Ruban mousse acrylique double face (type VHB) : quand il remplace vis et rivets

Un ruban mousse acrylique double face, comme le 3M VHB, remplace des vis, des rivets ou des points de soudure quand le joint travaille en cisaillement ou en traction, sur des surfaces compatibles. Il se dimensionne à la charge : 3M recommande environ 55 cm² de ruban par kilogramme de charge statique, et le joint n’atteint sa tenue complète qu’après 72 heures. ATE découpe ces rubans à la forme du joint, en tant que 3M Preferred Converter.

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Ruban mousse acrylique ou double face classique : quelle différence ?

Un ruban mousse acrylique est un ruban double face dont la mousse et l’adhésif sont tous deux acryliques, conçu pour remplacer une fixation mécanique dans un produit fabriqué en série. On parle aussi d’adhésif double face structural, ou de « scotch double face VHB » dans le langage d’atelier. Les rubans de fixation vendus comme « les plus puissants » au grand public sont d’une autre famille.

Le tesa PRO 66792, présenté par tesa comme son double face de fixation le plus fort, en est un bon exemple : une mousse polyéthylène, un adhésif caoutchouc synthétique et une tenue annoncée de 10 kg pour 10 cm de ruban. Il est fait pour fixer une plaque ou une boîte à clés au mur. La fiche du 3M VHB GPH-110GF, elle, présente le ruban comme une alternative aux rivets, aux soudures, aux vis et aux colles liquides.

Les deux fiches ne mesurent pas la même chose. Un « plus puissant » ne se compare qu’avec la même méthode d’essai, sur le même support. Pour un assemblage industriel, il faut plutôt savoir combien de ruban poser, et sur quelle surface.

Les règles citées ici viennent du guide de conception 3M VHB, du guide produits 3M VHB et des fiches techniques citées. ATE prend 3M comme référence parce que nous transformons ses rubans VHB en tant que 3M Preferred Converter. D’autres fabricants proposent des mousses acryliques, avec leurs propres règles. VHB est une marque de 3M.

Un ruban VHB peut-il remplacer des vis ou des rivets ?

Oui, à condition que le joint travaille surtout en cisaillement ou en traction et que la surface de ruban soit dimensionnée pour la charge. Une vis ou un rivet concentre l’effort en quelques points. Le ruban le répartit sur toute la longueur du joint, ce qui permet, selon le guide de conception 3M, d’utiliser des tôles plus fines et d’alléger l’ensemble.

Le même guide cite d’autres effets : pas de perçage ni de soudure à reprendre, un joint étanche qui amortit aussi les vibrations, et la possibilité d’assembler deux métaux différents sans corrosion entre eux. Sur la face visible, la fixation disparaît.

Le guide note aussi la contrepartie : un joint collé au ruban est plus souple qu’un assemblage vissé. Une application qui demande une grande rigidité peut nécessiter une adaptation de la conception, par exemple un raidisseur.

Dans quels cas garder une fixation mécanique ?

Le ruban demande une validation par essai, ou une fixation d’appoint, dans plusieurs situations.

• Une charge permanente mal dimensionnée. Sous un poids constant, une mousse viscoélastique flue. C’est pour limiter ce fluage que 3M fixe une surface minimale de ruban par kilogramme.
• Une surface à basse énergie. Les fiches 3M signalent le polypropylène, le polyéthylène et l’EPDM comme difficiles à coller. Il faut alors un ruban formulé pour ces surfaces, ou un primaire.
• Une température hors plage (détails plus bas).
• Un effort qui soulève un bord. Les règles de dimensionnement de 3M portent sur le cisaillement et la traction. Un panneau qu’on peut arracher par un coin travaille en pelage, hors de ces règles : il se valide par essai.
• Une pose impossible dans de bonnes conditions, sur un chantier froid ou sale par exemple. La tenue dépend de la préparation et de la température de pose.

Combien de ruban VHB faut-il pour tenir une charge ?

Pour une charge statique en cisaillement, le guide produits 3M recommande environ 55 cm² de ruban par kilogramme. Pour une charge dynamique, la fiche GPH-110GF donne un facteur de conception de 85 kPa, soit 8,5 N par cm² de ruban. Ces valeurs sont des points de départ, à confirmer par des essais sur l’application réelle.

Charge statique : un exemple

Le guide traduit la règle en longueur de ruban par kilogramme : 430 mm en 12,7 mm de large, 290 mm en 19 mm, 215 mm en 25,4 mm. Un panneau de 2 kg suspendu demande donc environ 110 cm² de ruban, soit 580 mm de ruban de 19 mm de large. 3M indique que cette quantité peut être réduite jusqu’à 50 % après évaluation de l’application.

Charge dynamique : la formule

Avec le facteur de 85 kPa, la surface de ruban se calcule simplement : surface en cm² = effort dynamique en newtons ÷ 8,5. Un effort de 200 N demande ainsi environ 23,5 cm² de ruban, soit environ 124 mm de ruban de 19 mm de large.

Quelle épaisseur de ruban choisir ?

L’épaisseur dépend de l’écart entre les deux surfaces et des mouvements du joint, pas de la charge. Le guide produits 3M donne trois règles.

La règle de dilatation compte dès qu’on assemble deux matériaux différents, de l’aluminium sur du polycarbonate par exemple. Si l’écart de dilatation entre les deux pièces dépasse trois fois l’épaisseur du ruban, il faut un ruban plus épais ou un joint plus court. Les familles VHB vont de 0,5 à 3,0 mm d’épaisseur selon le guide produits.

Quel ruban VHB choisir selon la surface ?

Le choix se fait d’abord sur les surfaces à coller. Selon 3M, toutes les familles VHB adhèrent bien à la plupart des métaux, au verre et aux plastiques à haute énergie. Les familles se distinguent par la dureté de la mousse et de l’adhésif, et par les surfaces difficiles qu’elles acceptent.

Trois cas demandent une famille précise. Sur du polypropylène ou du polyéthylène, il faut la famille LSE, ou le primaire 94, qui selon 3M peut améliorer la tenue sur ces surfaces. Sur une peinture poudre, la famille 5952 est donnée par 3M pour la plupart de ces peintures, et la famille GPH permet de coller avant le passage en peinture. Pour un collage visible à travers une face transparente, la famille 4905 à 4918 est la seule transparente de ce tableau. Notre article sur le traitement corona explique ce qu’est l’énergie de surface.

Quelle température un ruban VHB supporte-t-il ?

Selon le guide produits 3M, la mousse VHB garde ses propriétés élastiques entre -40 °C et 90 °C pour les familles générales. Pour aller au-delà, la famille GPH est donnée pour 150 °C sur des jours ou des semaines et 230 °C sur des minutes ou des heures. Sa fiche indique aussi qu’un échantillon de 0,5 pouce carré tient 500 g pendant 10 000 minutes à 177 °C.

Le froid pose surtout un problème à la pose, pas en service : 3M précise qu’un ruban bien posé tient en général correctement jusqu’à -40 °C.

Comment poser un ruban VHB ?

Un ruban bien dimensionné peut lâcher s’il est mal posé. Les fiches 3M donnent la procédure suivante.

1. Nettoyer avec un mélange 50/50 d’alcool isopropylique et d’eau, après un dégraissant si la surface est huileuse. Égrener les peintures et les plastiques durs.
2. Vérifier la température : idéalement de 21 à 38 °C, au minimum 10 °C pour la plupart des familles (de 0 à 15 °C selon la famille).
3. Presser le ruban à environ 100 kPa, deux à trois fois plus sur des pièces rigides, au rouleau ou à la presse.
4. Attendre avant de charger : environ 50 % de la tenue après 20 minutes, 90 % après 24 heures, 100 % après 72 heures à température ambiante. Le joint ne doit pas être sollicité avant 72 heures.

Ces 72 heures comptent pour l’organisation de la production : une pièce testée en sortie de ligne n’a pas encore sa tenue finale. 3M indique qu’une heure à 66 °C accélère la montée en tenue. Notre article sur les causes de décollement reprend les erreurs de préparation les plus fréquentes.

Pourquoi une pièce découpée plutôt qu’un rouleau ?

Parce qu’elle met exactement la surface calculée à l’endroit prévu, avec la même forme sur toute la série. En rouleau, le ruban se coupe à la main, se pose à l’œil, et la surface collée varie d’une pièce à l’autre.

ATE découpe les rubans 3M VHB et les livre en rouleaux découpés en mi-chair, en plaques ou en pièces sur bande pour la pose automatisée. La forme se dessine pour couvrir la surface calculée sans déborder sur une zone visible. Une languette de préhension permet de retirer le liner sans toucher l’adhésif. Pour une pose par robot, le liner et le sens d’enroulement se fixent dès le cahier des charges (voir notre article sur le choix du liner pour la pose automatisée).

En série, la découpe rotative tient le dixième de millimètre sur les matières stables, avec des outils que nous fabriquons en interne. Notre article sur la pose robotisée détaille les points à fixer pour un robot, et notre page adhésifs double face présente les autres familles 3M que nous transformons. Nous produisons sous certification IATF 16949.

Ce qu’il faut nous transmettre pour chiffrer

1. Les deux matériaux à assembler, avec leur finition : métal brut, peinture poudre, plastique, verre.
2. La charge : poids de la pièce, efforts dynamiques, sens de l’effort.
3. La planéité et le jeu entre les deux surfaces, pour choisir l’épaisseur.
4. L’environnement : plage de température, humidité, UV, produits chimiques.
5. La pose : manuelle ou automatique, température de l’atelier, délai avant mise en charge.
6. Le volume et le format de livraison souhaité.

Questions fréquentes