Quels sont les quatre types d’emboutissage de métal ?

L'emboutissage des métaux est une méthode de fabrication de pièces et composants complexes à partir de tôles plates. Les industries qui font appel à l'ingénierie de précision doivent comprendre les différents types d'emboutissage des métaux et leur utilisation. Une presse à emboutir les métaux est une machine de traitement qui utilise des outils et des matrices spécifiques pour façonner et découper la tôle.

Il existe quatre principaux types d'emboutissage des métaux : l'emboutissage progressif, l'emboutissage composé, l'emboutissage par transfert et l'emboutissage à quatre glissières. Les différents procédés présentent tous des avantages différents et sont adaptés à la production de pièces fabriquées en métal pour différents besoins.

Quatre types d'emboutissage des métaux

Estampage progressif

L'emboutissage progressif est une méthode de fabrication en grande série. Une bande de métal extraite d'une bobine passe automatiquement dans plusieurs matrices de formage. Chaque matrice usine la pièce brute pour lui donner sa forme finale.

Lorsque le matériau atteint son arrêt final, le produit fini est séparé de la bande métallique. Simultanément, une nouvelle feuille de métal est introduite par l'extrémité de départ de la matrice progressive pour le premier passage. En insérant des goupilles de guidage dans les trous de positionnement de chaque poste de la matrice, la matrice progressive produit la même pièce à chaque fois.

Estampage composé

L'emboutissage composé est une méthode permettant de fabriquer des pièces métalliques plates simples, telles que des rondelles. Il permet également de fabriquer des pièces complexes aux tolérances plus faibles, telles que des joints, des fixations, des écrans, des déflecteurs, des cadres, etc.

Elle permet d'effectuer davantage de découpes, de poinçonnages et de pliages en un seul passage que les autres méthodes d'emboutissage. Elle est donc rentable pour la production en moyenne et grande série. La vitesse varie en fonction de la taille des pièces.

Il est particulièrement adapté à la fabrication rapide de pièces simples avec une répétabilité élevée, mais peut s'avérer inefficace pour les motifs complexes. Dans ce cas, l'emboutissage progressif sera plus efficace.

Estampage par transfert

Estampage par transfert Il s'agit d'un type d'emboutissage de métal où chaque pièce est traitée séparément. La machine sépare d'abord la pièce de la bande métallique. La pièce est ensuite déplacée vers un autre emplacement et traitée différemment.

C'est la meilleure méthode pour fabriquer des pièces comportant de nombreux petits détails comme des moletages, des nervures et des filetages. Elle est parfaite pour la fabrication d'applications tubulaires et de pièces embouties en métaux tels que le cuivre, le laiton, l'aluminium et l'acier inoxydable.

Outre ces caractéristiques, l'emboutissage par transfert présente d'autres avantages importants. Il est très efficace et rentable pour les petites séries, car c'est la méthode idéale pour la fabrication de grandes pièces.

Cette méthode permet d'obtenir différentes finitions de surface. Grâce à l'utilisation de matrices différentes, il n'est pas nécessaire d'utiliser des guides-plaques ni des élévateurs. De plus, l'utilisation d'une ou plusieurs matrices réduit généralement les coûts d'outillage, ce qui en fait une solution idéale pour de nombreux projets d'emboutissage de métaux.

Estampage à quatre glissières

Contrairement aux presses d'emboutissage de métaux qui utilisent l'emboutissage vertical, l'emboutissage à quatre coulisseaux utilise quatre coulisseaux se déplaçant horizontalement au moyen d'engrenages et d'arbres reliés entre eux.

Ces patins frappent la pièce à angle droit, garantissant ainsi une forme précise et uniforme du métal. De nombreux secteurs utilisent cette méthode pour créer des pièces complexes et précises, notamment l'aéronautique, l'électronique et l'automobile.

Comment fonctionne l'emboutissage des métaux ?

Lors de l'emboutissage des métaux, les moitiés supérieure et inférieure d'un jeu de matrices sont utilisées pour découper une feuille de métal plate à la forme souhaitée. Ce travail est réalisé sur une machine d'emboutissage robuste.

Les matrices de la machine découpent, plient, emboutissent, rognent, percent, étirent ou étirent la matière première pour obtenir un produit fini aux dimensions souhaitées. L'emboutissage permet de fabriquer une grande variété d'articles, des simples supports et boîtiers d'équipement aux châssis d'automobile.

Pourquoi l’emboutissage des métaux est-il important ?

L'emboutissage des métaux est une technologie axée sur l'efficacité, essentielle à la production en grande série et à faible coût dans de nombreux secteurs. Elle augmente les rendements et réduit les coûts en réduisant les besoins en outils, en main-d'œuvre et en temps, ce qui se traduit par des économies significatives en production de masse.

En production de grande série, l'emboutissage est généralement plus rapide et consomme moins de matière que l'usinage, qui nécessite de la matière pour fabriquer la pièce. Si le forgeage peut être plus coûteux pour certaines géométries de pièces complexes et précises, l'emboutissage peut être plus rapide et plus régulier, ce qui en fait un meilleur choix.

Quels sont les matériaux les plus couramment utilisés pour l’emboutissage des métaux ?

De nombreux matériaux métalliques peuvent être utilisés pour l'emboutissage au quotidien. Voici quelques-uns des plus courants :

alliage de cuivre

Les alliages de cuivre sont idéaux pour les applications électriques et CVC, car ils sont conducteurs d'électricité, faciles à mouler et ne rouillent pas. De plus, ils sont très faciles à mouler, ce qui les rend parfaits pour la découpe du métal et la réalisation de formes complexes. Cependant, ils ne conviennent pas aux applications à haute résistance, car ils sont mous.

Alliages d'acier

L'acier et ses alliages sont résistants, économiques et polyvalents, ce qui en fait un élément essentiel de l'industrie mécanique et idéal pour l'emboutissage général des métaux. Les alliages d'acier doux et malléables peuvent être chauffés pour les durcir après emboutissage.

alliage d'aluminium

Les alliages d'aluminium sont largement utilisés dans les industries aérospatiale et automobile en raison de leur légèreté, de leur absence de rouille et de leur bonne conductivité thermique. Le procédé de moulage des métaux facilite la mise en forme de l'aluminium et de ses alliages selon des géométries complexes. L'aluminium et ses alliages sont réputés pour leur flexibilité et leur facilité de moulage.

Métaux spéciaux

Les alliages de titane et de nickel, par exemple, peuvent fonctionner dans des environnements difficiles. Plus précisément, selon l'alliage et l'application, ils se caractérisent par une résistance élevée à la corrosion, aux températures élevées et aux environnements difficiles.

Les métaux spéciaux sont résistants aux environnements difficiles tels que les industries chimiques, aéronautiques, nucléaires, énergétiques, maritimes et autres. Cependant, leurs propriétés de résistance et de solidité peuvent rendre le moulage des métaux plus difficile et généralement plus coûteux.

Le choix de la bonne méthode d’emboutissage des métaux pour un travail particulier doit prendre en compte des facteurs tels que le type de matériau nécessaire, la complexité de la conception, le nombre de pièces à fabriquer et le budget.

Par exemple, le cuivre pourrait être le métal le plus adapté aux applications électriques. L'acier est le métal idéal pour des conceptions durables. L'aluminium est le métal idéal pour des conceptions légères. Les métaux uniques sont adaptés aux conditions de corrosion et de température extrêmes.

Quelles sont les différentes méthodes d’emboutissage des métaux ?

Il existe de nombreuses méthodes d'emboutissage des métaux, chacune étant conçue pour répondre aux besoins d'un projet de fabrication spécifique. Voici les méthodes de travail les plus courantes des presses d'emboutissage des métaux.

Perforation

Ce procédé utilise un poinçon et une matrice pour découper des trous ou d'autres espaces dans une feuille de métal. Par exemple, il est couramment utilisé pour perforer des trous dans de nombreux articles tels que les pièces automobiles et électroniques.

Le poinçonnage peut produire des trous très proches de la taille correcte, mais cela dépend du type de matériau et de son épaisseur, de la taille du trou et de la qualité et de l'état de la matrice. Comprendre les avantages et les inconvénients du processus de poinçonnage et son fonctionnement peut aider à optimiser le processus pour obtenir les meilleurs résultats.

masquage

Le découpage est similaire au poinçonnage, mais au lieu de percer des trous dans la forme finale, il s'agit de découper la forme dans une feuille de métal. Le découpage en acier est une méthode économique de fabrication de pièces métalliques, car il utilise une alimentation continue en matériau, ce qui facilite la mise en place et la manipulation des pièces.

Il réduit les déchets grâce à un empilage efficace des pièces et diminue les coûts d'expédition en n'envoyant que le poids net. Initialement utilisé uniquement dans les secteurs automobile et manufacturier, il gagne en popularité dans de plus en plus de secteurs grâce à la possibilité de mouler les ébauches à la forme de la pièce finale.

flexion

Le pliage est le procédé de mise en forme du métal par une forte pression en certains points. Lors du pliage par pliage, une pièce est placée sur un module. Ce module exerce une tension et une pression sur la tôle pour la mettre en forme. Un rebond se produit après le pliage ; un pliage excessif est donc nécessaire pour obtenir un angle donné.

Le type de matériau et la méthode de formage influencent tous deux le retour élastique. La tôle s'allonge lorsqu'elle est pliée. Cet allongement est mesuré par le flambage extérieur et le rayon de courbure intérieur. L'épaisseur, les propriétés du matériau et le choix du moule ont tous un impact sur ce phénomène. De plus, le pliage est utilisé pour réaliser des languettes, des fentes, etc.

Fonderie

Lors du procédé de moulage, la pression est utilisée pour façonner et durcir la surface de la pièce, ce qui permet d'obtenir des formes précises et des bords lisses. Cette méthode permet de gagner du temps et de l'argent en éliminant des étapes supplémentaires telles que le meulage et l'ébavurage.

Le procédé de moulage est utilisé dans de nombreux domaines, notamment lorsque les petits détails et les détails fins sont importants, comme la fabrication de pièces de monnaie, d'insignes, de boutons et de pièces de précision. Pour plus d'informations sur ces technologies, consultez le Présentation du traitement de moulage et d'emboutissage de précision des métaux.

Gaufrage

Le gaufrage consiste à former un motif en relief ou en creux à la surface d'une feuille de métal. Il est souvent utilisé pour décorer des objets tels que des panneaux décoratifs. Lors de l'estampage, la précision est essentielle pour obtenir l'aspect et le toucher souhaités.

Bridage

La création d'un bord surélevé ou d'une lèvre sur une pièce en tôle est appelée « bordage ». Ce matériau est utilisé, entre autres, dans les panneaux et les conduits automobiles. La précision du bordage est essentielle pour garantir le bon fonctionnement des joints et la cohérence de la structure.

Avantages et inconvénients de l'emboutissage des métaux

Il n'existe pas de savoir-faire parfait. Chaque procédé présente ses avantages et ses inconvénients. Découvrons maintenant les avantages et les inconvénients de l'emboutissage des métaux.

Avantages de l'emboutissage des métaux

Pour l'industrie de transformation des pièces métalliques, le procédé d'emboutissage des métaux offre les avantages suivants :

• RentableLe procédé d'emboutissage des métaux est très efficace et permet de produire des pièces de haute qualité en grandes quantités. Les matrices d'emboutissage sont très robustes et permettent de produire des milliers, voire des millions de pièces avant de devoir les remplacer. Il est également plus rentable, car il nécessite moins de main-d'œuvre et entraîne moins de gaspillage de matière.
• Hautement précisL'emboutissage des métaux est une méthode de fabrication de pièces très précise. La conception assistée par ordinateur (CAO) et la commande numérique par ordinateur (CNC) garantissent des tolérances strictes et des dimensions précises.
• Économise du temps et de l'argentLe processus d'emboutissage des métaux peut être automatisé, ce qui accélère la production et réduit les délais de livraison.
• VersatilitéL'emboutissage des métaux peut être utilisé avec une large gamme de matériaux métalliques tels que l'acier, l'aluminium, le laiton et le cuivre. Cela permet aux fabricants de produire une grande variété de pièces pour des secteurs d'activité et des usages variés.
• Économise des matériauxLa technologie d'emboutissage réduit les déchets grâce à une découpe et un formage précis. Cela permet non seulement de réduire le coût des matières premières, mais aussi de limiter le gaspillage de ressources et d'énergie.
• Géométries complexesL'emboutissage des métaux permet de fabriquer des pièces aux formes très complexes avec une grande précision. Souvent, cette opération peut être réalisée en une seule opération, ce qui simplifie le processus de production des pièces complexes.
• Résistance et durabilitéLes pièces métalliques embouties sont réputées pour leur robustesse et leur durabilité. Le travail à froid rend le métal plus solide, plus résistant à l'usure et à la corrosion, et moins sensible aux influences extérieures. L'emboutissage est donc idéal pour la fabrication de pièces devant assurer une fiabilité à long terme.

Inconvénients de l'emboutissage des métaux

Tout comme la perfection n’existe pas, voici quelques-uns des problèmes que vous pouvez rencontrer lors de l’emboutissage du métal :

• ÉclatementLorsqu'un poinçon s'use ou qu'il n'y a pas assez d'espace entre les poinçons, la surface autour du trou ou du contour peut se casser, ce qui signifie qu'un entretien ou un remplacement de l'outil est nécessaire.
• Rupture de pièceUn tonnage négatif (tonnage inversé) peut provoquer la rupture des pièces. Cela se produit lorsque le poinçon perce le métal lors de la découpe, poussant l'unité de poinçonnage et d'emboutissage vers le bas.
• Scrap Web. Excès de ferraille entre les pièces provenant de matrices anciennes ou mal alignées qui doivent être réalignées, ainsi que d'outillages qui doivent être entretenus.
• bavures. Bords saillants et saillants qui doivent être retirés des poinçons et des moules qui ont bougé.
• Limites de la complexité de la conception:Certaines conceptions très complexes peuvent ne pas être possibles ou nécessiter des étapes supplémentaires.
• Usure et entretien des outils:Les moules et les outils nécessitent un entretien et un remplacement réguliers, ce qui augmente les coûts et les temps d’arrêt.
• Limitations matérielles:Certains matériaux peuvent ne pas être utilisables car ils sont trop fragiles ou pas assez souples.

Quelles sont les applications courantes de l’emboutissage des métaux ?

L'emboutissage des métaux est utilisé dans une grande variété d'applications en raison de son excellence dans la fabrication de pièces métalliques de précision. Voici quelques applications courantes :

• Industrie automobileL'emboutissage des métaux permet la production rapide et précise de grandes quantités de pièces répondant à des normes de qualité et de sécurité élevées. Il permet de produire des pièces telles que des supports, des panneaux et des connexions électriques pour l'industrie automobile.
• AérospatialL'emboutissage des métaux permet la production en série de pièces robustes et légères, conformes aux normes industrielles les plus strictes. On peut citer par exemple les pièces structurelles, les pièces de moteur et les fixations.
• Industrie électroniqueLes composants électroniques doivent être précis et compatibles avec une variété de matériaux conducteurs. Par conséquent, l'emboutissage des métaux peut être utilisé pour fabriquer des connecteurs, des bornes et des boîtiers.
• domaine médicalCe procédé permet de fabriquer des pièces de haute précision, biocompatibles et de formes complexes, comme des instruments chirurgicaux, des implants et des stents.
• Industrie des biens de consommation:De nombreux produits différents peuvent être fabriqués grâce à la technologie d'emboutissage des métaux. Leur taille et leur difficulté varient.
• Machines industriellesL'emboutissage des métaux permet de fabriquer des pièces durables et de haute qualité. Il s'agit notamment de pièces pour machines, moteurs et outils lourds. Ces pièces doivent fonctionner dans des environnements industriels difficiles.

Quels types de presses d'emboutissage de métaux sont disponibles ?

Voici quelques types différents de presses d’emboutissage de métaux.

Presses mécaniques

Ces machines sont équipées d'un moteur relié à un mécanisme à volant d'inertie. Elles permettent de fabriquer des pièces rapidement, ce qui les rend idéales pour la fabrication de pièces simples et peu profondes.

Ils sont généralement utilisés pour l'emboutissage progressif et par transfert afin de fabriquer des pièces pour automobiles, appareils électroménagers et outils.

Presses hydrauliques

Ces presses ne sont pas aussi rapides que les presses mécaniques, mais sont plus flexibles. L'espacement de l'outil, la pression et la longueur de course sont réglables. Elles permettent de fabriquer des pièces profondes et complexes comme des réservoirs, des cylindres et des bols.

Presses servomécaniques

Ces presses sont aussi rapides que les presses mécaniques, mais peuvent être pliées de différentes manières, comme les presses hydrauliques. Leur vitesse, leur course, leur position et le mouvement du coulisseau peuvent être réglés avec précision, ce qui permet de les utiliser pour une variété de moules, de types de pièces et de vitesses de production.

Presses pneumatiques

Populaires dans les ateliers de reliure, les presses pneumatiques utilisent l'air comprimé pour effectuer des tâches mécaniques telles que la découpe et le pliage. Comparées aux presses hydrauliques, les presses pneumatiques sont plus rapides et plus propres. Les machines entièrement pneumatiques n'utilisent aucune autre source d'énergie que l'air comprimé. L'opérateur place le matériau, lance le pressage, puis obtient la pièce finale.

Éléments à prendre en compte lors du choix du procédé d'emboutissage des métaux

Choisir le bon matériau

Le choix du matériau influence non seulement la fonction de la pièce, mais aussi la méthode d'emboutissage. Il est important de prendre en compte des facteurs tels que la résistance, la flexibilité et la résistance à la rouille du matériau. Il est également important de vérifier sa capacité à supporter les contraintes du processus d'emboutissage. Comment se comportera-t-il sous charge lors de sa mise en service ? Le choix du bon matériau est la première condition pour garantir le bon fonctionnement de la pièce emboutie.

Précision

La précision n'est pas seulement un terme utilisé en emboutissage des métaux, c'est aussi une règle à suivre. Il est important de connaître le degré de tolérance requis par votre plan. Une tolérance trop stricte entraînera une augmentation des coûts. Il est donc essentiel de trouver un équilibre entre précision et praticité. Tenez compte des possibilités du procédé d'emboutissage et des outils que vous utiliserez. Une tolérance trop stricte est tout aussi néfaste qu'une tolérance insuffisante.

Complexité et faisabilité

Un motif complexe peut paraître magnifique sur papier. Mais peut-il être fabriqué par emboutissage ? Tenez compte des limites de ce procédé. Votre projet peut-il être réalisé sans compromettre l'intégrité ? Simplifier le design ou le décomposer en plusieurs parties peut être la clé pour un rendu réaliste.

Rapport coût-efficacité

En matière d'emboutissage des métaux, efficacité et rentabilité vont de pair. Pensez au nombre d'étapes nécessaires à la fabrication d'une pièce. Plus les étapes sont nombreuses et plus la pièce est complexe, plus le coût augmentera. Essayez de simplifier la conception sans compromettre la qualité. N'oubliez pas qu'un processus plus simple est généralement synonyme de coûts plus faibles.

Équipement et outils

Les outils et équipements d'emboutissage disponibles doivent correspondre à votre projet. Bien sûr, vous pouvez faire fabriquer vos outils sur mesure, mais cela sera plus coûteux. Il est donc plus économique d'adapter le design aux outils existants. Collaborez avec vos experts et le fabricant de l'outil pour trouver la solution la plus adaptée.

Prototypage

Des prototypes sont réalisés avant le lancement de la production en série. Lors des tests, des erreurs de conception peuvent être décelées. Ces erreurs ne sont pas visibles à l'écran. C'est une étape essentielle pour garantir le bon fonctionnement de vos pièces en conditions réelles.

À quels problèmes de sécurité dois-je faire attention lors de l’utilisation d’une presse à emboutir les métaux ?

Les méthodes de fabrication des métaux utilisant des pièces mobiles, des arêtes métalliques tranchantes et des forces de compression peuvent être dangereuses pour les travailleurs. Ces dangers incluent les chocs électriques, les points de pincement, le bruit et les objets en mouvement.

Les personnes effectuant des travaux dangereux doivent toujours porter un équipement de protection individuelle (EPI) adapté, tel que des chaussures de sécurité, des lunettes, des gants et des protections auditives. Lors de l'utilisation d'outils d'emboutissage, la sécurité est primordiale. La formation des opérateurs est un facteur important pour prévenir les blessures.