Une équipe de la Chaire de technique de formation des métaux et de fonderie de l’Université technologique de Munich a mis au point une fixation auto-agrippante en acier à ressort. Ses avantages : elle résiste aux agressions chimiques, à des températures de 800 °C et à une traction de 35 t/m².
Les rubans auto-agrippants restent indispensables, tant dans l’industrie que pour les utilisations domestiques. Ils remplacent les lacets de chaussures, consolident les bandages ou les prothèses médicales et servent de gaines de protection de câbles électroniques dans les automobiles et les avions. Malgré ses multiples applications, le principe de crochets et œillets pose problème. Les rubans auto-agrippants usuels en plastique sont trop fragiles pour certaines applications et offrent peu de résistance à la chaleur et aux agressions chimiques.
« Par exemple, la température peut monter très haut dans l’habitacle d’une automobile. Un véhicule garé en plein soleil peut atteindre des températures de 80 °C », explique Josef Mair, assistant à la Chaire de technique de formation de métaux et de fonderie (UTG) de l’Université technique de Munich. Les températures s’élèvent à plusieurs centaines de degrés au niveau du collecteur d’échappement, et les établissements hospitaliers utilisent des produits désinfectants agressifs pour le nettoyage.
L’équipe allemande souhaitait également mettre à profit les avantages du ruban auto-agrippant, qui facilite la fermeture et l’ouverture, dans ce type d’applications exigeantes. Le système Metaklett, une fixation auto-agrippante en acier, a été mis au point par l’UTG, sous l’égide du Professeur Hartmut Hoffmann, dans le cadre d’un projet commun initié en 2005 par le ministère allemand de la formation et de la recherche, en étroite collaboration avec des partenaires industriels.
Cette fixation résiste aisément à des températures supérieures à 800 °C ou à des solutions chimiques agressives, et ce, avec une force d’adhésion pouvant atteindre 35 t/m² en cas de traction parallèle à la surface de la fixation ; elle résiste encore à une traction de 7 t/m² appliquée perpendiculairement. Il n’en demeure pas moins que n’importe qui peut ouvrir et refermer rapidement cette fixation et sans outillage, comme un enfant le fait avec ses chaussures.
Le matériau retenu par les chercheurs est un acier à ressort présentant une excellente déformabilité élastique et une plus grande solidité. Des modèles 3D ont été créés sur ordinateur pour définir un emboîtement optimal des éléments. Les modèles les plus prometteurs sont devenus des prototypes et ont été testés. Rien qu’à partir de la géométrie baptisée « Flamant » par les chercheurs, ce sont près de 40 variantes qui ont été comparées par des moyens informatiques. La force d’adhérence et le comportement dans des conditions de températures extrêmes ont été analysés afin d’étudier les limites de charge.
Deux des modèles analysés sont restés dans la course : un système de fermeture à clip appelé « Flamant » et un système à crochets et œillets appelé « Tête de canard ». « Les références aux noms d’oiseaux ont été choisies pour différencier les modèles. Les formes des crochets suggèrent de loin la tête d’un canard et un flamant se tenant sur une patte », s’explique Josef Mair sur cette nomenclature originale. Chaque système comporte une bande de crochets de 0,2 mm d’épaisseur et une bande d’œillets (ou d’orifices) de même épaisseur.
Le modèle Tête de canard s’inspire du ruban-crochets en plastique connu depuis longtemps. Plusieurs crochets fins en acier viennent se clipser sur des œillets formés par des boucles découpées dans une bande selon l’angle approprié. La deuxième variante, le modèle Flamant, est encore plus stable. Elle présente des crochets plus larges qui s’emboîtent dans une bande perforée. Ces crochets sont incurvés de telle façon qu’une simple pression suffit à les déformer et les enclencher dans les orifices. C’est le principe des boucles de fixation en plastique des bretelles de sac à dos. Les crochets reprennent immédiatement leur forme d’origine et leurs pinces, en s’écartant, offrent une résistance similaire à celle d’un rivet expansible.
Pour s’enclencher, les crochets doivent toutefois être correctement positionnés par rapport à la bande perforée, soit parallèlement, soit perpendiculairement. Selon l’angle de la force appliquée, cette fixation peut résister à une charge comprise entre 7 et 35 t/m². Après une perte initiale d’environ 20 % au cours des dix premiers essais, la force d’adhérence est restée constante après de nombreuses répétitions.
Outre les modèles Tête de canard et Flamant, les scientifiques ont créé un modèle « Hybride », qui associe une bande de crochets en métal à un ruban-velours en plastique et qui permet de consolider des textiles de façon stable et réversible.
Le système Metaklett est adapté à tous les domaines nécessitant une fixation à la fois facilement amovible et parfaitement stable. op
Informations complémentaires Sur le système de fixation en acier : www.metaklett.de Sur l’équipe de recherche : www.utg.de
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