Défauts d'aspect de tôles revêtues de produit organique sur carrosseries

Suction phenomenon on sheets coated with organic product in car body

• Auteur / Autrice : Cédric Ghebaudo
• Direction : Véronique Bellenger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et matériaux
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles -- Carrosseries

Thermodurcissables

Résumé

Les colles et mastics appliqués au ferrage sont des produits thermodurcissables. Ils acquièrent leurs propriétés physiques/mécaniques par réticulation lors du passage en étuve cataphorèse permettant ainsi de répondre aux exigences fonctionnelles de véhicules automobiles. La dispersion du procédé d'encollage peut modifier les configurations et les propriétés des assemblages provoquant de façon aléatoire de légères ondulations dommageables pour la qualité des véhicules. L'augmentation accrue des produits organiques dans l'automobile multiplie ces risques, il était donc nécessaire d'en comprendre l'origine, puis de construire un modèle thermomécanique de l'ensemble polymère-tôle, pouvant prédire les déformations en fonction des propriétés des 2 constituants. Une grande partie de l'étude a porté sur la caractérisation du produit organique afin de relier les propriétés du matériau aux paramètres du procédé d'encollage. Une série d'essais a été mise en oeuvre dans le but d'étudier la cinétique de réticulation du polymère et caractériser les variations dimensionnelles associées au cycle thermique. Les propriétés thermomécaniques sont exprimées en fonction du taux d'avancement de la réaction et corrélées aux mesures de déformations par méthode optique, profilométrie mécanique et diffraction des rayons X. Une étude de la perception humaine des défauts d'aspect a permis de définir un critère limite de démérite en dessous du quel ces défauts ne sont pas préjudiciables. Une modélisation numérique simple de la déformation devient alors un outil de validation pour les nouveaux produits et le développement de configurations d'assemblage en éradiquant tout risque de marquage.

Adhesives and body fillers used in body shop are organic thermosetting products. They achieve their physical / mechanical properties by crosslinking during the curing of the “body in white” in the Electro-coat oven. In this way, it fits functional requirements for vehicles. Dispersion in the bonding process can modify the configuration and properties of the coated sheets causing them to be slightly wrinkled or corrugated. These surface strains are detrimental to the quality of the car body and require modification incurring additional costs. The increasing use of thermosetting polymers multiplies the risk of suction. It is therefore necessary to understand its origin and to build a thermo-mechanical model in order to predict the induced strains as a function of the two component properties. A large part of this work is focused on the characterization of the organic product in order to establish the relationship between the polymer properties and the crosslinking parameters. Several tests have been carried out to study the crosslinking kinetics and to characterise the dimensional variations caused by swelling and shrinkage during the thermal cycle. The thermo-mechanical properties are determined as a function of the crosslinking ratio and are correlated with strain measurements made by an optical method, mechanical profilometry and X-ray diffraction. Additional work concerning human perception of the defect was used to define a critical demerit parameter below which the defect is not detrimental. A simple numerical model based on strain is proposed as a tool for the validation of new organic products and configurations in order to eradicate the phenomenon of suction.