Emboutissage de tôles et métaux

L’emboutissage profond permet d’obtenir des pièces embouties profondes par les différentes méthodes d’emboutissage sans avoir recours aux différents moyens d’assemblages. Il nécessite des calculs au préalable, et des choix minutieux de l’outillage afin de mener à bien l’opération. Quelles sont alors les étapes principales de l’emboutissage de tôles et métaux ? 

Qu’est-ce que l’emboutissage ?

L’emboutissage est un procédé qui permet d’obtenir des pièces avec des formes complexes, sans avoir recours à un assemblage mécanique ou thermique. Il permet d’avoir une forme complexe désirée à partir d’une tôle en métal ou une plaque préalablement découpée appelée flan : acier, aluminium, inox ou alliages sans réduire l’épaisseur de la pièce finie et sans changer les caractéristiques mécaniques de la matière première. Rendez-vous sur le site pour plus d’informations ici. Il est, en quelque sorte, assimilé à la déformation plastique des tôles et métaux.

Nombreux paramètres entrent en jeu pour mener à bien cette opération. Les réglages de la presse et la vitesse d’emboutissage sont des facteurs qui déterminent la qualité du produit fini. Ces paramètres dépendent constamment de la qualité des appareils utilisés, mais également de la compétence de l’ouvrier. Il est aussi primordial, autant que ces paramètres, les diamètres du flan et du poinçon, les rayons de bord de la matrice, le jeu entre le poinçon et la matrice, l’épaisseur du flan et la lubrification. Pour trouver une société spécialisée dans ce domaine, il faut bien définir les critères de sélection afin de ne pas se retrouver au bout d’une mauvaise surprise concernant le résultat final. Il faut exiger de la société la possession des appareils de pointe, et le niveau d’expertise assez élevé avec des mains d’œuvre qualifiées au niveau de son atelier. L’emboutissage est très utilisé dans le milieu industriel afin d’avoir des éléments de formes complexes par un seul procédé, sans la nécessité des procédés d’assemblage des bords de tôles pour en faire une révolution. Ce procédé est adapté à plusieurs exigences. Du coup, il est utilisé pour les éléments de carrosserie dans l’industrie de l’automobile, certains éléments des appareils électroménagers.

On parle d’emboutissage profond lorsque les pièces finies ont des profondeurs élevées ou au moins du même ordre de grandeur de ses dimensions transversales. Les exemples les plus courants sont les lavabos métalliques, les boîtes de conserve ou encore les canettes de boisson.   

Quelles sont les étapes standards de l’emboutissage ?

L’emboutissage, en général, est fait à l’aide d’une presse de forte puissance, appelée presse à emboutir. Le principe repose sur la déformation plastique du matériau qui est un allongement ou un rétrécissement  de certains points de la tôle pour obtenir la forme voulue. Il comporte trois pièces spéciales : la matrice, le poinçon et le serre-flan. La matrice désigne l’élément fixe du bas, qui reçoit la tôle ou une pièce de tôle appelée flan. Elle définit la forme extérieure de la pièce. Le poinçon, en relief, façonne par contre l’intérieur, en gardant l’épaisseur du flan. Un serre-flan entoure le poinçon et maintient la tôle pendant l’application du poinçon. Les joncs sont parfois ajoutés à ces outillages dans le but de retenir le flan pour qu’il ne se glisse pas.

L’opération d’emboutissage comporte en général cinq phases. La phase 1 permet les relèvements du poinçon et du serre-flan. La tôle sera graissée au préalable et est posée sur la matrice. La phase 2 indique la descente du serre-flan et l’applique d’une pression définie afin de maintenir l’ensemble du flan et en lui permettant de glisser par la même occasion. En phase 3, le poinçon descend et déforme la tôle pour faire en sorte qu’elle dépasse sa limite élastique pour entrer dans la phase plastique, dans le fond de la matrice. Cette opération est parfois séquencée pour avoir le résultat voulu sans abîmer le flan. La phase 4 désigne les relèvements définitifs du poinçon et du serre-flan. Pendant cette phase, la pièce, qui a dépassé sa limite d’élasticité, conserve sa forme acquise. Et en dernière phase, il y a le détourage de la pièce. Ce détourage est l’élimination des parties inutiles du flan. Ce sont, en gros, les parties saisies par le serre-flan. Une des conditions les plus primordiales dans l’emboutissage profond est le fait de savoir jouer entre la profondeur de l’emboutissage et le coefficient de l’allongement du flan.  

Quels sont les différents types d’emboutissage profond ?

Il existe plusieurs procédés pour l’emboutissage profond. L’emboutissage profond de grandes pièces comme les casseroles ou les bonbonnes de gaz se fait sur des presses hydrauliques, qui déforment lentement le flan avec moins de séquences d’opérations. Mais avec cette option, la production reste dans une cadence faible.

L’emboutissage profond multi-passe, appelé également l’outil à suivre, permet la réalisation des pièces à forte déformation dans le même outillage d’emboutissage. Contrairement au précédent, il est adapté à un grand volume de production.

L’emboutissage profond de tôle à froid quant à lui prend en compte plusieurs paramètres. La forme et la précision de la pièce à obtenir, le type de métaux à déformer, le volume et les dimensions de la pièce finie sont des critères importants à prendre en considération pour déterminer la méthode et la conception d’outils d’emboutissage.

L’emboutissage profond ordinaire est la technique la plus utilisée pour un emboutissage cylindrique. La réalisation est standard. L’évacuation des pièces peut se faire par le dessous par le décollage ou le dessus avec adjonction d’éjecteur. Il existe des formules appliquées pour calculer l’effort d’emboutissage de tôle. 

Quels avantages représente l’emboutissage profond ?

L’emboutissage profond présente plusieurs avantages. Il est possible d’obtenir des pièces de formes très variées qui sont parfois impossibles à obtenir avec des cintrages, roulages, pliages ou autres procédés de formage de tôle. Il ne nécessite pas une soudure, qui a tendance à déformer la géométrie des pièces et s’avère presque impossible à réaliser pour les tôles très fines.

L’état de surface de la pièce obtenue reste le meilleur, ce qui engendre un travail de finition moins onéreux et nettement plus facile. L’emboutissage est alors un travail méticuleux et soigné en lui-même, sans l’intervention nécessaire des autres procédés de nettoyage ou rectification de surface.