Processus d'estampage
De nombreux procédés de formage à froid dans l'industrie manufacturière manipulent les tôles pour leur donner la forme souhaitée à température ambiante. Les techniques standards de formage à froid comprennent l’emboutissage, le forgeage, l’extrusion, le laminage et l’étirage. Ce sont les approches simples et rentables dans fabrications de tôle.
L'emboutissage des métaux est la technique de formage à froid la plus populaire dans la tôlerie et est utilisée pour plusieurs applications, notamment l'automobile, l'électronique, l'aérospatiale, les télécommunications et bien d'autres encore. Cet article discutera brièvement Les matériaux, les procédures, les types et les applications d'estampage vous permettront de mieux comprendre le processus d'estampage.
Qu'est-ce que l'emboutissage du métal?
L'emboutissage des métaux est une approche de fabrication qui convertit des bobines ou des feuilles de métal dans la géométrie souhaitée à l'aide d'une pression et de matrices de la forme souhaitée. La matrice d'estampage est l'outil préfabriqué qui y introduit le matériau et le convertit à la forme souhaitée en appliquant une pression. Il permet la production en série de pièces métalliques avec une excellente répétabilité. L'emboutissage des métaux est devenu plus industrialisé grâce à l'optimisation des processus, des systèmes et des outils. (Carl-Johan Jonsson, 2021).
La machine à pression, matrice d'estampage, et le poinçon sont trois éléments importants dans le processus d'estampage. Une matrice spécifique est requise pour une pièce particulière, qui est montée dans des presses, et le métal est alimenté pour créer la forme.
Vous pourriez penser que la tôle produit la forme et les chutes requises lors du processus d'estampage, mais ce n'est pas vrai dans tous les cas. Par exemple, une pièce de tôle peut être transformée en une pièce en forme de U sans laisser de rebut en alimentant et en pressant à travers une matrice.
Selon la complexité du composant, la fabrication de chaque pièce peut nécessiter de nombreuses étapes, notamment le poinçonnage, le découpage, le gaufrage, le bridage et le pliage.
Quels matériaux peuvent être traités par estampage ?
L'emboutissage des métaux convient également aux éléments métalliques, ainsi qu'à certains plastiques et composites. Voici les matériaux couramment utilisés pour l'emboutissage ; pour plus d'informations, consultez notre page dédiée aux matériaux.
- Acier
- Aluminium
- Copper
- Laiton
- Titane
- Alliages nickel-chrome
- polystyrène
- polypropylène
- ABS
- Fibre de carbone
- Fibres d'aramide
Types de processus d'emboutissage de métal
Sur la base des pratiques d'estampage standard, il existe quatre processus : matrice progressive, quatre diapositives, emboutissage profond et estampage à court terme.
1. Estampage progressif
Estampage progressif
Comme son nom l'indique, l'estampage progressif fait référence à l'application d'une série de matrices différentes en une seule fois. La tôle passe par la première matrice qui effectue la première opération, comme le poinçonnage ou la découpe. Ensuite, il passe à la matrice suivante, qui sert à l'opération suivante, et ainsi de suite, jusqu'à ce que le produit final soit créé.
Étant donné que différentes opérations d'emboutissage peuvent être effectuées simultanément au cours d'un seul processus, cela permet la production de pièces complexes présentant de multiples caractéristiques, telles que des trous, des fentes et des courbures. Un autre avantage important est que l’emboutissage progressif est rapide et demande moins de main d’œuvre, ce qui réduit les coûts globaux de fabrication.
2. Estampage à quatre diapositives
Machine d'estampage à quatre lames
Le processus d'emboutissage à quatre glissements fait référence à plusieurs opérations d'emboutissage de métal, telles que le poinçonnage, le pliage et le formage, sur une seule pièce de métal en une seule opération. Elle est réalisée par une machine spécialisée appelée « presse à quatre lames ou multi-lames ». L'appareil se compose de quatre glissières réglables (ou postes d'outillage pour effectuer différentes opérations. La feuille de travail est introduite dans la machine et déplacée entre les glissières, qui servent successivement aux opérations d'emboutissage. Elle peut être facilement reconfigurée pour produire des pièces avec des formes et des caractéristiques différentes. .
Ce processus est idéal pour les petites et moyennes séries de production et est couramment utilisé pour produire de petites pièces complexes avec des tolérances serrées.
3. Estampage par emboutissage profond
Concept d'emboutissage profond (Li, 2022)
Le processus d'emboutissage profond consiste à presser une tôle dans une matrice à l'aide d'un poinçon. Le poinçon force le métal à couler et à former une pièce profonde ou complexe, exactement comme la forme du dé.
L'emboutissage profond commence par le serrage de la feuille de travail dans un support, connu sous le nom de « support vierge » qui entoure le poinçon. Lorsque le poinçon descend dans la matrice, il pousse le flan de feuille de travail dans la matrice, forçant le métal à s'écouler et à épouser la forme de la matrice. Ce processus convient à la création de géométries profondes ou complexes avec des épaisseurs uniformes, telles que des canettes, des tasses et des conteneurs.
4. Estampage à court terme
L'emboutissage en petite série consiste à produire un petit nombre de pièces métalliques (généralement entre 1 et 1000) en une seule passe. Il est réalisé à l'aide de diverses méthodes, notamment l'estampage progressif, l'estampage à quatre lames et l'estampage à emboutissage profond.
Cependant, le procédé utilise des machines automatiques ou semi-automatiques, telles que des poinçonneuses et des cisailles. La production à court terme est généralement utilisée pour produire des pièces pour le prototypage, les tests ou des séries de production à petite échelle, facilitant la production d'un petit volume de pièces à un coût relativement faible.
Quelles sont les différentes opérations d'emboutissage
Plusieurs opérations d'emboutissage des métaux sont réalisées en fonction des exigences et de la forme souhaitée. Certains impliquent la découpe des matériaux (les déchets sont un sous-produit) et d'autres ne sont pas découpés (ne créez pas de déchets à partir de la feuille de travail). Cependant, ils incluent tous le pressage de la feuille de calcul dans une matrice pour créer la forme.
| Cintrage | Le processus de pliage est relativement facile à comprendre. La feuille de travail est insérée dans une matrice spécifique et pressée avec un vérin ou une presse plieuse pour créer l'angle de pliage souhaité à travers la déformation. |
| Blanking | Dans le découpage, les pièces découpées sont le produit final. Cela commence par l'alignement d'un poinçon et d'une matrice avec l'ébauche. Le poinçon frappe la matrice et coupe la tôle dans la forme correcte. Le processus est terminé lorsque la pièce est complètement découpée. |
| Piercings | Le perçage consiste à percer de petits trous, fentes ou découpes à l'aide d'une presse à poinçonner. La matrice de perçage maintient la pièce et le poinçon descend dans la matrice, coupant ou perforant un trou dans la tôle. |
| Dessin | L'étirage est un autre type d'emboutissage de métal consistant à tirer une tôle à travers une matrice pour produire une forme ou une forme spécifique. Elle est réalisée à l'aide d'une presse à emboutir qui utilise un vérin puissant pour exercer une force de traction sur la tôle. |
| Gaufrage | Le gaufrage consiste à créer des surfaces surélevées sur la tôle à l'aide d'un poinçon et d'une matrice. Le poinçon contient l'image négative de la forme requise, qui est ensuite pressée dans la tôle, laissant une image en relief ou en dépression sur la surface. |
| Estampage | Comme son nom l'indique, la frappe fait référence à la mise en forme de la tôle pour les caractéristiques d'une pièce de monnaie. La feuille de calcul est imprimée dans la zone souhaitée à l'aide de deux matrices, pressées l'une contre l'autre sur les côtés opposés de la feuille de calcul. |
| Lancing | Le perçage ne crée aucun rebut après l'opération. Dans cette opération, la pièce est cisaillée et pliée d'un coup de matrice. Il crée des fentes, des encoches ou d'autres fonctions dans la tôlerie. |
| Curling | Le durcissement fait référence à la déformation d'une tôle en une forme ou un profil tubulaire, comme des charnières de porte. Ce processus est généralement effectué à l'aide d'un outil ou d'une machine spécialisée, telle qu'une machine à friser ou une presse plieuse. |
| Hemming | Ourlage de tôle consiste à plier un bord de tôle sur lui-même pour ajouter de l'épaisseur au bord. |
| Brider | Le bridage fait référence à la flexion du matériau le long d'une ligne courbe. Il s'agit d'appliquer une pression sur une ou plusieurs zones spécifiques de la tôle, la faisant se plier et se former le long d'une ligne courbe. |
Toutes ces opérations d'emboutissage de métaux sont populaires en raison de leur faible coût, de leur production rapide, de leur capacité de formes complexes et de leur précision. L'estampage peut fournir tolérance va de ±0.125 mm à ±1.5 mm (Zhang).
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Les coûts du processus d’estampage
Typiquement, frais d'estampage sont inférieurs à ceux des autres procédés de formage des métaux, car ils ne nécessitent pas de fabriquer les pièces différemment ni de les assembler pour la pièce ou le produit final. Au lieu de cela, l'emboutissage de la tôle crée la pièce d'extrémité avec un seul cycle, suivi d'un détourage ou d'un autre post-traitement.
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 materiau: Par exemple. L'aluminium est moins cher que le laiton et le cuivre.
Précision requise : Les exigences de tolérance strictes augmentent le coût d’estampage.
Volume de production: La production à grande échelle coûte nettement moins cher (par prix nominal) que les petits lots.
Complexité: En raison de la conception complexe des matrices et des cycles de production plus longs, les pièces d’emboutissage complexes coûtent plus cher.
Applications du processus d'estampage
Pièces créées par emboutissage.
Les pièces et produits d'estampage sont partout, de nos appareils et ustensiles de cuisine quotidiens aux pièces aérospatiales avancées. La procédure rapide et simple, le faible coût et la précision le rendent adapté à différentes applications automobiles, aérospatiales et électroniques.
| Industrie | Applications |
| Automobile | L'industrie automobile joue un rôle important dans l'évolution de la technologie d'emboutissage. Il a été initialement développé pour fabriquer diverses pièces automobiles, et il en est maintenant au stade de l'automatisation et du contrôle par ordinateur. Les pièces courantes dans l'automobile qui utilisent le processus d'estampage sont les panneaux de carrosserie, les pièces de moteur, les pièces de transmission, les composants de suspension, l'intérieur et bien d'autres. |
| Électronique | Connecteurs, interrupteurs, boîtiers, relais, noyau de transformateur, etc. |
| Industrie aerospatiale | Le processus d'emboutissage produit divers composants aérospatiaux, tels que des pièces de cellule, des composants de moteur, des roues, des freins, des sièges, des parois de cabine et des composants de système de fluide. |
| Electroménager | Tambours de machine à laver, revêtements de porte de réfrigérateur, grilles de four, plaques de micro-ondes, lames de mélangeur, filtres de cafetière, etc. |
| Militaire et défense | Plaques de blindage, casques, chargeurs, déclencheurs, antenne, connecteurs, systèmes de navigation et systèmes de ciblage. |
| Médical | Lames de bistouri, forceps, stimulateurs cardiaques, articulations artificielles, tubulures médicales, attelles, attelles, couronnes dentaires, capteurs médicaux, microscopes, centrifugeuses, stéthoscopes, valves cardiaques artificielles, tendons artificiels et bien d'autres. |
Conclusion
L'emboutissage des métaux est une technique de formage à froid populaire dans les tôleries, qui est utilisée pour convertir des bobines ou des feuilles de métal dans la géométrie souhaitée à l'aide d'une pression et de matrices de la forme souhaitée. Ce procédé permet la production en série de pièces métalliques avec une excellente répétabilité et est utilisé dans diverses industries telles que l'automobile, l'électronique, l'aérospatiale et les télécommunications.
La conception et la création de matrices appropriées sont essentielles à la création de pièces embouties précises. ProleanTech possède toute l'expertise liée aux services d'emboutissage. Nous avons des ingénieurs expérimentés pour concevoir les matrices et les machines de pressage automatisées pour exécuter les différents emboutissage de métal sur mesure opérations. Si vous en avez besoin services d'estampage, demandez un devis et nous reviendrons avec tous les détails dans l'heure.
Les Questions
Quelles sont les composantes du processus d’emboutissage des métaux ?
La machine à pression, la matrice d'emboutissage et le poinçon sont trois composants majeurs du processus d'emboutissage. Une matrice spécifique est nécessaire pour une pièce particulière, qui est montée dans des presses, et le métal est alimenté pour créer la forme.
Quels sont les différents types de procédés d’emboutissage des métaux ?
Les différents types de processus d'estampage comprennent l'estampage progressif, l'estampage à quatre diapositives, l'estampage profond et l'estampage à court terme.
Quels sont les matériaux qui peuvent être traités par emboutissage ?
Les matériaux les plus courants pouvant être traités par emboutissage sont l'acier, l'aluminium, le laiton, le cuivre, le titane, l'acier inoxydable et les alliages nickel-chrome, le polystyrène, le polypropylène, le polycarbonate, la fibre de verre, la fibre de carbone et autres.
Quelles sont les industries courantes qui utilisent le processus d’emboutissage des métaux ?
Le processus d’emboutissage des métaux est utilisé dans diverses industries de l’automobile, de l’électronique, de l’aérospatiale et des télécommunications. Il est également utilisé pour produire divers appareils électroménagers et équipements médicaux.
Références
- Carl-Johan Jonsson, RS (2021). Outils d'emboutissage pour le formage de tôles : état actuel et orientations futures de la recherche. IOS Press Ebooks, depuis https://ebooks.iospress.nl/.
- Li, S. (2022). Emboutissage profond de la tôle pour la fabrication de pièces et de structures métalliques. Encyclopédie des matériaux : métaux et alliages.
- Zhang, J. (nd). Directives de conception d'estampage. sur http://bowmannz.com/.
Super article ! Comprendre le processus d'emboutissage est crucial pour optimiser les projets de fabrication métallique. Des technologies telles que la découpe laser CNC et les presses d'estampage automatisées améliorent la précision et l'efficacité, ce qui les rend inestimables pour la production en grand volume.
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