L’emboutissage profond de pièces volumineuses

L’emboutissage profond de pièces volumineuses

L’emboutissage profond est l’un des procédés de fabrication les plus répandus et plus fréquents dans les industries. Ce procédé de fabrication est généralement utilisé dans les industries d’automobile, dans les industries d’électroménager et bien d’autres encore.

L’outillage nécessaire pour emboutir

Quelques outillages sont nécessaires afin de pouvoir emboutir. Des presses à emboutir de fortes puissances sont nécessaires pour la pratique de l’emboutissage profond. Ces presses à emboutir doivent être munies d’outillages spéciaux et ces outillages spéciaux sont principalement comptés au nombre de trois pièces. La première pièce est appelée matrice inférieure, elle est en creux et se combine avec la forme extérieure de la pièce dit aussi « Becker » ou « flan ». La deuxième pièce est appelée matrice supérieure, elle est en relief et se combine avec la forme intérieure de la pièce en réservant son épaisseur. Et la troisième pièce est appelée, serre-flan, le serre-flan entoure le poinçon et sert à serrer la pièce dit « flan » pendant l’utilisation du poinçon. On utilise parfois des joncs pour ralentir et freiner le glissement du flan. Il est important que l’entrée de la matrice soit polie et arrondie pour éviter les risques de déchirure du métal ; ça sert aussi à optimiser la manière d’agir des zones de rétreint, c’est-à-dire qu’il faut obtenir un parfait état de surface et qu’aucun angle ne doit être visible. Par ailleurs, certaines presses présentent des matrices pouvant se déplacer ; contrairement à d’autres qui présentent des matrices fixes, mais comportant des parties mobiles.

Le processus d’emboutissage profond

On peut constater cinq phases lors d’une opération d’emboutissage profond.

1. La première phase consiste à remonter le serre-flan et le poinçon ; puis on pose la pièce, préalablement huilée, sur la matrice.

2.  La  deuxième phase du processus consiste à descendre le serre-flan puis à appliquer une pression bien précise sur le flan pour pouvoir le maintenir tout en lui permettant de glisser. Ensuite,

3. La troisième phase consiste à descendre le poinçon et à déformer le flan de façon plastique toute en l’appliquant contre le fond de la matrice. 

4. La quatrième phase consiste à remonter le serre-flan et le poinçon ; la pièce ou le flan garde donc la forme de la matrice. 

5. La cinquième et dernière phase est une phase appelée « détourage » de la pièce qui consiste à éliminer les parties devenues inutiles du flan, ce sont généralement les parties qui ont été saisies par le serre-flan. Ce processus est très coûteux et très spécialisé surtout sur les pièces volumineuses. Le passage de la pièce dans différents outils peut s’avérer utile selon la forme et la profondeur de cette dernière. 

En outre, la pratique de l’emboutissage profond est aussi valable dans d’autres procédés comme dans le procédé de l’hydroformage qui consiste à plaquer la pièce contre la matrice et appliquer un fluide à haute pression, une haute pression fournit par des dispositifs hydrauliques. Mais le choix du procédé dépend principalement de la forme, de la nature de la pièce, et du nombre d’opérations nécessaire pour avoir une pièce finie, etc.

Problèmes techniques rencontrés lors de l’emboutissage profond

L’emboutissage profond rencontre parfois quelques problèmes techniques au cours de son processus. Il est important de savoir que l’emboutissage profond ne permet pas de plastifier entièrement la pièce, il faut donc accomplir une étude de retour élastique pour garantir l’assemblage final. Des problèmes de lubrification, de frottement et d’usure se présentent aussi lors d’une opération d’emboutissage profond. Par ailleurs, il est possible d’améliorer la formabilité de l’acier en le chauffant légèrement sans modifier son état atomique, la modification de son état atomique peut modifier ses propriétés mécaniques comme sa résistance, sa dureté, etc. Comme l’emboutissage profond est un procédé de formage qui se fait généralement à froid, la matrice est refroidie pour réduire la chaleur liée au contact.

La notion de l’emboutissage profond

L’emboutissage profond est un système de fabrication qui permet d’obtenir des objets dont les formes ne peuvent être agrandies à partir de tôles minces et plates. Le flan de tôle s’appelle « Becker », c’est la matière première qui n’a pas encore été achoppée. La température de déformation est comprise entre un tiers et le demi de la température de moulage du matériau. Elle dispose de trois compresses transfert (50 à 100 T), et grâce aux barres latérales équipées d’un préhenseurs, tous les poinçonnages nécessaires à la réalisation de la pièce finale peuvent être effectués simultanément. Une seule presse suffit pour terminer l’ensemble du processus d’emboutissage. L’intérêt principal réside dans l’optimisation de la maintenance des pièces entre les autres postes (par rapport à la ligne de production de la presse) et une productivité élevée. Étant donné que ces vitesses relativement élevées provoquent un échauffement des outils et des pièces, une pulvérisation des huiles soluble est fournie pour absorber les calories. Selon la norme, la rigidité des poinçons et matrices d’emboutissage doit faire 0,4 µm, ou moins pour certaines applications. Pour les grandes séries, la rugosité varie de 0,08 à 0,1 µm. Il est aussi possible de personnaliser un placage de chrome pour diminuer le taux de pansage et surtout éviter les rayures sur la surface de la pièce emboutie. Toujours pour les assemblages d’aluminium, réduire le diamètre affecte également le nombre de passes puisque cela diminue la flexibilité due à l’écrouissage. Pour les embouts cylindriques, le diamètre peut perdre jusqu’à 40 % pour la première passe, 20 % pour la seconde et 15 % pour la troisième. Pour les passes suivantes, il est possible d’obtenir des embouts pour les alliages à moyenne ou basse résistance mécanique. Certains embouts peuvent aussi être produits intégralement sans recuit intermédiaire. Pour emboutir des alliages d’aluminium à résistance mécanique élevée, les réductions de diamètre atteignent environ 30 % pour la première passe, 15 %, et 10 % jusqu’à la troisième passe. Cependant, un recuit devient indispensable pour poursuivre l’emboutissage profond, au-delà des trois premières passes. À savoir que la hauteur totale d’emboutissage des assemblages d’aluminium obtenue en l’absence du recuit intermédiaire est importante par rapport à celle acquise avec l’acier, le laiton et le cuivre.

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