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Auteur(s)
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Alain COL : Responsable Mise en forme tôles minces au Laboratoire d’études et développement des produits plats (LEDEPP) de la société Sollac
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Lire l’articleINTRODUCTION
On entend par tôle un produit métallique plat, qui peut se présenter sous forme de feuilles ou de bobines. Examinons le plus complètement possible les différents types de tôles formables, en donnant le sens le plus large à ce dernier mot.
Classons ci‐dessous, très approximativement et pour des conditions moyennes d’application, les principaux modes de formage des produits plats dans un ordre de difficulté croissante, tant en termes de besoin de ductilité que de complexité de mise en œuvre :
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le cintrage (cf. article Formage des tôles fortes [B 7 630]) ;
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le pliage (cf. articles Formage à la presse [B 7 510] et Presses [B 7 570]) ;
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le profilage, qui fait appel aux mêmes propriétés (cf. article Données numériques sur les aciers inoxydables [M 323], Filage de l’acier et des métaux difficiles à déformer [M 640] et Mise en forme de l’aluminium. Laminage [M 650], Mise en forme de l’aluminium. Filage ou extrusion [M 651], Mise en forme de l’aluminium. Tréfilage et étirage [M 652] ;
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le filage par choc (cf. article Mise en forme de l’aluminium. Laminage [M 650], Mise en forme de l’aluminium. Filage ou extrusion [M 651], Mise en forme de l’aluminium. Tréfilage et étirage [M 652] ;
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le repoussage (cf. article Formage des tôles fortes [B 7 630]) ;
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l’hydroformage ;
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le formage par explosion (cf. article Formage par explosif [B 7 585]) ;
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l’étirage ou repassage (cf. article Étirage à froid de tubes d’acier [M 636]) ;
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l’emboutissage (cf. article Aptitude à l’emboutissage des tôles minces [B 7 530]) ;
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le formage dans le domaine superplastique (cf. article Superplasticité [M 613]).
Ces différents articles proviennent du présent traité ou du traité Matériauxmétalliques.
On citera les principales normes, on tentera de délimiter le domaine de formage et de donner quelques applications significatives. Les tableaux simplifiés ne sont présentés qu’à titre indicatif. Extraits des normes en vigueur, ils ont été ramenés à l’essentiel et ne dispensent pas de consulter les documents originaux.
Remarque : pour les aciers, on trouve en service au moment de la rédaction des normes NF A... classiques, des normes NF EN... datant de quelques années et des normes NF EN... postérieures à novembre 1992. Or, le système de désignation des nuances est différent pour chacune de ces périodes ; il en résulte une grande confusion. Il faut s’attendre encore à de très nombreuses révisions durant la décennie en cours (consulter également l’article Désignation normalisée des aciers [M 302] dans le traité Matériaux métalliques).
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4. Tôles fortes
Par définition, ce sont des produits dont l’épaisseur est supérieure à 4,76 mm et peut aller jusqu’au 200 mm. Nous ne considérerons pas ici l’état des normes, car une grande quantité de métaux ou alliages peuvent être livrés en tôles fortes, incluant des aciers au carbone, des aciers alliés et des alliages d’aluminium. On trouvera des renseignements détaillés dans l’article Aptitude à l’emboutissage des tôles minces [B 7 530].
Leur formabilité dépend de la nature du métal et grandement de l’épaisseur. En fait, la spécificité du domaine tient surtout à deux faits : les énormes efforts nécessaires au formage et le développement rapide de très grands allongements en surface (vu la distance à la fibre neutre) qui limitent les possibilités de déformation. Dans ce cas particulier, la considération de l’allongement à la rupture lors de l’essai de traction ainsi que du rayon critique de pliage donnent une indication valable sur les capacités du métal.
Le formage se limite en général à un petit nombre de cas :
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cintrage des corps de gros récipients, éléments de navires, de plates‐formes offshore ;
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pliage, pour les coques de navires, par exemple ;
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repoussage, pour les fonds de réservoirs qui peuvent être hémisphériques, elliptiques ou torisphériques ;
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emboutissage, pour les fonds également ou pour des coudes toriques (épaisseurs faibles à moyennes) ;
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formage par explosion, pour les cas les plus difficiles (cf. article Formage par explosif [B 7 585] dans ce traité).
Compte tenu de l’énergie nécessaire, on fait souvent appel à une morcellisation des zones à déformer (emboutissage au coup par coup, pliages successifs) ou à un abaissement momentané de la résistance du métal (pliage, repoussage ou emboutissage à chaud). Dans ce dernier cas, il est fréquent de devoir pratiquer ensuite des traitements thermiques de détente ou de normalisation.
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