Procédés de mise en forme - Introduction

L’objectif premier de la mise en forme des métaux est de conférer à une pièce métallique des dimensions situées dans une fourchette de tolérance donnée. Les principaux procédés de mise en forme des métaux sont apparus progressivement, donnant naissance par la suite à diverses variantes, parfois très nombreuses. Les formes modernes des divers procédés sont le plus souvent apparues récemment pour assurer la production en grande série de pièces à faible coût. On note dans le tableau A quatre stades principaux d’émergence des divers procédés.

• Dès les débuts de l’élaboration des métaux et alliages métalliques à partir de minerais sont pratiqués, semble-t-il, le moulage à partir de l’état liquide, le forgeage libre à chaud de pièces massives brutes de coulée ou réchauffées et le formage à froid de feuilles métalliques. Il s’agit en effet d’une extension assez naturelle du processus d’élaboration mettant en jeu des moyens simples : des moules, un outil de frappe et un support. Par la suite, il a fallu attendre 1940 pour que les Allemands inventent la forge à froid (extrusion) des aciers pour fabriquer des pièces d’armement en économisant des éléments d’alliage, et 1970 pour que, dans le cadre des politiques d’économie d’énergie, la coulée continue des demi-produits en acier prenne son véritable essor industriel.

• Vers les premiers siècles de l’ère chrétienne, apparaissent les procédés d’étirage de fils à travers des plaques percées et d’usinage de pièces à l’aide de burins, forets, limes et scies. Petit à petit, ces procédés mécaniques d’usinage (dits traditionnels) se sont diversifiés en tournage, fraisage, perçage, rectification... procédés pratiqués sur diverses machines-outils spécialisées ; leur mise en œuvre et leurs performances ont considérablement évolué à partir de 1960 avec l’introduction de la commande numérique qui donne naissance, entre autres machines-outils polyvalentes, aux centres d’usinage. Il s’agit des procédés de mise en forme des métaux les plus importants d’un point de vue économique.

À la Renaissance, apparaissent le laminage, devenu depuis, du fait de sa très haute productivité et de sa grande polyvalence, le procédé de mise en forme sans enlèvement de matière le plus important, et le procédé de gravure par eau forte, devenu à l’ère moderne l’usinage chimique. Ce dernier procédé reste toutefois le procédé d’usinage non traditionnel le plus confidentiel, à côté des autres procédés développés à partir de 1945 : électroérosion, usinage électrochimique, au jet d’eau avec et sans abrasif, oxycoupage, avec un faisceau de lumière laser ou d’électrons, usinage par ultrasons... Ces procédés ont permis, entre autres applications, de résoudre les problèmes d’usinage des matériaux de faible usinabilité mécanique, comme les outils de mise en forme.

• Au siècle dernier, apparaît le filage à chaud des alliages cuivreux rendu possible par la réalisation de presses hydrauliques de fortes capacités. C’est au Français Séjournet que revient le mérite de l’invention, vers 1945, de la lubrification au verre qui rend possible le filage à chaud des aciers et autres alliages de haute dureté.