Le procédé d'emboutissage de la tôle commence par une conception qui détermine la manière dont la tôle est mise en forme à froid pour obtenir des pièces utilisables. Cette déformation plastique est réalisée grâce à différentes techniques, notamment la découpe, le poinçonnage, le pliage et l'emboutissage profond.
L'emboutissage des métaux comporte des étapes générales qui commencent par la conception, au cours de laquelle le fabricant et le client décident du matériau, des dimensions et des autres caractéristiques de la pièce emboutie.
Les étapes suivantes comprennent la préparation des matériaux, l'alimentation, l'estampage et le post-traitement (comme la finition).
Pour réussir l'emboutissage des métaux, il est essentiel de bien connaître les propriétés du matériau. Par exemple, si vous emboutissez de l'acier en suivant exactement la même méthode que pour l'aluminium de la série 6000, le processus risque fort d'échouer.
De nombreux métaux peuvent être estampés – alliage d'aluminium, acier laminé à froid, cuivre, bronze phosphoreux, cuivre au béryllium, acier galvanisé, acier inoxydable, et autres – il est donc conseillé de bien réfléchir aux propriétés exactes recherchées.
Qu’est-ce que l’emboutissage des métaux ?
L'emboutissage est un procédé de fabrication à froid polyvalent et efficace permettant de transformer des tôles plates en pièces précises et aux formes souhaitées. Ce procédé utilise la force et la pression d'outils d'emboutissage pour produire des pièces présentant des pliages, des courbes, des découpes et d'autres caractéristiques.
Comment fonctionne le marquage ?
Le processus de fabrication par estampage comprend cinq étapes principales : la conception, la préparation des matériaux, l’estampage, la finition et le contrôle qualité. Chaque étape est cruciale pour optimiser l’efficacité de la production et minimiser les erreurs. défauts d'emboutissage des métauxet la maîtrise des coûts.
Vous trouverez ci-dessous un aperçu plus détaillé des étapes d'estampage.
Conception et préparation des matériaux
La première étape consiste à sélectionner les matériaux et à concevoir l'emboutissage. Cette étape est cruciale pour garantir que la pièce emboutie réponde aux exigences esthétiques et fonctionnelles.
Opération d'emboutissage
L'emboutissage comprend généralement une série d'étapes, qui commencent par le découpage, c'est-à-dire la découpe de la tôle en formes et dimensions précises. Viennent ensuite le formage, la découpe, le perçage, l'ébavurage et autres opérations d'emboutissage.
opérations secondaires
La pièce emboutie subit ensuite les opérations secondaires nécessaires, telles que l'ébavurage, le polissage et le revêtement. Ces étapes améliorent sa fonctionnalité et la qualité de sa surface.
Qu'est-ce que le contrôle de processus pour l'emboutissage de tôles ?
Les pièces estampillées de qualité sont le fruit d'un contrôle rigoureux du processus, de la conception à la fabrication. Outre un contact étroit avec le client, l'entreprise manufacturière doit mettre en œuvre des technologies de contrôle qualité.
Voici quelques options technologiques :
- systèmes de vision optique
- jauges personnalisées
- Systèmes de mesure intégrés
- Systèmes de contrôle statistique des processus
Quels sont les quatre types d'opérations d'emboutissage des métaux ?
Il existe quatre principaux types d'emboutissage : l'emboutissage progressif, l'emboutissage par transfert, l'emboutissage profond et le découpage fin. ProleanTech détermine le procédé le plus adapté en fonction des tolérances requises, du volume de production et de la complexité des pièces.
Comme l'indique la discussion ci-dessous, l'emboutissage progressif est destiné aux grands volumes, l'emboutissage par transfert permet de réaliser des pièces complexes, l'emboutissage profond produit des composants cylindriques et le découpage fin est préféré pour les tolérances serrées.
Apprenons-en davantage sur ces techniques d'emboutissage des métaux.
Estampage progressif
Estampage progressif
En emboutissage progressif, une bobine de métal est alimentée en continu dans la presse à emboutir. Les opérations de poinçonnage, de pliage et de mise en forme sont simultanées.
Estampage par transfert
Dans sa version la plus simple, l'emboutissage par transfert consiste à transférer les ébauches métalliques d'un poste d'emboutissage à un autre pour les façonner et les mettre en forme jusqu'à l'obtention de la forme finale. Cette technique est privilégiée pour sa facilité de production de pièces relativement complexes et de grande taille.
Dessin profond
Dessin profond
L'emboutissage profond consiste à utiliser un poinçon pour étirer la tôle dans une matrice. La tôle est ainsi contrainte de prendre la forme de la matrice. Pour qu'une pièce soit considérée comme ayant subi un emboutissage profond, la convention industrielle exige que le taux d'emboutissage soit supérieur à 2. Autrement dit, le rapport entre le diamètre de l'ébauche et le diamètre du poinçon doit être supérieur à 2.
Masquage fin
Le découpage fin associe usinage et estampage pour fabriquer des pièces de précision. Le flux de matière est contrôlé par l'utilisation experte d'un serre-flan, d'un poinçon et d'un contre-poinçon.
La pièce est placée sur la presse à découper avec précision, une pression est appliquée, et le poinçon descend sur la pièce tandis qu'une contre-pression est exercée par le bas. On obtient ainsi une découpe nette, sans bavures ni fissures.
Effacement fin
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Types de processus d'emboutissage de métal
Les principaux procédés d'emboutissage des métaux sont le découpage, le poinçonnage, le pliage, l'étirage et le frappage. Parmi les autres procédés, on peut citer l'impression, le bordage, le gaufrage et le rainurage.
Blanking
Le découpage consiste à utiliser une force de cisaillement pour découper une pièce de tôle dans une matière première plus grande. Autrement dit, la pièce découpée est la pièce désirée.
Blanking
perforation
Le poinçonnage consiste à utiliser une presse à poinçonner pour produire des formes spécifiques à partir de tôles. Ce procédé génère des déchets métalliques, appelés chutes, souvent envoyés à la ferraille. Le poinçonnage se distingue du découpage par le fait que la pièce enlevée constitue le déchet, tandis que la partie la plus importante est la pièce à usiner.
Vous pouvez en apprendre davantage sur les détails de la frappe auprès de poinçonnage vs estampage Comparaison.
Cintrage
Le pliage en emboutissage de métaux consiste à donner à la tôle une forme en U, V, L ou toute autre forme ou profil souhaité. Ce procédé s'effectue généralement selon un seul axe.
Étirements
L'étirage consiste à appliquer une force de traction sur la tôle à l'aide d'un moule afin de générer une forme concave.
Estampage
Le frappage est une technique de pliage de tôle où la matrice et le poinçon forment un angle précis avec la pièce à usiner, généralement à 90 degrés. Ce procédé exige une force de pliage importante.
Impression
L'impression est le procédé qui consiste à creuser ou à surélever certaines parties d'une tôle pour produire un motif prédéterminé.
Brider
Brider
Le bordage permet de créer un rebord ou un évasement sur la tôle à l'aide d'un équipement spécial ou de la matrice et de la presse habituelles.
Gaufrage
Le gaufrage est un procédé d'emboutissage qui permet de créer des reliefs ou des creux dans la tôle après l'avoir pressée contre une matrice. La tôle prend alors la forme de la matrice.
Gorges
Le rainurage consiste à utiliser une matrice ou un poinçon pour créer des canaux peu profonds dans une tôle. Ces canaux peuvent avoir une fonction pratique ou décorative.
Catégories de presses à estamper
Les presses à emboutir se déclinent en presses mécaniques, hydrauliques et servo-hydrauliques. On peut également les classer selon leur force de frappe et leur course. Pour un emboutissage optimal, il est essentiel d'utiliser des matrices adaptées.
Presses mécaniques
Ces presses stockent leur énergie d'emboutissage dans un volant d'inertie, qui la libère par l'intermédiaire d'un système d'entraînement à double action, excentrique, à engrenages, à un seul engrenage ou à double engrenage.
Presses hydrauliques
Ce type de presse à emboutir utilise la pression statique d'un fluide incompressible sous pression pour actionner le piston. Elle présente l'avantage de produire des pièces légères, de ne nécessiter qu'un seul moule, d'être économique et d'offrir une course puissante.
Presse hydraulique
Servo-presses
Les moteurs et embrayages des presses conventionnelles peuvent être remplacés par des servomoteurs, donnant naissance à une catégorie relativement nouvelle : les presses servo. Ces presses présentent la particularité d’appliquer des effets de programmation, notamment la spécification du temps de maintien lors de la descente.
Presse servo
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Matériaux courants dans les procédés d'emboutissage des métaux
Du cuivre au laiton, en passant par l'acier inoxydable et l'aluminium, la liste des tôles pouvant être embouties est longue. Plusieurs critères guident les fabricants dans leur choix : résistance, résistance à la corrosion, formabilité et rapport qualité-prix, entre autres.
Le choix des matériaux d'emboutissage de précision a des répercussions sur le processus, notamment sur le taux d'usure de la matrice et les exigences de post-traitement.
Voici une liste des matériaux d'emboutissage métallique les plus courants à prendre en compte pour votre prochain projet.
Alliages d'aluminium
Les alliages d'aluminium sont largement privilégiés pour leur faible poids, leur conductivité thermique, leur résistance à la corrosion et leur solidité. Procédé d'emboutissage de l'aluminium Ces pièces peuvent être utilisées dans des environnements corrosifs et pour des composants légers.
Les pièces automobiles, les boîtiers électroniques et les téléphones portables sont des applications courantes de ce matériau d'emboutissage.
Acier laminé à froid
Acier laminé à froid
L'acier laminé à froid est certes résistant, mais sa formabilité est également excellente et il se prête bien à l'emboutissage. À condition que le fabricant respecte les exigences relatives au rayon de courbure du matériau, cet acier est l'un des meilleurs pour l'emboutissage, notamment lorsque des performances élevées et un état de surface de qualité sont requis.
Copper
Le cuivre et ses alliages se prêtent facilement à la fabrication par estampage, permettant de réaliser des motifs complexes et originaux. La joaillerie et les cadeaux personnalisés sont des applications courantes des pièces en cuivre.
Le cuivre est un matériau délicat, mais ProléanTech sait comment le manipuler correctement, notamment en frappant le matériau avec douceur, en le recuisant avant l'estampage et en utilisant un équipement propre.
Bronze phosphoreux
Le bronze phosphoreux est usinable, robuste et résistant à la corrosion. Cet alliage contient du cuivre et de l'étain, des composants qui le rendent adapté aux applications automobiles et marines, grâce à sa résistance et sa capacité à supporter des environnements difficiles.
Cuivre beryllium
Les pièces estampées en cuivre-béryllium sont performantes et durables. Elles sont utilisées avec fiabilité dans l'électronique, l'automobile, l'aérospatiale, le médical, la défense et bien d'autres applications.
Acier galvanisé
pièce en acier galvanisé estampé
La durabilité, la résistance à la corrosion, la malléabilité et le rapport coût-efficacité de l'acier galvanisé sont des raisons majeures pour lesquelles de nombreuses entreprises d'emboutissage de pièces métalliques utilisent ce matériau.
Acier Inoxydable
Emboutissage de l'acier inoxydable
L'acier inoxydable possède des propriétés uniques qui conviennent à certains types de pièces embouties. Emboutissage de l'acier inoxydable Elle s'articule autour des types austénitique, ferritique et martensitique.
L'acier inoxydable austénitique convient à l'emboutissage profond et à la fabrication de pièces pour ustensiles de cuisine. L'acier ferritique est très répandu dans le secteur de la métallurgie automobile, tandis que l'acier martensitique est adapté à la fabrication de ciseaux et de couteaux.
Notez que le recuit fait partie du processus d'emboutissage des métaux durs.
Alliages de nickel
La dureté, la ductilité, la résistance à la chaleur et à la corrosion des alliages de nickel confèrent aux pièces embouties en ce métal une grande fiabilité dans de nombreuses applications industrielles. En effet, les pièces embouties en alliages tels que l'A286 sont particulièrement performantes dans la fabrication de fixations, de compresseurs et de moteurs à réaction.
pièce en alliage de nickel
Alliage de titane
Alliage de titane
Les alliages de titane possèdent une résistance à l'oxydation, une résistance à la corrosion et un rapport résistance/poids inégalés ; de ce fait, leurs pièces embouties sont idéales pour les vannes et jauges industrielles, les instruments médicaux et les composants de moteurs.
Différentes applications d'emboutissage de métaux
services d'emboutissage de tôlerie Elles trouvent des applications dans de nombreux secteurs industriels, des pièces aérospatiales aux composants électroniques. Les pièces de châssis, les boîtiers électroniques, les supports et les connecteurs figurent parmi les innombrables composants produits par emboutissage.
Que vous recherchiez des pièces métalliques embouties sur mesure ou des centaines de milliers de pièces identiques, il existe toujours une solution d'emboutissage métallique adaptée à vos besoins.
Voici plus d'informations sur les applications.
Automobile
Les pièces embouties, tant esthétiques que fonctionnelles, sont très utilisées dans la fabrication de divers composants automobiles. Les renforts structurels, les pièces allégées et les supports font partie des pièces embouties courantes dans ce secteur.
Vitrines et Écrans Numériques
Les matériaux d'emboutissage de précision pour métaux sont largement utilisés dans le secteur de l'électronique pour produire, entre autres, des connecteurs, des interrupteurs, des commandes et des relais.
Médical
L'industrie médicale exige des pièces précises et fiables, dont certaines sont fabriquées par emboutissage. Des appareils auditifs aux instruments chirurgicaux, le secteur médical utilise diverses techniques d'emboutissage des métaux.
Construction
Le secteur de la construction est un autre grand utilisateur de pièces métalliques embouties. Parmi les composants emboutis les plus courants, on trouve les dissipateurs thermiques, les fermes, les supports, les écrans et les boîtiers.
Meubles en métal
L'emboutissage de métal pour meubles est également possible ; des articles tels que les balancelles pour bébés, les berceaux et les lits d'enfant sont couramment fabriqués de cette manière.
HVAC
Les pièces métalliques embouties avec précision sont largement utilisées dans l'industrie du CVC, les composants les plus courants étant les pièces de montage, les systèmes de filtration, les systèmes de conduits d'air et les ailettes d'échangeurs de chaleur.
Défense
Les pièces embouties de qualité militaire sont indispensables pour les clips, les supports, les contacts, les bagues d'écrasement, et bien d'autres éléments. Les matériaux couramment utilisés pour ces pièces comprennent le cuivre au béryllium, le cuivre, l'acier inoxydable, l'acier galvanisé et le titane.
Avantages de l'emboutissage de tôles sur mesure
L'emboutissage de tôle personnalisé présente plusieurs avantages en termes de fiabilité, de durabilité et de rentabilité globale. Voici les avantages de l’emboutissage des métaux dans vos pièces personnalisées.
- Le processus offre un grand contrôle pour garantir que les pièces répondent aux spécifications requises.
- Les matrices d'estampage en métal personnalisées conviennent pour façonner des centaines à des milliers de pièces à partir d'une seule matrice.
- L'estampage est un processus rapide et efficace qui peut produire jusqu'à env. 1200 1300 à XNUMX XNUMX pièces en une minute seulement.
- Le coût de l'emboutissage des métaux est relativement inférieur à celui des autres méthodes conventionnelles.
- Le processus d'emboutissage des métaux ne produit aucun déchet lors de l'emboutissage des pièces, ce qui le rend économique pour les gros volumes de lots.
- L'emboutissage permet de créer des pièces avec des géométries complexes ou des tolérances plus strictes.
- Le processus d’emboutissage des métaux produit des pièces avec une finition de surface lisse sans traitement supplémentaire.
Les coûts du processus d’estampage
En général, le coût de l'emboutissage est inférieur à celui des autres procédés de formage des métaux, car il ne nécessite pas la fabrication et l'assemblage de pièces séparément pour obtenir le produit final. L'emboutissage de tôle permet de créer la pièce finale en une seule étape, suivie d'un ébarbage ou d'autres opérations de finition.
Cependant, le coût exact de l'emboutissage dépend des spécifications de votre conception particulière, telles que le matériau de la tôle, la précision, le volume de production, etc. Voici les facteurs courants qui influencent le coût.
Type de matériau : par exemple, l’aluminium est moins cher que le laiton et le cuivre.
Précision requise : des exigences de tolérance strictes augmentent le coût d’emboutissage.
Volume de production : La production à grande échelle coûte nettement moins cher (par unité de production) que la production en petits lots.
Complexité : En raison de la conception complexe des matrices et des cycles de production plus longs, les pièces embouties complexes coûtent plus cher.
Considérations de conception pour l'emboutissage des métaux
Les concepteurs de pièces métalliques embouties prennent en compte des éléments importants tels que les propriétés des matériaux, le rayon de courbure, les tolérances des pièces, les rainures/fentes et l'épaisseur des parois.
Propriétés matérielles
Les propriétés des matériaux qui influencent la conception de l'emboutissage des métaux sont la densité, les propriétés magnétiques, la résistance à la corrosion, la résistance et, bien sûr, la formabilité. coût de l'emboutissage des métaux C'est également un facteur important à prendre en compte. Le laiton, le cuivre, l'aluminium et d'autres matériaux ductiles sont le plus souvent estampés.
Rayon de courbure
L'obtention de pièces embouties de qualité repose sur une maîtrise précise du rayon de cintrage. Des rayons trop faibles présentent un risque de fissuration et d'écrouissage. Un rayon de cintrage intérieur minimal est recommandé pour chaque matériau.
, par exemple en :
- Alliages d'aluminium – Épaisseur x 1
- Acier à faible teneur en carbone – Épaisseur x 0.5
- Acier inoxydable – Épaisseur x 1
Exigences de tolérance
La précision des éléments estampés est importante. Une méthode courante pour le positionnement des trous consiste à mesurer par rapport à la référence.
Les tolérances recommandées sont les suivantes :
Jusqu'à 150 mm de la référence – ±0.5 mm
150 mm – 300 mm par rapport au point de référence – ±0.8 mm
Rainures/fentes
On préfère les fentes larges aux fentes longues pour une meilleure précision de positionnement. La longueur d'une fente ne doit pas dépasser trois fois sa largeur.
Epaisseur
Le secret d'une fabrication de pièces métalliques homogènes réside dans l'épaisseur uniforme des parois. En effet, les variations d'épaisseur favorisent les fissures et autres défauts. Estampage de métal sur mesure Les experts suivent les meilleures pratiques pour les principaux matériaux.
Par exemple, la tolérance idéale d'épaisseur de paroi pour les aciers à faible teneur en carbone est de ±0.1 mm.
D'autres considérations de conception en emboutissage de métaux concernent l'outillage, le post-traitement, les lignes de séparation, les angles de dépouille et le pontage.
Contactez-nous pour en apprendre davantage sur tout cela et sur la manière d'obtenir des résultats optimaux en matière d'emboutissage de métaux.
Conclusion
La recherche de pièces embouties ne devrait pas être une tâche ardue et frustrante.
ProleanTech est largement reconnue pour sa capacité à respecter systématiquement les normes locales et internationales en matière d'emboutissage de tôles et autres procédés d'usinage CNC.
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