Dispositif d'essai de pelage du tambour à rouleaux (ASTM D3167)

Modèle n° WTF-RD (acier inoxydable)

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Fig. 1 : Tambour à rouleaux standard

Le test de pelage au rouleau flottant, ou test de pelage au tambour à rouleaux comme il est parfois appelé, a été normalisé pour la première fois par l'ASTM en 1973 (référence 1). Comme indiqué dans cette norme, il est utile pour les essais d'acceptation et de contrôle des processus, et peut être utilisé comme alternative à la méthode d'essai de pelage sur tambour grimpant (référence 2) lorsque ce dispositif n'est pas disponible. (Le dispositif d'essai de pelage à tambour grimpant est disponible auprès de Wyoming Test Fixtures, Inc. sous le modèle WTF-CD, et est décrit sur le site Web de l'entreprise). Dispositif d'essai de pelage à tambour grimpant page de ce site web). L'essai de pelage du tambour à rouleaux est toutefois plus sévère que l'essai de pelage du tambour grimpant, car l'angle de pelage est plus grand.

La photographie de la figure 1 montre deux vues de l'appareil complet. Le dispositif se fixe à la traverse d'une machine d'essai de traction par l'intermédiaire du trou fileté UNC 0,5"-13 visible dans l'adaptateur pivotant. Les deux rouleaux de support d'échantillon de 1" de diamètre, qui contiennent des douilles en bronze pour minimiser la friction, se trouvent en bas.

L'éprouvette de stratifié standard a une largeur de 0,5" et une longueur d'au moins 10", y compris une extension de 2" de l'adhérence flexible à une extrémité, qui est saisie à la base de la machine d'essai. D'autres largeurs de spécimens peuvent également être utilisées, jusqu'à la capacité de largeur de 1" du dispositif d'essai. Le stratifié est constitué d'un adhérent flexible collé à un adhérent rigide. Bien que l'épaisseur requise de chaque adhérence dépende du type de matériau utilisé, lorsqu'aucune épaisseur n'est spécifiée, la norme ASTM suggère 0.025" pour l'adhérence flexible et 0.064" pour l'adhérence rigide. L'exigence critique, cependant, est que l'adhérence rigide ne se plie pas excessivement pendant l'essai.

En général, un panneau large (la norme ASTM suggère une largeur de 3") est fabriqué, comme indiqué dans le croquis ci-dessous, à partir duquel des spécimens individuels de 0,5" de large sont découpés. L'extension de 2" de l'adhérence flexible est ensuite pliée avant ou pendant l'insertion de l'échantillon dans le dispositif de fixation de la manière indiquée à la figure 2. Au moins 1" de cette extension est ensuite saisi dans une pince de traction standard montée dans la base de la machine d'essai. La quantité mesurée est la force moyenne par unité de largeur de l'éprouvette nécessaire pour décoller l'adhérence flexible de l'adhérence rigide.

Les détails de la préparation des échantillons, de la procédure d'essai et de la réduction des données figurent dans la norme ASTM D3167, dont sont tirés les croquis de la figure 2. Des informations complémentaires utiles sur la procédure et une discussion sont également présentées dans la référence 3.

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Fig. 2 : Détails de la fabrication et de l'installation des spécimens selon la norme ASTM D3167.

Le dispositif standard ASTM peut accueillir des spécimens d'une largeur maximale de 1", avec une adhérence rigide d'une épaisseur maximale de 0,3" et une adhérence flexible d'une épaisseur maximale de 0,2".

Des montages spéciaux peuvent être conçus et fabriqués pour accueillir des spécimens plus grands et non standard, si nécessaire. Un exemple est présenté à la Fig. 3. Le montage spécial de droite peut accueillir des échantillons d'une largeur maximale de 1,75".

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Fig. 3 : Dispositif de test de pelage à tambour de taille standard à gauche et dispositif de 1,75" de large à droite.

Un autre exemple de dispositif de taille spéciale est celui présenté à gauche sur la figure 4, un dispositif de taille standard étant présenté à droite. Ce dispositif spécial peut accueillir des spécimens d'une largeur maximale de 4". Bien entendu, nous pouvons fabriquer des montages spéciaux de toute taille souhaitée.

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Fig. 4 : L'appareil spécial de 4" de large est représenté à gauche et l'appareil standard à droite.

Une version modifiée du dispositif d'essai de pelage à rouleaux a été mise au point par Boeing, comme le présente la norme BSS 726 de Boeing Specification Support Standard (référence 4). Bien qu'il ait été conçu pour tester les liaisons métal-métal, il est également utilisé pour tester la liaison adhésive entre les laminés composites. Le montage est illustré à la Fig. 5.

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Fig. 5 : Dispositif modifié de test de pelage du rouleau (rouleau flottant) (norme Boeing BSS 7206), une modification de la norme ASTM D3167.

La principale modification par rapport au dispositif standard ASTM consiste à ajouter un rouleau de support intermédiaire de 3/8" de diamètre entre les deux rouleaux principaux de 1" de diamètre. Notez également que le montage a une face avant ouverte, ce qui facilite l'installation de l'éprouvette. L'éprouvette standard a une largeur de 1" et une longueur de 14", avec 2" de l'éprouvette à une extrémité non liée. La procédure d'essai est essentiellement la même que pour le montage standard ASTM.

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Fig. 6 : Dispositif d'essai de pelage à 90 degrés RD personnalisé (BS EN 1372) présenté à gauche avec un dispositif standard à droite.

Source d'information supplémentaire :

1) Norme ASTM D 3167-03 (2003 ; réapprouvée en 2004), "Floating Roller Peel Resistance of Adhesives", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvanie (publiée pour la première fois en 1973).

2) Norme ASTM D 1781-98 (1998 ; réapprouvée en 2004), "Climbing Drum Peel Test for Adhesives", American Society for Testing and Materials, West Conshohoken, Pennsylvanie (publiée pour la première fois en 1960).

3) T.J. Whitney et D.R. Askins, "Determination of Minimum Adherend Thickness for Climbing Drum and Floating Roller Adhesive Tests", rapport WL-TR-91-4086, Wright Lab, Wright Patterson AFB, Ohio, janvier 1992.

4) Boeing Specification Support Standard BSS 7206, "Peel, Metal to Metal, Adhesive Bonded", The Boeing Company, Seattle, Washington, initialement publié en septembre 1974, révisé en avril 1986.