DIN 53295 Essais des structures sandwich - Essai de pelage avec assistance au tambour

DIN 53295 Essais des structures sandwich - Essai de pelage avec assistance au tambour

La norme « DIN 53295 Essais des structures sandwich – Essai de pelage avec tambour », publiée par l’Institut allemand de normalisation (DIN), décrit une méthode d’essai permettant de déterminer la résistance au pelage des liaisons adhésives dans les structures sandwich. Ces structures sont généralement constituées de deux couches superficielles minces et rigides (par exemple, en aluminium ou en composite) collées à un matériau d’âme léger (par exemple, en nid d’abeille, en mousse ou en bois de balsa). Ces matériaux sont largement utilisés dans l’aérospatiale, l’automobile, le ferroviaire, la construction de panneaux et d’autres industries exigeant un rapport résistance/poids élevé.

DIN 53295 Essais des structures sandwich - Essai de pelage avec assistance au tambour

Cette norme vise à évaluer la capacité de l'adhésif à maintenir la couche superficielle au noyau sous l'effet des forces de pelage. Une mauvaise adhérence peut entraîner un délaminage, un mode de défaillance critique des panneaux sandwich. Le test fournit une mesure quantitative de la qualité de la liaison, généralement exprimée en moment de pelage (couple par unité de largeur) ou en force de pelage moyenne.

Cette méthode utilise un dispositif spécial appelé tambour grimpant (ou appareil de pelage de tambour). Le principe de fonctionnement du test est le suivant :

  • Préparation de l'échantillon : Un échantillon rectangulaire de type sandwich est préparé (dimensions typiques : environ 75 mm de large x 300 mm de long, mais les dimensions exactes sont définies dans la norme). Une couche superficielle est partiellement prédécoupée ou décollée à une extrémité pour assurer l'adhérence.
  • Préparation : L’échantillon est positionné de manière à ce que la couche superficielle détachée soit enroulée et comprimée autour du centre d’un tambour cylindrique. Ce tambour est muni de rebords ou de plaques d’extrémité pour guider l’enroulement. Des sangles ou des bandes de chargement flexibles sont fixées sous le tambour et reliées à la traverse inférieure d’une machine d’essai universelle.
  • Procédure : L’autre extrémité de l’échantillon (toujours fixée) est maintenue par le haut. Lorsque les courroies de la machine d’essai tirent vers le haut, le tambour tourne et se déplace le long de l’échantillon. Ce procédé permet de détacher la couche superficielle du noyau de manière contrôlée, simulant ainsi une opération de pelage à 180 degrés avec un moment de flexion plutôt qu’une traction pure.
  • Mesure : La force nécessaire au pelage de la couche superficielle est enregistrée en continu. Le résultat principal est généralement le moment de pelage moyen sur une longueur de pelage définie, calculé à partir du couple produit par la force appliquée et du rayon du tambour. La méthode du tambour ascendant présente l’avantage d’appliquer un angle de pelage relativement constant et de réduire l’influence de la rigidité en flexion de la couche superficielle par rapport aux essais de pelage planaires plus simples.

La norme DIN 53295 est étroitement liée à d'autres normes internationales, et est souvent citée conjointement avec elles, pour le même essai de pelage sur tambour grimpant ou un essai similaire :

  • EN 2243-3 Série Aviation - Adhésifs structuraux - Méthodes d'essai - Partie 3 : Essai de pelage sur tambour grimpant
  • Méthode d'essai de pelage sur tambour en montée ASTM D1781 pour les adhésifs

De nombreux bancs d'essai modernes sont conçus pour se conformer simultanément aux trois normes.

La norme DIN 53295 continue d'être activement citée ces dernières années dans les spécifications des équipements de test, les articles de recherche (par exemple sur les âmes en mousse d'aluminium ou les structures sandwich à treillis renforcées) et les applications industrielles.

En résumé, la norme DIN 53295 est basée sur la mesure de la force nécessaire pour décoller la couche de revêtement du noyau à un angle et une vitesse spécifiques.

Une structure sandwich se compose généralement de trois couches :

  • Revêtement de finition : feuille de métal, composite ou plastique.
  • Noyau : Le noyau est en nid d'abeille, en mousse ou en matériau de remplissage léger.
  • Sous-couche : Assure la résistance à la flexion en complément de la couche de finition.

Cette structure offre l'avantage d'une rigidité élevée et d'un poids réduit pour les applications aérospatiales, automobiles, de construction et marines.

La norme DIN 53295 est utilisée pour évaluer les caractéristiques suivantes :

  • force d'adhérence revêtement-noyau
  • Performances adhésives
  • Qualité de la production
  • résistance au délaminage

Elle est particulièrement importante dans le contrôle de la qualité et les activités de recherche et développement.

Le processus de test suit essentiellement les étapes suivantes :

  • La couche de revêtement est préparée de manière à ce qu'une extrémité soit séparée du noyau.
  • L'échantillon est placé dans la machine d'extraction et de test d'échantillons.
  • La couche de revêtement est généralement décollée à un angle de 90 degrés.
  • La traction est appliquée à vitesse constante.
  • On mesure la force nécessaire lors du pelage.

Le résultat est généralement exprimé comme suit : Résistance au pelage = Force / Largeur de l’échantillon.

La norme spécifie généralement les caractéristiques d'échantillon suivantes :

  • Un échantillon d'une largeur spécifique (par exemple, 25 mm)
  • Longueur de pelage définie
  • Vitesse d'essai contrôlée
  • Conditions environnementales (température et humidité)

Les informations suivantes sont communiquées après le test :

  • force de pelage moyenne
  • Force maximale
  • Type de fracture :
  • Rupture d'adhérence
  • Rupture cohésive
  • rupture nucléaire

Le type de fracture est essentiel pour déterminer si elle est due à un défaut de fabrication ou à une faiblesse du matériau.

La norme DIN 53295 est utilisée notamment dans les domaines suivants :

  • Panneaux d'aviation
  • Éléments de construction légers avec revêtement composite.
  • panneaux alvéolaires en aluminium collés
  • pièces de garniture intérieure automobile

La norme DIN 53295 est considérée comme importante pour les raisons suivantes :

  • Cela améliore la fiabilité du produit.
  • Cela permet de prédire les performances à long terme.
  • Cela permet de comparer les résultats de différents fabricants.
  • Elle constitue la base des exigences internationales en matière de qualité.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme DIN 53295.

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