Soudage des polymères industriels

Résumé du document

Pour fabriquer des pièces complexes, on souhaite
couramment lier deux sous parties mécaniquement. Il existe de nombreuses méthodes (collage, soudage, rivetage, vissage, encliquetage, emboîtage) mais seulement certaines sont applicables aux polymères. En effet, la nature des polymères impose des
contraintes notamment au niveau des températures. Par exemple, les thermodurcissables ne sont pas soudables car ils ne peuvent être
fondus.

Extraits

[...] Ce soudage peut se faire avec apport de matière extérieur ( du même type de polymère –autogène- ou d'un autre –exogène-) ou sans. Pression Disque chauffant Fig1: Soudage avec apport de matière extérieure Fig2: Soudage sans apport de matière extérieure Fig3: Soudage au miroir Le soudage repose sur la capacité des polymères à s'interpénétrer. La qualité de la soudure est donc dépendante de la température de soudure, de son homogénéité et de la durée de chauffage. Une soudure bien réalisée peut présenter une résistance de 50 à 90% de la résistance de la matière en fonction de celui-ci. [...]

[...] Parmi elles, les méthodes de soudage sont particulièrement intéressantes. En effet, elles sont souvent moins coûteuses et plus solide que leurs équivalents mécaniques. Il pourrait cependant paraître étonnant que tant de méthodes de soudage cohabitent ; Pourquoi l'une d'entre elles n'a-t-elle pas pris l'ascendant sur les autres ? La raison est finalement fort simple : Les polymères présentent une multitude de propriétés et de caractéristiques variant pour chacun d'entre eux. Certaines méthode de soudage sont donc très efficaces pour certains polymères mais inutilisables avec d'autres. [...]

[...] En effet, les ondes hautes fréquences vont stimuler les molécules de polymères avec une concentration d'énergie maximale au centre de la pièce. Ainsi, les électrodes restent toujours froides et l'énergie n'est apporté que là où elle est nécessaire, sans dégrader l'extérieur des films à assembler. Cette technique n'est malheureusement applicable qu'aux polymères à structures dipolaires. Films de polymères à assembler Electrode froide Zone de fusion Fig11 : Soudage par ondes HF Conclusion Il existe de nombreuses méthodes pour assembler les polymères. [...]

[...] Ces ondes peuvent être infrarouges. Dans ce cas les surfaces sont échauffées séparément puis pressées l'une contre l'autre. Fig8 : Soudage par rayonnement infrarouge On peut aussi avoir recours à un laser pour échauffer précisément la zone de contact. Il faut nécessairement avoir l'un des matériau transparent et l'autre opaque qui absorbera l'énergie de l'onde dans sa fusion. Rayon laser Matériau transparent Zone de fusion Matériau opaque Fig9 : Soudage par rayonnement laser Il est aussi possible de faire appel aux ondes électromagnétiques pour provoquer la fusion des matériaux. [...]

[...] D'une manière simple, on synthétise les données dans le tableau suivant: Type d'assemblage Collage Soudage Rivetage Vissage Encliquetage Emboîtage Polymères utilisables TD et certains TP TP uniquement Principalement les TP TD et TP TP uniquement TD et TP Termoplastiques, TD: Termodurs) Le soudage par élément chauffant Dans le cas des métaux, l'usage de ce type de soudage est classique. Pour les polymère, moins. C'est pourtant une méthode efficace et facile à mettre en œuvre. Comme pour les métaux, le principe de base est de fondre - ou tout au moins de ramollir - les bords des pièces à assembler. Dans un second temps (ou simultanément, en fonction des processus), les pièces sont pressées l'une contre l'autre jusqu'à refroidissement total. [...]