Fidèle à la forme :la valeur du repoussage et de l'hydroformage des métaux

Vos ​​quantités de pièces sont-elles trop faibles pour une matrice de formage ? Vous n'avez besoin que d'un prototype ? Voici deux alternatives à l'emboutissage et à l'emboutissage profond qui méritent qu'on s'y attarde :le repoussage et l'hydroformage.

Les pièces en forme de haut-de-forme, de bols à mélanger et de cônes de nez de fusée sont assez faciles à fabriquer, mais en produire de grandes quantités signifie généralement investir dans une matrice de formage. Cela peut augmenter considérablement les coûts d'un projet qui pourrait ne nécessiter qu'une poignée de pièces, et des semaines ou des mois de délai de livraison.

La bonne nouvelle est qu'il existe des options :l'hydroformage et le repoussage des métaux sont des processus d'usinage matures et prévisibles, même s'ils ne sont généralement pas bien compris.

Les deux approches de travail des métaux sont en mesure de rivaliser sur des travaux à faible volume qui nécessiteraient autrement un outillage dédié et de livrer des pièces qui pourraient autrement être impossibles à produire. Voici ce que vous devez savoir sur le repoussage et l'hydroformage.

Qu'est-ce que le repoussage des métaux dans la fabrication ?

Pour les machinistes qui citent des pièces qui ressemblent à des bols et des hauts-de-forme et se demandent comment ces pièces sont fabriquées, ceci est pour vous. Le repoussage des métaux fonctionne en forçant doucement des tôles métalliques sur un mandrin usiné à la même forme et à la même taille que l'intérieur de la pièce souhaitée.

Il s'agit généralement d'un processus «à froid» qui l'aide à s'écouler dans les zones étroites et dans les coins ou là où l'écrouissage est un problème. Attention :un chalumeau peut être utilisé pour rendre le métal plus malléable.

Tout métal ductile convient au repoussage, y compris l'aluminium, le cuivre, le laiton, les aciers au carbone et inoxydables, et les superalliages, tels que le titane et l'Inconel.

Si vous souhaitez fabriquer une cloche en acier inoxydable, par exemple, vous devez d'abord monter un mandrin en forme de cloche sur une broche de tour. Le mandrin peut être en bois, en plastique dur ou en métal pour les travaux à volume plus élevé.

Un disque légèrement plus grand que la longueur maximale de la surface extérieure de la cloche est nécessaire et est assez mince - environ 1/8 de pouce, mais cela dépend de la taille de la cloche. Certains magasins spécialisés suggèrent que des matériaux jusqu'à 1 pouce d'épaisseur ou plus peuvent être filés.

Voir le repoussage du métal en action. Source :Bonne Machine

Le disque est ensuite positionné à l'extrémité du mandrin et pincé contre celui-ci avec un tampon de pression rotatif similaire à un centre vivant monté sur la poupée mobile. Une fois la broche du tour enclenchée, un outil appelé "cuillère" est utilisé pour appliquer une pression, forçant progressivement le métal dans la forme souhaitée.

Il s'agit souvent d'un processus manuel. Les artisans filaient des pièces métalliques depuis qu'il y avait des tours et des bras forts. Cependant, des machines à filer CNC sont également disponibles qui offrent une plus grande précision et productivité. Dans ce cas, un outil de style rouleau serait utilisé.

Il y a très peu de déchets avec le repoussage.

Dans l'exemple de la cloche, le seul morceau serait un anneau étroit autour de la base de la cloche qui est coupé après la formation. Des épaisseurs de paroi uniformes avec des précisions de +/- 0,015" sont possibles avec la CNC, tout comme les finitions miroir, en supposant qu'une cuillère ou un rouleau de style brunissage est appliqué. Sinon, certaines marques d'outils peuvent être visibles.

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Qu'est-ce que l'hydroformage dans la fabrication ?

L'hydroformage partage quelques similitudes avec le repoussage des métaux, mais le mécanisme de déplacement est assez différent. Par exemple, une ébauche légèrement plus grande que la pièce finie est utilisée comme point de départ.

Il n'a pas besoin d'être rond - l'hydroformage peut produire des polygones et des pièces de forme irrégulière, à condition que les coins soient arrondis. Une grande variété de métaux ductiles peuvent être formés, similaires au repoussage des métaux; cependant, l'hydroformage favorise les matériaux de jauge plus minces et les géométries de pièces plus complexes.

Il y a un mandrin impliqué, mais il ne tourne pas et il n'y a pas besoin d'une cuillère ou d'un rouleau. Au lieu de cela, le mandrin est placé sur le lit d'une machine qui ressemble beaucoup à n'importe quelle autre presse de formage. Dans ce cas, considérez le mandrin comme un poinçon mâle.

Remarque :vous pouvez utiliser plusieurs mandrins à la fois, y compris ceux de formes différentes. La différence est la présence d'une vessie en élastomère qui agit comme une filière.

Voir l'hydroformage en action. Source :Jones Metal Products

Techniques d'hydroformage :formation de cellules fluides

Il existe diverses techniques d'hydroformage, notamment l'hydroformage de cellules fluides, l'hydroformage de tubes, l'hydroformage par emboutissage profond et autres. Tous reposent sur la pression hydraulique, mais certains autorisent l'utilisation de mandrins femelles comme ils le font dans le repoussage des métaux. D'autres types utilisent un mécanisme pour saisir les bords du matériau afin d'éviter les plis, et certains déplacent le mandrin plutôt que la vessie.

Pour illustrer l'hydroformage en action, regardons l'hydroformage des cellules fluides.

Une fois que la pièce brute a été positionnée sur les mandrins, le vérin tombe en place, enfermant l'espace de travail, et des milliers de livres de pression hydraulique sont appliquées. Cela force la vessie contre le matériau et se forme aux formes masculines ci-dessous.

Pensez-y comme à un processus d'emboutissage profond. Il s'agit peut-être d'une simplification excessive, mais il s'agit d'un processus complexe, et il peut impliquer de nombreuses étapes supplémentaires en fonction de la technique d'hydroformage utilisée.

Vous avez besoin de plus d'axes pour produire plus de pièces ? Apprendre. Lire " Est-il temps d'adopter l'usinage haute performance ? ”

Quels sont les avantages du repoussage et de l'hydroformage ?

Le repoussage et l'hydroformage des métaux sont d'excellentes alternatives à l'emboutissage profond traditionnel, car l'investissement en outillage représente une plus petite fraction des processus de formage traditionnels. Les temps d'installation sont également plus courts et la flexibilité est accrue.

Ces technologies peuvent également être compétitives dans des scénarios à volume plus élevé, en particulier dans l'hydroformage. Il est largement utilisé dans les industries aérospatiale et automobile pour une gamme de composants complexes au niveau de la production.

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