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Types de joints de panneaux composites

Il existe différents types d’assemblage des panneaux composites en aluminium : collage, soudage, assemblage mécanique, rivetage, vissage, assemblage de profilés. Examinons chacun d’entre eux de plus près.

Collage

Les surfaces composites en aluminium peuvent être collées avec n’importe quel adhésif métallique ou des adhésifs universels appropriés. Pour coller des matériaux composites à d’autres matériaux, il est nécessaire d’utiliser des adhésifs très élastiques (par exemple, des adhésifs monocomposants à base de polyuréthane). Lors de l’assemblage de grandes surfaces de matériaux appartenant à des groupes chimiques différents, il est recommandé de procéder à des essais préliminaires afin de clarifier la réponse des surfaces, car les différences entre les coefficients de traction linéaire peuvent entraîner des déformations indésirables.

Si le polyéthylène est utilisé comme charge du matériau composite, le collage bout à bout des panneaux est pratiquement impossible en raison de la faible énergie de surface de ce polymère. Il est possible d’utiliser des adhésifs spéciaux modernes pour le polyéthylène et le polypropylène, mais la meilleure solution reste d’autres méthodes d’assemblage : le soudage ou la fixation mécanique. Si la couche intermédiaire est remplie de polyuréthane ou de charges minérales, il est possible d’utiliser des adhésifs convenant aux assemblages bout à bout, mais il convient de noter que la liaison adhésive peut être détruite sous l’effet de fortes charges mécaniques de cisaillement, de flexion ou de cisaillement.

Si la résistance du produit n’est pas très importante ou si vous fixez de petites pièces, vous pouvez utiliser des rubans adhésifs double face à l’adhérence maximale. Les raccords fractionnés peuvent être facilement réalisés à l’aide d’aides à l’assemblage telles que les bandes auto-agrippantes et les boutons-pression.

Soudage

Le soudage des matériaux composites peut être effectué par la méthode la plus répandue pour l’assemblage des matériaux polymères : le soudage à l’air chaud (t = 260 – 270 °C) à l’aide d’un fil de soudure (brasure). À l’aide de machines à souder, la couche interne du matériau composite et le fil de soudure sont chauffés et solidement assemblés. Les facteurs décisifs pour un joint de qualité sont : la préparation nécessaire des surfaces à souder, la qualité du fil de soudure, l’air chaud sans impuretés, la température et la pression requises et la vitesse du processus de soudage.

La technique de soudage à l’air chaud la plus pratique est la méthode de soudage accélérée avec l’utilisation d’un dispositif spécial de traction des fils et des fibres. Cette méthode permet de chauffer uniformément les surfaces nécessaires à une liaison solide, à la pression et à la productivité élevée de l’opération.

Pour une qualité de joint optimale, les extrémités du matériau composite à souder doivent être chanfreinées avant le soudage. L’angle de biseautage dépend du profil et de la largeur du fil. Une fois les bords ainsi préparés, le soudage doit être effectué dans les 24 heures. Cette exigence est due à la réaction possible de l’agent d’apport avec l’oxygène, qui peut empêcher le soudage ou réduire sa résistance.

Pour l’assemblage des panneaux composites avec un mastic en polyéthylène, il est recommandé d’utiliser une brasure tendre en polyéthylène, dont la surface est poncée avant la soudure.

Après le soudage, un chevauchement se forme sur la surface du joint. Il est enlevé à l’aide d’un couteau profilé après que la soudure a complètement refroidi. La lame du couteau doit être maintenue avec une inclinaison maximale vers la surface des pièces soudées.

Remarque : il existe des matériaux composites dont la couche intérieure n’est pas constituée d’une charge solide, mais d’une fine feuille de polymère (PE) profilée avec des sections d’air longitudinales. Ces matériaux ne peuvent pas être assemblés ou soudés bout à bout en raison de la surface de contact négligeable.

Raccordement mécanique

Les méthodes d’assemblage mécanique des matériaux composites dans les structures légères sont similaires à celles des plastiques et des tôles. Il est conseillé d’utiliser des attaches en plastique, en aluminium et en acier inoxydable qui ne sont pas sujettes à la corrosion. Si le matériau des vis, des boulons ou des rivets est instable aux influences environnementales et risque, avec le temps, de gâcher l’aspect du produit ou d’affaiblir la solidité de l’assemblage, ces éléments doivent être vernis ou isolés à l’aide de joints avant l’installation.

Lorsque les panneaux sont utilisés à des fins de construction et dans la fabrication de structures publicitaires à grande échelle, la question de la fixation doit être abordée de manière responsable. Dans ces cas, non seulement l’aspect du produit, mais aussi la sécurité des personnes et des biens dépendent de la solidité du joint. Des vis autotaraudeuses spéciales ont été développées pour les panneaux composites. La pointe de la vis a la forme d’une mèche en acier trempé. C’est cette partie de la fixation qui supporte la charge principale du perçage d’un trou non seulement dans le composite, mais aussi dans le matériau de la structure porteuse, par exemple les pannes en acier. Le reste de la vis est en acier inoxydable ou en acier galvanisé. Les vis en acier inoxydable sont plus durables et plus fiables que les vis galvanisées, qui sont très sensibles à l’humidité et aux milieux agressifs. Pendant le processus de vissage, la couche de zinc est gravement endommagée, ce qui réduit encore la durée de vie de la vis (jusqu’à 2 à 5 ans). La durée de vie des vis en acier inoxydable est comparable à celle des panneaux composites eux-mêmes.

Les vis pour matériaux composites présentent les caractéristiques suivantes :

  • Le diamètre de la partie du boulon à fixer à la base de support est plus petit que le diamètre de la partie de la sous-rondelle. Ceci est nécessaire pour fixer solidement la vis dans la fine couche d’aluminium du panneau.
  • Les diamètres des filets sont également différents : le filet central a un diamètre inférieur à celui du filet de la rondelle inférieure. Cela permet de renforcer l’étanchéité.

Le raccordement est scellé par une rondelle en EPDM (éthylène-propylène-diène-terpolymère), le matériau synthétique le plus résistant aux intempéries, durable et adapté à une utilisation en extérieur.

Les composites, comme les autres matériaux, se dilatent et se contractent sous l’influence des fluctuations de température. Lors de l’installation de panneaux dans la rue, il est particulièrement important de tenir compte de ce facteur. Le coefficient de dilatation linéaire du composite est basé sur les propriétés du revêtement en aluminium et a des valeurs de 0,023 – 0,025 mm/m°C selon le fabricant. Afin d’éviter des déformations irréversibles, le diamètre des trous de fixation et des ouvertures du profilé doit être correctement calculé en fonction des températures maximales et minimales de fonctionnement possibles. La forme du profilé doit assurer une fixation fiable du panneau dans toutes les conditions de température et sous des charges mécaniques maximales (vent, vibrations, etc.).

Rivetage

Les panneaux composites peuvent être assemblés à l’aide de rivets adaptés à l’aluminium. Lorsque la structure est utilisée à l’extérieur ou dans des zones humides, il est recommandé d’utiliser des rivets aveugles en aluminium ou en acier inoxydable et de laisser l’espace nécessaire pour permettre à la tôle de bouger librement pendant la dilatation. Les rivets à tête fraisée ne permettent pas le mouvement du matériau et ne conviennent donc pas à une utilisation en extérieur. Pour éviter que la fine couche d’aluminium du matériau composite ne se plie vers le matériau de remplissage pendant le rivetage (dans le cas d’un trou non fraisé), des coussinets peuvent être utilisés pour protéger le matériau de la pression excessive et inégale de la tête du rivet sur sa surface.

Joint boulonné

Pour le montage de panneaux composites à l’intérieur, vous pouvez utiliser des vis en métal ou en bois avec différentes formes de tête. Pour créer un assemblage propre et éviter l’augmentation des contraintes internes locales lors de l’utilisation de vis à tête fraisée, il est nécessaire d’agrandir le trou à l’aide d’un outil de fraisage au préalable. A température ambiante constante, il n’est pas nécessaire de laisser des espaces pour permettre au matériau de circuler librement.

Il est recommandé de fixer les panneaux dans des conditions extérieures en utilisant des vis de façade solides avec des joints d’étanchéité. Les vis ne doivent pas être trop serrées. Des rondelles et des bouchons décoratifs en plastique facilement amovibles peuvent être utilisés pour dissimuler les fixations, dont la couleur peut être assortie à celle du panneau. L’utilisation en extérieur nécessite la prise en compte des variations dimensionnelles des panneaux et le respect des normes d’installation correspondantes.

Profils

Des connexions solides dans la fabrication de structures publicitaires peuvent être créées en utilisant une grande variété de systèmes de profilés. Les profilés en plastique et en aluminium en forme de P, U, L et H ainsi que les cadres pliants avec mécanisme d’encliquetage sont couramment utilisés dans les intérieurs.

Les conditions extérieures requièrent une approche plus prudente. Le panneau dans le profilé doit être installé avec un espace permettant la libre circulation du matériau. Dans le cas de structures de grande taille, afin d’augmenter leur résistance à différents types de charges et pour des raisons de sécurité, il est conseillé de fixer le profilé en plusieurs points à l’aide de vis et de presser ses tablettes sur la surface du panneau (si l’épaisseur et le matériau du profilé le permettent).

Il existe sur le marché plusieurs systèmes de profilés spécialisés pour l’installation de façades ventilées.

Attention. Lors de l’installation de constructions composées de plusieurs (ou de nombreux) panneaux identiques, il est nécessaire d’installer chaque panneau dans le même sens. Cela sera facile à faire si le film protecteur avec les marquages n’est pas enlevé au préalable. Si cette règle n’est pas respectée, des éléments identiques peuvent apparaître différents les uns des autres selon l’angle de vue et en cas de forte luminosité.