L’embou­tis­sage pro­fond est le for­mage par ten­sion-com­pres­sion d’une ébauche de tôle en un corps creux ouvert d’un côté, ou d’un corps creux pré-étiré en un corps creux de plus petite sec­tion sans modi­fier déli­bé­ré­ment l’é­pais­seur de la tôle. Dans de nom­breux cas, la géo­mé­trie de la pièce est symé­trique par rap­port à la rota­tion, mais elle peut aussi avoir presque n’im­porte quelle forme – avec des gradations.

En règle géné­rale, un outil d’em­bou­tis­sage pro­fond se com­pose de trois élé­ments : le poin­çon d’embou­tis­sage pro­fond, la matrice d’embou­tis­sage pro­fond et le porte-flan (éga­le­ment appelé porte-feuille). Le but de la rete­nue est d’em­pê­cher la for­ma­tion indé­si­rable de plis dus aux contraintes de com­pres­sion tan­gen­tielle dans la bride. Une valeur carac­té­ris­tique impor­tante (condi­tion­nelle au maté­riau), qui décrit l’é­ten­due d’un for­mage, est le rap­port d’em­bou­tis­sage ß, qui est défini comme le quo­tient du dia­mètre cir­cu­laire d0 et du dia­mètre inté­rieur d1 de la cou­pelle (dia­mètre du poin­çon) lors de l’em­bou­tis­sage ini­tial. Pour la trac­tion vers l’a­vant, le rap­port d’em­bou­tis­sage est déter­miné à par­tir de la dimi­nu­tion du dia­mètre inté­rieur de la coupe.

Les appli­ca­tions pos­sibles de l’em­bou­tis­sage pro­fond sont nom­breuses. L’une des rai­sons en est que de très nom­breux métaux peuvent être for­més par ce pro­cédé, à com­men­cer par l’alu­mi­nium, le lai­ton, le cuivre, la tôle d’a­cier, les alliages résis­tant à la rouille et aux acides, mais aussi les alliages résis­tant à la cha­leur et divers autres alliages métal­liques.

Les pièces embou­ties sont uti­li­sées dans la construc­tion de véhi­cules, le génie méca­nique, la tech­no­lo­gie spa­tiale, la tech­no­lo­gie solaire, les ménages, la tech­no­lo­gie éner­gé­tique, la chi­mie et bien d’autres domaines.

Géné­ra­li­tés

Outre l’em­bou­tis­sage, le repous­sage des métaux est éga­le­ment un pro­cédé très éco­no­mique. Le filage du métal est un métier très ancien. La tôle fine a été uti­li­sée pour fabri­quer des usten­siles à un stade pré­coce. Au cours des der­nières décen­nies, grâce à Amé­lio­ra­tion de la tech­no­lo­gie (auto­ma­ti­sa­tion) abou­tis­sant à une méthode de fabri­ca­tion effi­cace. En par­ti­cu­lier pour la pro­duc­tion de pièces à symé­trie de révo­lu­tion – petites et moyennes quan­ti­tés – le filage des métaux est supé­rieur aux autres pro­cé­dés. Dans le cas de la fila­ture des métaux, un disque de tôle est pressé de manière cen­trale – avec le pré-éta­leur – contre le moule de fila­ture et mis en mou­ve­ment de rota­tion. Le rou­leau de filage remo­dèle pas à pas l’é­bauche cir­cu­laire en rota­tion jus­qu’à ce que le maté­riau soit en contact avec la forme de filage. Le pro­ces­sus de for­mage est contrôlé au moyen de deux axes. Grâce à un contrôle par­fait du pro­ces­sus, l’é­pais­seur de la paroi du maté­riau reste presque constante. Comme les pièces ont une bonne forme et une bonne pré­ci­sion dimen­sion­nelle, il n’est géné­ra­le­ment pas néces­saire de les usi­ner. Outre le for­mage d’é­bauches, les com­po­sants déjà pré­for­més, tels que les pièces embou­ties, peuvent éga­le­ment être réduits en dia­mètre par repous­sage. Le for­mage s’ef­fec­tue très loca­le­ment grâce au pro­cédé. Par consé­quent, seules de faibles forces sont néces­saires, contrai­re­ment à l’em­bou­tis­sage profond.

Outre le filage auto­ma­tique, le filage manuel reste aujourd’­hui indis­pen­sable pour les pro­to­types / pièces d’é­chan­tillons et les petites séries pour les domaines les plus divers, tels que les pro­duits tech­niques, les lampes / réflec­teurs, les articles ména­gers, mais aussi les pro­duits de design de haute qualité.

Le pres­sage par pro­jec­tion est une forme par­ti­cu­lière de filage, c’est un pro­cédé pré­cis qui uti­lise un rou­leau de filage par pro­jec­tion pour « pro­je­ter » les molé­cules d’un maté­riau, d’un plan à un autre. Les pièces coniques sont pro­duites par le rou­leau en saillie (rou­leau de filage) qui se déplace paral­lè­le­ment au moule en saillie (moule de filage). Sous sa pres­sion, le maté­riau (ébauche cir­cu­laire) se déplace axia­le­ment, la paroi devient plus mince (s0 fois sin α) et la par­tie de l’é­bauche cir­cu­laire qui n’a pas encore été usi­née est per­pen­di­cu­laire à l’axe. La sur­face est très for­te­ment com­pri­méepar ce pro­cédé et – du côté du moule de pro­jec­tion – pré­sente éga­le­ment une très bonne qua­lité de sur­face.

Dief­fen­ba­cher

L’em­bou­tis­sage hydro­mé­ca­nique avec notre Dief­fen­ba­cher per­met d’ob­te­nir des rap­ports d’em­bou­tis­sage plus éle­vés qu’a­vec les pro­cé­dés d’em­bou­tis­sage classiques.

• des géo­mé­tries complexes
• tubes expan­sés
• Inter­sec­tions dans la mise en forme
• Pièces à haute qua­lité de surface
• Pièces fabri­quées à par­tir de feuilles multicouches
• Pro­to­types
• Pro­duc­tion de petits et moyens lots

Entant que l’un des prin­ci­paux four­nis­seurs d’hy­dro­for­mage en Europe et en Suisse, notre par­te­naire Egro Indus­trial Sys­tems AG dis­pose d’une presse de 900 tonnes avec une pres­sion Hydro­mec de 1’000 bars. Avec cette presse, la gamme de ser­vices peut être cou­verte jus­qu’à une taille de pièce de 1’400 mm x 1’600 mm. Les pièces éti­rées coniques et para­bo­liques sont pro­duites en une seule fois avec ce procédé.

Pro­cé­dure

Dans la pro­duc­tion de pièces embou­ties exi­geantes avec des rap­ports d’em­bou­tis­sage plus impor­tants, des formes plus com­plexes ou des exi­gences accrues en matière de qua­lité de sur­face, il est sou­vent avan­ta­geux d’u­ti­li­ser le pro­cédé d’em­bou­tis­sage hydro­mé­ca­nique en – une – étape au lieu du pro­cédé d’em­bou­tis­sage conven­tion­nel en – plu­sieurs – étapes.

Le prin­cipe de l’em­bou­tis­sage hydro­mé­ca­nique est basé sur une pres­sion hydrau­lique éle­vée dans la zone d’em­bou­tis­sage (voir étape gra­phique 1 – 3). Le flan de tôle à for­mer (flan) est pressé contre le poin­çon d’é­ti­rage immergé dès le début avec une pres­sion appro­priée et réglable dans la boîte à eau, ce qui per­met d’ob­te­nir la forme exacte du poin­çon. Cette pres­sion hydrau­lique, qui agit aussi direc­te­ment sur la paroi laté­rale de la pièce embou­tie, y pro­voque une contrainte de com­pres­sion sup­plé­men­taire. Grâce à cette contrainte de com­pres­sion sup­plé­men­taire, le pro­ces­sus est faci­lité dans le sens de l’é­ti­rage. Concrè­te­ment, cela signi­fie que le taux d’é­ti­rage peut être aug­menté jus­qu’à 40% (selon le maté­riau) sans dif­fi­culté. Les limites de cette méthode sont les pos­si­bi­li­tés d’é­tan­chéité entre le flan de tôle et l’an­neau d’étirage.

En tant que client, vous pou­vez ainsi béné­fi­cier de capa­ci­tés plus éle­vées, d’une plus grande flexi­bi­lité méca­nique et de solu­tions plus effi­caces sur le plan économique.

Avan­tages de l’em­bou­tis­sage hydromécanique

• Un taux de tirage limite plus élevé, le taux de tirage réa­li­sable est beau­coup plus favo­rable (jus­qu’à 40%).
• Les pièces éti­rées coniques et para­bo­liques sont pro­duites en une seule fois. Dans le pro­ces­sus d’é­ti­rage clas­sique, il peut néces­si­ter 5 à 6 opé­ra­tions d’é­ti­rage et 1 à 2 opé­ra­tions de recuit, selon la géométrie.
• Réduc­tion des coûts d’ou­tillage grâce à un che­min plus direct vers la géo­mé­trie de la pièce finie.
• Dif­fé­rents maté­riaux et dif­fé­rentes épais­seurs de tôle peuvent être trai­tés dans le même outil.
• Meilleure qua­lité de sur­face grâce à la réduc­tion du frot­te­ment dans la zone du rayon d’en­trée de la matrice (le flan de tôle est étiré sur un « bour­re­let d’eau »).
• Réduc­tion de l’é­pais­seur de la tôle dans le rayon du plan­cher et pos­si­bi­lité d’ob­te­nir des rayons de plan­cher plus petits.
• Moins de contraintes rési­duelles dans le composant.