flamme,

conforme REACh, biosourcé)

Adhésifs structuraux

CND

Décollement sur commande

Adhésifs fonctionnalisés

Suivi santé assemblage

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Accompagnement industriel

Audit de procédé

Développement & qualification de

gammes de collage et procédés

RESCOLL

Le collage

• Méthode d’assemblage en fort développement

Possibilité d’assembler différents matériaux

Pas d’affaiblissement par perçage

• Procédé complexe mettant en jeu des phénomènes d’adhésion

difficiles à modéliser

Conception et dimensionnement

Traitements de surface

Contrôle des pièces

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Le collage: un procédé complexe

Performances

thermiques

Assemblages collés

structuraux

Performances

mécaniques

Mise en

œuvre

Contrôle du

collage

Traitement de

surface

Démontabilité

7

Conception et

dimensionnement

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Choix du flammage

déterminé

par la complexité de la

forme

Traitement de surface

Vitesse : environ 1m/s

Distance : 100 mm

Gaz : air/propane

Dépose de colleColle mastic PU 2K

Produit pâteux

Temps ouvert 5 min

Epaisseur cordon 6 mm

Activation

70°C < T < 100°C

Accostage / Prise

Dépose robotisée

Mise en pression

Gestion de l’épaisseur par

épaulements

Temps de prise

5 minutes avant

manipulation

Le collage: un procédé polyvalent

Le collage: un procédé polyvalent

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Collage de vitrages extérieurs

Assemblage de ponts en polyester sur des

coques en aluminium

Collage de modules sur

cartes à puces

Collage de nids d’abeilles

Collage de

textiles/caoutchoucs

Le collage: un procédé polyvalent

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Source : Huntsman – Adhesives selector guide

Le collage: un procédé polyvalent

Le collage: un procédé polyvalent

• Moteur LEAP de SAFRAN

Collage d’un clinquant en titane sur composite

Collage très critique

Nécessité d’un collage fiable et robuste

Les enjeux industriels du collage

Enjeux industriels du collage

• Plusieurs verrous technologiques limitent l’expansion du collage

en industrie

La formation du personnel pour garantir la fiabilité des

collages

Un contrôle non destructif ne caractérisant pas les

phénomènes d’adhésion

La durabilité des adhésifs et des interfaces

Certains industriels n’ont pas confiance dans le collage

Utilisation d’assemblages mixtes

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• Le collage est un procédé peu normalisé

• Mise en place d’un système de normalisation en cours

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Vers la normalisation de l’assemblage par collage

La qualité l’assemblage par

collage

Adhésifs

Personnels de

supervision

Opérateur

Dimensionnement

Process

Surface des matériaux

Source : www.topdesentreprises.fr

Source : http://www.railway-technology.com

A3 A2 A1Classification des assemblages selon le niveau de sécurité

Conséquences en cas de rupture du collage

Classe Description Exemple de classement

A1

Assemblages collés de véhicules ferroviaires et de pièces de véhicules

ferroviaires à haute exigence de sécurité

- Pare-brise dans le bouclier avant - Glaces latérales de caisse - Revêtement sur la structure de la caisse - Pièces d'équipements externes, - Parties hautes de panneau de toit sandwich

A2

Assemblages collés de véhicules ferroviaires et pièces de véhicule

ferroviaire avec exigence de sécurité intermédiaire

- Pièces d'équipements intérieurs, éléments suspendus, - Cloisons, revêtements - Plancher de bâti - Réservoir sans pression - Fixation de siège au plancher

A3

Assemblages collés de véhicules ferroviaires et pièces de véhicule

ferroviaire avec exigence de sécurité faible

- Panneaux - Glaces - Revêtement de sol - Poignées - Grille d'aération

DIN 6701 – Collage des véhicules ferroviaires et ses composants

Contraintes réglementaires

Une norme Allemande spécifie les exigences liées aux assemblages par collage

La normalisation dans le collage

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Certification du site

Formation du personnel

Une certification de l’outil industriel est nécessaire

DVS®-EWF European Adhesive Bonder

DVS®-EWF European Adhesive Specialist

DVS®-EWF-European Adhesive Engineer

Validation de la conception

Plan de qualification

FormationContrôle

Normes

Réparation

Process

Management de la Qualité

Conception

Gamme

Gestion des planning

Responsabilités

Indicateurs / Traçabilité

Contraintes réglementairesLa normalisation dans le collage

• Qualification du personnel avec 3 niveaux

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EWF European Adhesif Bonder EAB

- EWF 515

EWF European Adhesif SPECIALIST EAS

- EWF 516

EWF European Adhesif Engineer EAE

- EWF 517

• En France, la qualification du personnel est gérée par l’AFS

• RESCOLL est le seul organisme de formation habilité à

dispenser ces formations collages

La normalisation dans le collage

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• En France, la qualification du personnel est gérée par l’AFS

• RESCOLL est le seul organisme de formation habilité à

dispenser ces formations collages depuis 2009

• Quelques chiffres

200 opérateurs formés

80 spécialistes

• A partir de 2017, RESCOLL propose la formation ingénieur

colleur

La normalisation dans le collage

Dégraissage

alcool éthylique

Contrôle visuel du papier blanc

20

10 min

max 2 heures

Dépôt du primaire

Vérification de

l’uniformité du dépôt

Temps ouvert

10 min max

Accostage / Contrôle

Dépose du cordon triangulaire

Exigences de l’applicationCTE ≠ (verre / métal)

VibrationsPression / Dépression

SolutionColle élastomère PUR1K / dépose manuelle

Contraintes sur un procédé manuel

Vérification de la température -des matériaux - de l’atelier

Vérification l’humidité de l’atelier

La normalisation dans le collage

Le contrôle non destructif du collage

• Objectif industriel:

Quantifier la tenue mécanique des assemblages collés

• Objectif non atteint actuellement par les techniques de contrôles

conventionnelles

• Ultrasons

• Radiographie

• Tomographie

• Shearographie

• …

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Le contrôle non destructif du collage

• Possibilité d’un large éventails de défauts

• Nombreux défauts non détectables

Défauts de faible taille

Défauts d’adhésion (kiss bonding, pollution)

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SUBSTRAT

SUBSTRAT

Décollements

Manque de colle

Fissures

Inclusions

Polymérisation

anormale

Porosités

Kiss Bonding

Le contrôle non destructif du collage

• Nombreux travaux sont en cours sur le sujet

Projet COMPOCHOC (FUI)

Caractérisation d’assemblages collés par choc laser

Principe: Générer des contraintes mécaniques aux interfaces à

différentes intensités et valider à posteriori la tenue du collage

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Durabilité du collage

• Adhésif se dégrade dans le temps

Diffusion d’eau

Vibrations mécaniques

Choc thermique

Photo-vieillissement

• Dégradation des interfaces difficilement prédictibles

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Durabilité du collage

• Exemple de vieillissement

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Perspectives

• Le collage est une technologie en plein développement grâce à

sa polyvalence

• Les développements en cours sur les différentes étapes du

procédé vont permettre une meilleure maîtrise industriel

• Des verrous restent encore à lever afin de rassurer pleinement

les industriels

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