Qu'est-ce que l'estampage ? - Types, fonctionnement et application

Qu'est-ce que l'estampage ?

L'emboutissage ou le pressage est un processus de fabrication utilisé pour transformer des tôles plates en formes finales. Dans ce processus, une feuille de métal plate, sous la forme d'une ébauche ou sous la forme d'une bobine, est placée dans une presse à emboutir où un outil et une surface de matrice façonnent le métal dans une forme finale.

L'emboutissage englobe une variété de processus de fabrication de formage de tôle, tels que le poinçonnage à l'aide d'une presse mécanique ou d'une presse à emboutir, le découpage, le gaufrage, le pliage, le bordage et la frappe.

Cela pourrait être un processus en une étape où chaque coup de presse crée la forme souhaitée sur la pièce en tôle, ou cela pourrait être fait en une série d'étapes. Le processus est généralement effectué sur de la tôle, mais peut également être utilisé sur d'autres matériaux tels que le polystyrène.

Les matrices progressives sont généralement alimentées à partir d'une bobine d'acier, d'une bobine de bobine pour un déroulement de la bobine vers un redresseur pour niveler la bobine, puis dans un alimentateur qui fait avancer le matériau dans la presse et les matrices à une longueur d'alimentation prédéterminée. Selon la complexité de la pièce, le nombre de stations dans la matrice peut être déterminé.

L'emboutissage se fait généralement sur des tôles froides. Voir Forgeage pour les opérations de formage à chaud.

Un bref historique

On pense que les premières pièces de monnaie sont venues du 7ème siècle avant JC. Ont été inventés par les Lydiens dans ce qui est la Turquie moderne. Le martelage des pièces est resté la méthode la plus importante de production de pièces jusqu'en 1550. Marx Schwab en Allemagne a développé un nouveau procédé d'estampage dans lequel jusqu'à 12 hommes tournaient une grande roue pour presser le métal en pièces. Le processus de poinçonnage a encore été innové dans les années 1880.

Des pièces estampées ont été utilisées pour les bicyclettes produites en série dans les années 1880. L'emboutissage a remplacé le matriçage et l'usinage, ce qui a permis de réduire considérablement les coûts. Même si elles n'étaient pas aussi solides que les pièces forgées, elles étaient de qualité suffisante.

En 1890, des pièces de vélo estampées ont été importées d'Allemagne aux États-Unis. Les entreprises américaines ont alors commencé à faire fabriquer des machines d'emboutissage sur mesure par des fabricants de machines-outils américains. Grâce à la recherche et au développement, Western Wheel a pu estampiller la plupart des pièces de vélo.

Plusieurs constructeurs automobiles ont adopté l'emboutissage des pièces. Henry Ford a défié les recommandations de ses ingénieurs d'utiliser des pièces d'emboutissage, mais lorsque son entreprise n'a pas réussi à répondre à la demande avec le matriçage, Ford a été contraint d'utiliser des pièces d'emboutissage.

Dans l'histoire de l'emboutissage, du forgeage et de l'emboutissage des métaux, les presses de toutes sortes sont l'épine dorsale de la fabrication des métaux. Les processus sont encore améliorés en déplaçant plus de métal en un seul coup de presse. Les presses et les dispositifs d'automatisation interconnectés augmentent les taux de production, réduisent les coûts de main-d'œuvre et offrent plus de sécurité aux travailleurs.

Dans l'environnement d'emboutissage des métaux d'aujourd'hui, des contrôles tels que I-PRESS avec Connected Enterprise peuvent enregistrer l'historique, envoyer des rapports, ou le contrôle I-PRESS &Automation peut être visualisé à partir d'appareils distants ou mobiles. Une nouvelle tendance dans la collecte d'informations sur la production actuelle de données historiques.

Types d'emboutissage de métal

Il existe trois principaux types de techniques d'emboutissage de métal :progressif, à quatre glissières et à emboutissage profond.

1. Estampage à matrice progressive

L'emboutissage progressif comporte un certain nombre de stations, chacune avec une fonction unique.

Tout d'abord, la bande de métal est alimentée à travers une presse d'emboutissage progressive. La bande se déroule régulièrement à partir d'une bobine et dans la presse à matricer, où chaque station de l'outil effectue ensuite une coupe, un poinçonnage ou un pliage différent. Les actions de chaque station successive s'ajoutent au travail des stations précédentes, résultant en une pièce terminée.

Un fabricant peut être amené à changer d'outil à plusieurs reprises sur une seule presse ou à occuper plusieurs presses, chacune exécutant une action requise pour une pièce terminée. Même en utilisant plusieurs presses, des services d'usinage secondaire étaient souvent nécessaires pour vraiment terminer la pièce. Pour cette raison, l'emboutissage progressif est la solution idéale pour les pièces métalliques à géométrie complexe à respecter :

• Réalisation plus rapide
• Coût de main-d'œuvre réduit
• Longueur de tirage plus courte
• Plus grande répétabilité

2. Estampage à quatre diapositives

Fourslide, ou multi-slide, implique un alignement horizontal et quatre diapositives différentes; en d'autres termes, quatre outils sont utilisés simultanément pour façonner la pièce. Ce processus permet des coupes complexes et des plis complexes pour développer même les pièces les plus complexes.

L'emboutissage de métal à quatre glissières peut offrir plusieurs avantages par rapport à l'emboutissage à la presse traditionnel, ce qui en fait un choix idéal pour de nombreuses applications. Certains de ces avantages incluent :

• Polyvalence pour les pièces plus complexes
• Plus de flexibilité pour les modifications de conception

Comme son nom l'indique, un four-slide a quatre slides, ce qui signifie que jusqu'à quatre outils différents, un par slide, peuvent être utilisés pour réaliser plusieurs plis simultanément. Au fur et à mesure que le matériau alimente un chariot à quatre glissières, il est plié en succession rapide par chaque arbre équipé d'un outil.

3. Emboutissage profond

L'emboutissage profond consiste à tirer une ébauche de tôle dans la matrice via un poinçon, en lui donnant une forme. La méthode est appelée « emboutissage profond » lorsque la profondeur de la pièce emboutie dépasse son diamètre.

Ce type de formage est idéal pour créer des composants nécessitant plusieurs séries de diamètres et constitue une alternative économique aux processus de tournage, qui nécessitent généralement l'utilisation de plus de matières premières. Les applications et produits courants fabriqués à partir d'emboutissage profond incluent :

• Composants automobiles
• Pièces d'avion
• Relais électroniques
• Ustensiles et batterie de cuisine

Estampage à court terme

L'emboutissage de petites séries de métaux nécessite des dépenses d'outillage initiales minimales et peut être une solution idéale pour les prototypes ou les petits projets. Une fois l'ébauche créée, les fabricants utilisent une combinaison de composants d'outillage personnalisés et d'inserts de matrice pour plier, poinçonner ou percer la pièce.

Les opérations de formage personnalisées et la taille réduite des séries peuvent entraîner des frais par pièce plus élevés, mais l'absence de coûts d'outillage peut rendre les courts tirages plus rentables pour de nombreux projets, en particulier ceux nécessitant des délais d'exécution rapides.

Opération d'estampage

L'emboutissage, également appelé pressage, consiste à placer une tôle plate, sous forme de bobine ou de flan, dans une presse à emboutir. Dans la presse, un outil et une surface de matrice façonnent le métal dans la forme souhaitée. Le poinçonnage, le découpage, le pliage, la frappe, le gaufrage et le bordage sont toutes des techniques d'emboutissage utilisées pour façonner le métal.

• Pliage – le matériau est déformé ou plié le long d'une ligne droite.
• Bride – le matériau est plié le long d'une ligne courbe.
• Gaufrage – le matériau est étiré dans une dépression peu profonde. Utilisé principalement pour ajouter des motifs décoratifs. Voir aussi Repoussé et poursuite.
• Effacer – une pièce est découpée dans une feuille de matériau, généralement pour créer une ébauche en vue d'un traitement ultérieur.
• Monnayage – un motif est compressé ou pressé dans le matériau. Traditionnellement utilisé pour fabriquer des pièces.
• Dessin – la surface d'un flan est étirée dans une forme alternative via un flux de matière contrôlé. Voir aussi emboutissage profond.
• Étirement – la surface d'un flan est augmentée par tension, sans mouvement vers l'intérieur du bord du flan. Souvent utilisé pour fabriquer des pièces de carrosserie lisses.
• Repassage – le matériau est comprimé et réduit en épaisseur le long d'une paroi verticale. Utilisé pour les canettes de boisson et les douilles de cartouches de munitions.
• Réduction/rétrécissement – utilisé pour réduire progressivement le diamètre de l'extrémité ouverte d'un récipient ou d'un tube.
• Curling – déformer le matériau en un profil tubulaire. Les charnières de porte en sont un exemple courant.
• Ourlets – replier un bord sur lui-même pour ajouter de l'épaisseur. Les bords des portes d'automobiles sont généralement ourlés.

Le perçage et la découpe peuvent également être effectués dans des presses à emboutir. L'emboutissage progressif est une combinaison des méthodes ci-dessus effectuées avec un ensemble de matrices alignées à travers lesquelles une bande de matériau passe une étape à la fois.

Avantages de l'emboutissage de métal

Si vous avez besoin de créer une pièce, un composant ou un produit métallique, il existe de nombreux avantages à s'associer à une entreprise qui propose les services de machines d'emboutissage de métal.

1. Précision

Si votre produit doit être découpé avec une grande précision, une entreprise d'emboutissage disposera des outils et des processus nécessaires pour le faire. Découper une forme avec une telle précision peut représenter une dépense importante et il peut être tentant de réduire les coûts en manquant dans ce domaine de production. Une entreprise d'estampage permet d'obtenir un produit de meilleure qualité à un prix moindre.

2. Cohérence

Certaines entreprises vous diront qu'une précision constante n'est garantie qu'en coupant les pièces une par une, mais la plupart des grandes entreprises métallurgiques conviennent que ce n'est pas vrai.

La cohérence dans la production de masse peut être obtenue en contrôlant soigneusement l'ensemble du processus, en commençant par une conception assistée par ordinateur (CAO) précise, un outillage approprié, des machines d'estampage de métal exploitées par des professionnels, ainsi qu'un contrôle de la qualité pour inspecter chaque pièce ou pièce et pour assurer l'uniformité dans les produits.

3. Production de masse

Celui-ci parle de lui-même. Besoin d'un grand nombre de produits de qualité ? Engagez une entreprise qui possède les machines et les outils nécessaires pour gérer votre projet de manière rapide et efficace.

4. Espace de travail

Si vous sous-traitez votre estampage à une entreprise extérieure à la vôtre, il n'est pas nécessaire d'allouer du temps et de l'espace dans votre propre lieu de travail pour fabriquer ces produits.

De plus, cela vous permet de vous concentrer sur les autres aspects de votre entreprise et de ne pas vous enliser dans les subtilités de la production.

Application de l'emboutissage de métal

L'emboutissage des métaux peut être appliqué à une variété de matériaux en fonction de leurs qualités uniques de travail des métaux pour un certain nombre d'applications dans un large éventail d'industries. L'emboutissage des métaux peut nécessiter le formage et le traitement de métaux communs de base en alliages rares pour leurs avantages spécifiques à l'application.

Certaines industries ont besoin de la conductivité électrique ou thermique du cuivre au béryllium dans des domaines tels que l'aérospatiale, l'électricité et l'industrie de la défense, ou l'application à haute résistance de l'acier et de ses nombreux alliages pour l'industrie automobile.

Les industries qui emploient des entreprises d'emboutissage de métal incluent (mais ne sont pas limitées à) :

• Automobile
• Machines industrielles
• Électronique grand public
• Aéronautique
• Électrique
• Télécommunications