Estampage à chaud 101

L'emboutissage des métaux transforme la tôle en pièces et outils utilisables pour de nombreuses industries. Avec presque autant de styles que d'industries desservies par le processus, reconnaître et comprendre les complexités de cette méthode de formation de pièces devient un aspect essentiel de la sélection de services pour la création de pièces.

Qu'est-ce que l'emboutissage de métal ?

Généralement, l'emboutissage du métal prend du métal froid et le place entre les matrices, bien que certains procédés utilisent un matériau chauffé. Le pressage du matériau donne au métal la forme souhaitée. Souvent, ces formes créent des outils ou des composants de créations plus grandes. Parfois, certains dans l'industrie de la fabrication peuvent qualifier l'emboutissage de métal de pressage.

Les matrices d'emboutissage à l'intérieur des machines coupent ou forment le métal. Ces matrices ont des conceptions spécifiques pour chaque projet. Bien que la fabrication de matrices prenne un certain temps, une fois la matrice terminée, le processus d'estampage se produit très rapidement.

Ce procédé permet la production d'un grand volume de pièces identiques. L'estampage peut être une étape parmi tant d'autres dans la création partielle, ou il peut être le seul. Le poinçonnage, le découpage, le gaufrage, le bordage, le pliage et la frappe sont quelques-unes des étapes qu'un métal peut subir dans le cadre du processus d'emboutissage.

La polyvalence de l'emboutissage en fait une méthode de production idéale pour des industries telles que les secteurs de l'automobile, de l'armée, des transports publics et de la fabrication, ainsi que bien d'autres.

Types d'estampage

Le type d'emboutissage utilisé dépend du produit fini souhaité. La précision, le métal chaud et la matrice progressive sont quelques-unes des procédures d'emboutissage les plus couramment utilisées.

1. Emboutissage de précision des métaux

L'estampage de précision crée des images en relief ou des pièces tridimensionnelles et donne des produits finis avec des tolérances serrées. Comparé à d'autres formes d'emboutissage, l'emboutissage de précision implique moins de mouvements du matériau entre les machines, ce qui rend le processus beaucoup plus rapide.

Les hauts niveaux de précision possibles avec cette méthode d'estampage permettent la formation de conceptions complexes qui doivent respecter strictement leurs spécifications. Vous pouvez utiliser un emboutissage de précision sur des composants avec des tolérances de 0,001 à 0,002 pouce pour la longueur et de 0,0005 à 0,001 pouce pour la rondeur. Les composants d'avion, les pièces de moteur, l'électronique, les appareils de télécommunication et les prototypes sont tous généralement fabriqués à l'aide d'un emboutissage de précision.

Une variante de ce processus est l'estampage de micro-précision. Cette méthode crée des pièces complexes pour les industries électroniques ou médicales qui mesurent aussi minces que 0,002 à 0,005 pouces.

2. Estampage à chaud

L'emboutissage à chaud est le processus de formation de métal utilisant une chaleur extrême. Le métal, l'acier au bore, est chauffé à plus de 1700 degrés Fahrenheit et trempé dans la matrice elle-même. Le résultat est une pièce en acier léger à haute résistance.

L'un des principaux avantages d'une pièce emboutie en métal chaud est sa résistance élevée à la traction, qui varie d'environ 50 kilopounds par pouce carré (KSI) à environ 200 KSI une fois le processus terminé. L'estampage à chaud vous permet également de former des pièces complexes en une seule fois, ce qui signifie moins de soudure ou d'autres mesures d'assemblage. Les pièces produites à partir de cette méthode ne subissent pas non plus de retour élastique et de déformation comme le font généralement les autres pièces formées en acier à haute résistance. Malheureusement, la pièce durcie est difficile à découper, ce qui complique la découpe et la découpe post-formation. Vous aurez généralement besoin d'un laser puissant pour ces processus.

Pour effectuer un emboutissage à chaud, vous avez besoin de plusieurs équipements, notamment :

• Un système de chauffage capable de chauffer le métal à la température nécessaire
• Un système de refroidissement adéquat
• Un système de manipulation automatisé, car la pièce terminée sera initialement beaucoup trop chaude pour être touchée
• Matériaux d'outillage hautement résistants aux chocs thermiques
• Une presse hydraulique/servo avec des capacités de temporisation

Votre système de presse d'emboutissage doit évidemment être conforme à toutes les exigences de sécurité.

3. Emboutissage progressif des métaux

L'emboutissage progressif, également connu sous le nom d'emboutissage progressif, fait passer des pièces métalliques à travers plusieurs stations qui effectuent chacune une action distincte sur le métal. Tout au long de ces différentes étapes, la pièce métallique reste accrochée à une longue bande de matériau. La dernière machine coupe la pièce finie de la bande de métal.

Lors de la sélection des méthodes de fabrication pour les processus à long terme qui nécessitent un volume élevé, l'emboutissage progressif est un excellent choix. Les matrices durent longtemps et le processus produit un minimum de déchets.

Lors de la création de pièces plus grandes pouvant nécessiter différentes presses, vous devrez utiliser l'estampage par transfert. Ce processus ne diffère de l'estampage progressif que de plusieurs petites manières. La pièce est séparée de la bande métallique plus tôt, et un tapis roulant fait passer la pièce de machine en machine.

Comment fonctionne l'emboutissage de métal

L'emboutissage de métal fait référence au processus de formation d'une pièce de tôle en une pièce finie par poinçonnage, découpage, pliage et autres méthodes. Examinons de plus près le fonctionnement de ce processus.

Quels types de matériaux d'emboutissage de métal les fabricants utilisent-ils ?

Pour l'emboutissage, les fabricants commencent par un morceau de tôle. Le métal finement travaillé offre de la résistance aux produits finis tout en restant suffisamment flexible pour le processus d'emboutissage. Le plus souvent, le métal a une épaisseur allant de 0,001 pouce à 0,625 pouce.

Malgré la faible taille du métal, les presses doivent exercer une pression importante pour couper et former le matériau. Par exemple, la force nécessaire pour couper un cercle de 10 pouces dans un acier de 1/8 de pouce d'épaisseur est de 78,5 tonnes. Dans l'industrie métallurgique, cet effort correspond à un effort faible. Les machines d'emboutissage de métal peuvent générer de 10 à 50 000 tonnes (20 000 à 1 million de livres) de pression.

Le type de métal utilisé déterminera la force nécessaire pour le façonner et le couper. Les catégories de métaux les plus couramment utilisées sont les suivantes :

• Métaux ferreux : Les métaux à base de fer, tels que l'acier inoxydable, sont les moins chers et les prix de production les plus bas.
• Métaux non ferreux : Le nickel, le bronze, le laiton et d'autres métaux qui ne contiennent pas de fer créent cette catégorie.
• Alliages non standard : Les métaux de ces alliages dépendent des propriétés souhaitées du produit final.
• Métaux précieux : L'or, l'argent et le platine sont chers mais nécessaires pour des applications spécifiques.

Connaître les types de forces de presse et les processus à utiliser avec quels matériaux fait partie des connaissances spécialisées qui entrent dans l'emboutissage des métaux. Par exemple, l'emboutissage de précision a tendance à utiliser des alliages spécifiques ou des métaux précieux en bandes plutôt qu'en bobines.

Que se passe-t-il pendant le formage ?

L'étape de formation se produit lorsqu'une presse plie ou façonne autrement le métal. Plusieurs méthodes façonnent le métal, en fonction de l'épaisseur du métal et de l'aspect de la pièce finale.

• Pliage : La flexion plie un métal le long d'un seul axe droit.
• Monnaie : La frappe presse le métal en une pièce finie aux bords nets.
• Dessin : Le processus de dessin tire un métal sur une forme, ce qui étire le matériau. Les bacs à huile et les éviers en métal sont des exemples de produits créés par dessin.
• Gaufrage : Lorsqu'un métal a besoin d'un dessin dessus, une machine l'étire et le tire sur une dépression. Les lettrages, dessins et images nécessitent un gaufrage pour leur création sur des surfaces métalliques.
• Bride : Semblable au cintrage, le bridage plie le métal le long d'un axe qui se courbe au lieu de la ligne droite créée par le cintrage.
• Ourlet : L'ourlet crée un bord extra-fort avec le bas replié sur lui-même.

Ces processus de formation peuvent se produire lors de l'emboutissage, bien que d'autres types de travail des métaux puissent également utiliser ces mêmes méthodes.

Que sont les processus de découpe ?

La découpe du métal peut avoir lieu avant ou après la formation, selon le type de procédé d'emboutissage utilisé. Par exemple, l'emboutissage progressif coupe le produit fini à la fin du processus, mais l'emboutissage par transfert coupe le métal au début.

Les méthodes de découpe utilisées nécessitent différentes matrices de découpe pour obtenir le résultat souhaité.

• Effacement : Une coupe de découpe supprime la forme de base du matériau nécessaire, et les ouvriers mettent de côté le reste du métal.
• Lancement : Lors de l'emboutissage progressif, le métal peut nécessiter un piquage, ce qui crée de petites coupures dans le métal pour permettre une plus grande flexibilité du matériau lors de son passage dans les presses.
• Poinçonnage : Au lieu de conserver la partie découpée dans le métal, le poinçonnage fait un trou dans le métal. Le matériau découpé dans le métal aura une autre utilisation tandis que le métal entourant le trou progressera dans le processus d'emboutissage.
• Cisaillage : Le cisaillement coupe le métal le long d'une ligne droite, comme les ciseaux coupent le papier.
• Rogner : Le rognage coupe la pièce finie ou presque finie de l'ébauche. L'installation peut réutiliser le métal restant, le vendre à la ferraille ou le recycler.

Avantages et inconvénients de l'emboutissage des métaux

Comme tout procédé, l'emboutissage des métaux présente des avantages et des inconvénients. Certains des principaux avantages et inconvénients sont les suivants.

Avantages de l'emboutissage des métaux

Le processus d'emboutissage offre de multiples avantages à ceux qui le sélectionnent pour la création de pièces.

Après avoir fabriqué les matrices, les métallurgistes peuvent produire de grands volumes de pièces en relativement peu de temps. L'utilisation de l'usinage CNC et d'autres formes d'automatisation rend la production encore plus rapide.

Lorsque l'on compare les coûts, la production de matrices pour l'emboutissage des métaux a un prix inférieur à celui des différents types de formage des métaux. De plus, si vous utilisez des métaux ferreux, le prix du projet diminue encore plus.

Un avantage important de l'utilisation de l'emboutissage de tôle est la recyclabilité du matériau. Tout rebut restant après la création des pièces finies, les fabricants peuvent les recycler pour de futurs produits.

Inconvénients de l'emboutissage de métal

Le processus qui permet la production en grand volume de pièces identiques contribue également à l'inconvénient le plus important de l'emboutissage, la création de matrices personnalisées.

La fabrication d'une matrice selon les spécifications de votre projet augmente le temps de pré-production pour l'emboutissage des métaux. De plus, toute modification apportée à la matrice augmentera le temps de traitement. En d'autres termes, une fois que la production avec une matrice finie commence, l'arrêter devient coûteux et compliqué, mais pas impossible.

Bien que l'emboutissage puisse toujours produire des commandes plus petites ou des projets à court terme, l'utilisation des presses peut ne pas justifier une commande aussi petite. Pour les petits projets, la fabrication peut fournir une alternative plus rentable. Pour plus d'informations, discutez avec nous des détails de votre projet pour voir si l'emboutissage ou la fabrication est le bon choix.

Applications d'emboutissage de métal

L'emboutissage crée à la fois des pièces de machines hautement spécialisées et des composants quotidiens de biens de consommation, d'équipements industriels et bien plus encore.

Les applications de l'emboutissage des métaux dépendent de l'industrie, mais certaines pièces peuvent bénéficier de l'emboutissage ou de la fabrication. Les qualités suivantes d'un projet peuvent encourager l'utilisation de l'estampage au lieu de la fabrication.

• Tolérances strictes : L'emboutissage de précision peut créer des pièces fabriquées avec des mesures exactes et de petites marges d'erreur.
• Grand volume : Une fois qu'un producteur fabrique la matrice, l'emboutissage se produit rapidement et peut créer un grand volume de pièces.
• Taille de la pièce : Pour les petites pièces, en particulier les composants estampés de micro-précision, l'estampage peut être une meilleure option que la fabrication.
• Forme de la pièce : Si vous avez besoin de formes circulaires, vous aurez besoin des pièces estampées car ce processus est le seul à créer de telles formes.
• Processus ultérieurs : Le processus d'emboutissage offre un meilleur contrôle sur ce qui arrive aux pièces, ce qui peut aider à garantir les meilleures performances du composant lors de l'assemblage ou du soudage.

Industries qui utilisent l'emboutissage des métaux

De nombreuses industries utilisent l'emboutissage pour certains éléments de leurs outils ou pièces.

• Automobile : L'emboutissage à chaud rend les toits d'automobiles légers et résistants à l'écrasement en cas de renversement. De nombreuses autres pièces OEM et de rechange utilisent également l'emboutissage pour leur production.
• Électronique : Les plus petites pièces métalliques à l'intérieur de l'électronique peuvent avoir commencé comme du métal introduit dans une matrice de micro-précision.
• Aéronautique : L'emboutissage de précision peut créer des pièces de moteur et des composants d'avion en grande quantité.
• Meubles et appareils électroménagers : Les meubles et les appareils électroménagers grand public peuvent comporter des composants métalliques qu'un métallurgiste estampe.

Importance de travailler avec un partenaire d'emboutissage de haute qualité

Le processus d'emboutissage nécessite un haut degré de connaissance du métal, de son fonctionnement et de son utilisation. Le type de métal et le résultat souhaité affectent tous deux de manière significative la manière dont une entreprise d'emboutissage de métal abordera un projet. Pour atteindre vos objectifs, il est essentiel d'avoir le bon équipement. Les entreprises d'emboutissage expérimentées disposent à la fois du matériel et du personnel qualifié pour effectuer le travail dont vous avez besoin.

Par exemple, certains projets nécessiteront un marquage à chaud car la pièce finie doit avoir une résistance supplémentaire. Une entreprise d'emboutissage de métaux de haute qualité saura quand utiliser ce procédé et quand choisir une autre forme d'emboutissage. Certains projets auront besoin de procédures au-delà de l'estampage seul. Ces commandes d'emboutissage et des commandes plus simples nécessitent toutes deux une entreprise qui peut vous fournir une source unique pour la production.

Chez Fairlawn Tool, Inc., nous proposons des solutions clés en main et sommes certifiés ISO 9001:2015. Notre certification démontre notre engagement continu envers la qualité. Nous subissons des révisions régulières de nos services pour conserver notre certification. Avec ce soutien international de nos services, vous pouvez nous confier vos projets.

Votre solution unique pour l'emboutissage des métaux

Si vous êtes intéressé par les pièces d'emboutissage de métal, Fairlawn Tool peut vous aider. Nous avons des années d'expertise dans tous les types de fabrication de métaux, y compris l'emboutissage. Vous pouvez compter sur nous pour vous fournir les pièces de haute qualité dont vous avez besoin rapidement et à un prix qui correspond à votre budget. Nos services comprennent l'estampage à chaud, l'estampage à froid, le cintrage de tubes, le poinçonnage de tourelle CNC, le soudage automatisé et plus encore. Nous sommes votre guichet unique pour tous vos besoins de fabrication de métal.

Pour en savoir plus sur l'estampage à chaud et comment il peut bénéficier à votre entreprise ou comment Fairlawn Tool peut vous aider avec vos besoins de fabrication de métal, appelez-nous au 410-374-1100 ou contactez-nous en ligne dès aujourd'hui.