Collage autogène

[goodvibes69]

Bonjour à tous,

Je travaille dans le domaine médicale sur la conception d'un dispositif médical destiné à être utilisé sur un organe du corps humain. Ce DM doit donc etre décontaminé puis subir un cycle de stérilisation plasma (en l'occurence l'agent stérilisant est du peroxyde d'hydrogène). Ce DM doit pouvoir supporter au minimum 30 cycles de 75min à 45°C avec différentes phase (cf.lien internet http://www.cefh-ceps.com/sterilisation/bd_ste/ste25.htm).

Je discutais sur le forum technologie d'un moyen de collage d'une pièce en matériau biocompatible (peek ou radel PPSU, je dispose des datasheet si cela vous est utile) avec une autre pièce qui est soit de l'inox 316L soit le même matériau biocomp. Le problème étant qu'après discussion avec des personnes de chez Loctite, il s'avère que les adhésifs qu'ils disposent ne pourront pas supporter plus de 3 cycles de stréilisation. On m'a alors parlé du collage autogène par utilisation d'un solvant. Or n'y connaissant rien, on m'a conseillé de venir sur ce forum ou je pourrais surement trouver de l'aide des conseils.

Voici ci joint les deux pièces que je souhaite fixer à mon boitier.

Je suis donc à la recherche de conseils sur le solvant et ses précautions d'emploi à utiliser pour garantir la bonne fixation de ces pièces et cela malgré les contraintes de stérilisation.

Merci d'avance à ceux qui me repondront.

Bonne journée à tous
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[Tropique]

Hello

Tu n'as apparemment pas reçu beaucoup d'aide, je vais donc tenter d'apporter quelques éléments de réponse, bien que je ne sois pas spécialiste. Moi, c'est plutot l'électronique et l'optique, je suis donc un utilisateur comme toi.
Une première remarque: le collage autogène est surtout efficace pour des pièces de même nature. Exemple typique, les maquettes à assembler en polystyrène: on met un peu de solvant sur les parties à coller, on attend qu'il dissolve les surfaces et on les presse l'une contre l'autre. Après un temps de séchage suffisant, les pièces sont quasiment soudées entre elles.
Si tu tentais la même chose avec une pièce en PS et l'autre en métal, ça se passerait différement: il semblerait d'abord que le PS dissous se colle au métal, mais lorsque l'assemblage sera totalement sec il suffira d'un effort ridicule pour séparer proprement les deux pièces. Le polymère et le métal ont des surfaces trop incompatibles et sont incapables de former des liaisons fortes. Dans certains cas, un traitement de surface adéquat peut améliorer les choses.
Deuxième chose, l'utilisation d'un solvant dans une colle est généralement considérée comme un pis-aller. Les colles haute performance ont normalement leur durcissement basé sur une réaction chimique. L'introduction d'un solvant dans un ensemble à coller est vue comme l'arrivée d'un invité supplémentaire, non-désiré, qui va compliquer les problèmes: migration vers les interfaces, difficulté d'évacuation, atteinte à la stabilité dimensionnelle, etc.
Et en plus, il y a le problème de trouver le solvant ad-hoc, ce qui dans le cas du PEEK risque d'être jouissif: c'est un des polymères réputé pour sa résistance aux attaques de toutes sortes, il faudra donc se tourner vers des produits comme des éthers spéciaux, ou des acides forts, probablement à haute température. Donc difficultés de manipulation, dangers, problèmes de résistance du reste de l'assemblage... Sans garantie qu'il s'accroche solidement à ton inox.
Conclusion, je pense qu'il vaut mieux éviter le solvant, même si tu utilises l'autogène. Il y a des alternatives: les ultrasons, bien qu'ici je ne pense pas que ce soit possible, ou le chauffage, soit avec une source externe, soit par vibration ou rotation. Tu peux faire un test, histoire de voir si ça vaut la peine d'approfondir: tu prends deux échantillons de tes matériaux, tu leur fais subir un traitement de surface ad-hoc, tu mets un primer adéquat (voir ici p.ex.: http://www.reltekllc.com/adhesives-coatings.html), tu mets les deux pièces sous pression et tu chauffes ta pièce en inox à qques centaines de degrés (à déterminer). Ensuite tu laisses refroidir lentement, toujours sous pression, et tu fais tes test sur l'assemblage réalisé. Si tu vois que tu es largement à côté de la plaque, inutile de continuer à perdre du temps.
A+

[goodvibes69]

merci bien à toi de ton aide et d'avoir pris le temps de me répondre...imaginons que du point de vu budget, je ne suis pas limité, je pourrai tenter de réaliser ce collage autogène avec deux pièces en PEEK...cela est tres envisageable donc question vers quel fabriquant est ce que je peux aller pour approfondir la question...j'ai déjà démarché LOCTITE mais qui ne m'a jamais parlé de cette solution...connais tu donc un fabriquant à me conseiller ?

[HarleyApril]

D'après ce que je comprends, il te faudrait arriver à dissoudre localement les deux pièces au niveau de leur surface de contact.
L'évaporation du solvant produirait ensuite la resolidification et le collage grâce à l'interpénétration des chaînes polymère.
Comme solvant, je ne vois guère que les cétones à point d'ébullition élevé: méthyl éthyl cétone (MEK), méthyl isopropyl cétone (MIPK), méthyl isobutyl cétone (MIBK).
Le PEEK est en effet réputé insoluble dans les autres solvants (aromatiques, halogénés).
Ces cétones sont utilisées industriellement et ne sont pas trop toxiques (je peux te retrouver la classe ICH si besoin).

[A voir en vidéo sur Futura]

[chatelot16]

j'ai déjà démarché LOCTITE mais qui ne m'a jamais parlé de cette solution

normal : loctite est un fabricant de colle ce n'est pas eux qui vont te dire de prendre un simple solvant pour te passer de colle

mais je decouvre cela avec toi : je ne connaissait cette posibilité de collage par solvant que pour le polystyrene (pas expansé)

[Tropique]

merci bien à toi de ton aide et d'avoir pris le temps de me répondre...imaginons que du point de vu budget, je ne suis pas limité, je pourrai tenter de réaliser ce collage autogène avec deux pièces en PEEK...cela est tres envisageable donc question vers quel fabriquant est ce que je peux aller pour approfondir la question...j'ai déjà démarché LOCTITE mais qui ne m'a jamais parlé de cette solution...connais tu donc un fabriquant à me conseiller ?

Comme je l'ai précisé, le passage par un solvant est une option de dernier choix: même si les solvants mentionnés par Harley conviennent, il est très possible qu'il y ait des inconvénients: quelques exemples:
Il faut que le solvant agisse de façon localisée, s'il diffuse trop loin dans les pièces, la manipulation va devenir incontrolable.
La dissolution suivie du séchage risque d'altérer la structure du polymère, en provoquant une cristallisation ou d'autre phénomènes qui vont fragiliser la zone de collage.
Les méthodes thermiques ou mécano-thermiques ne sont pas sans reproche non plus, mais elles sont généralement plus fiables.
Recherche du côté du spin-welding et vibration-welding. Je ne sais pas trop comment le PEEK va y réagir, mais à mon sens ce sont les méthodes les plus prometteuses (et en plus, elles ne nécéssitent aucun produit).
Quelques pistes de départ:
http://www.heatstaking.com/home.htm
http://plastics.inwiki.org/Plastic_welding
http://www.geigertechnik.de/technolo...index_eng.html
Voir aussi les notes d'application et White Papers des fabricants de polymères: c'est souvent une source d'infos très valable.
A+