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Auteur(s)
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François RONDÉ‐OUSTAU : Ingénieur civil des Mines de Nancy - Docteur-Ingénieur - PSA Peugeot-Citroën, unité de Recherches Matériaux Technologie
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Parmi tous les procédés de mise en forme des tôles minces (épaisseur inférieure à 3 mm), l’emboutissage est de loin le plus utilisé. C’est un procédé qui permet de réaliser des pièces de surface non développable à partir de tôles minces. Il trouve son application dans bon nombre de secteurs d’activité tels que le mobilier métallique, l’électroménager, l’emballage métallique (ferblanterie) et surtout la carrosserie des véhicules automobiles qui représente environ 300 pièces embouties pour une masse totale d’acier mis en œuvre de 500 kg environ. C’est à cette dernière application que nous nous intéresserons plus particulièrement. Compte tenu des chutes inhérentes au procédé, la carrosserie automobile représente à travers le monde environ 20 millions de tonnes d’acier par an, soit près de 20 % de la production mondiale de tôles minces d’acier extra‐doux. Particulièrement développé sur les aciers, ce procédé est aussi applicable avec plus ou moins de facilité à d’autres matériaux, en particulier l’aluminium.
Pour une approche plus facile de cet article, le lecteur devra se reporter aux articles voisins de cette rubrique :
L’auteur remercie vivement ses collègues Bruno CHAMONT et François MAIRE, de la Direction des Méthodes PSA, pour les conseils avisés et les suggestions amicales qu’ils ont bien voulu lui apporter lors de la rédaction de cet article.
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3. Outillages
3.1 Types d’outils : simples et à coulisseaux
Les outillages sont généralement composés d’éléments massifs issus de fonderie qui constituent les bâtis inférieur et supérieur, le poinçon, la matrice et le serre‐flan. Leur rigidité constitutionnelle assure la transmission des efforts de formage de la presse vers la tôle. Ils disposent de goulottes en tôle qui permettent d’évacuer les chutes de matière vers des trappes à chutes où elles sont collectées par des convoyeurs souterrains (jusqu’à 40 % de la matière mise en œuvre).
Des outillages à coulisseaux (figure 11) permettent de renvoyer l’effort vertical du plongeur dans des directions horizontales ou obliques pour travailler la pièce dans plusieurs directions à la fois, différentes de la verticale de l’outil, autorisant ainsi l’obtention de formes impossibles à réaliser avec des outils monoblocs (contre- dépouilles par exemple). Les cames et les glissières des chariots mobiles sont généralement supportées par les bâtis. Lorsque les coulisseaux sont fixés sur des parties mobiles de type serre‐tôle, on parle d’outils à coulisseaux suspendus.
Pour les séries limitées, on utilise préférentiellement des outils constitués de plaques superposées qui limitent fortement la dimension du laboratoire (volume disponible sous presse).
HAUT DE PAGE3.2 Réalisation des outils
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Matières des outils
Les outils pour petites pièces de carrosserie sont habituellement réalisés à partir d’aciers en plaque s’échelonnant du E24 jusqu’au 160 CDV 12, avec ou sans traitements thermiques ou de surface.
Pour les grosses pièces de carrosserie, les outils sont le plus souvent réalisés à partir de moulages en fonte. Les principales nuances utilisées sont les fontes grises lamellaires de type FGL 240 ou les fontes à graphite sphéroïdal FGS 600 ; une trempe superficielle peut être localement réalisée pour renforcer la tenue à l’usure. Les pièces fragiles sont réalisées en acier 50 CD 4 ou 35 NCD 16.
Pour les outils à cadence rapide où l’allègement des masses mobiles est recherché,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RAULT (D.) - Description de l’emboutissage et problèmes posés. - Chap. XVIII, Mise en Forme des Métaux et Alliages (1976), Éd. CNRS (École d’été de Villars‐sur-Ollon) (1975).
-
(2) - RONDÉ‐OUSTAU (F.) - Le plissement en emboutissage : approche phénoménologique et expérimentale. - 5e partie, Chap. 1, Physique et Mécanique de la Mise en Forme des Métaux (1990), Presses du CNRS (École d’été d’Oléron) (1987).
-
(3) - MAEDER (G.), JAMEUX (J.P.), EL MOUATASSIM (M.) - L’emboutissage, les attentes des constructeurs, modélisation. - 2e Symposium Automobile de Paris, (doc. Sollac) 27-28 juin 1991.
-
(4) - PEARCE (R.) - Sheet metal forming. - Éd. Adam Hilger (New York) (1991).
-
(5) - SANZ (G.) - Gagner du temps sur le temps. Enjeux de la recherche/développement pour la production sidérurgique et la mise en œuvre de l’acier. - 1er Symposium Automobile de Paris, (doc. Sollac) 27-28 juin 1990.
-
...
ABICHOU (H.) - Simulation de l’emboutissage à froid par une méthode asymptotique numérique. - Thèse de doctorat Sciences et Techniques, Metz (2001).
DE MAGALHAES CORRELA (J.P.) - Modélisation et étude numérique du plissement des tôles dans les processus d’emboutissage profond. - Thèse de doctorat Sciences de l’Ingénieur. Option mécanique des matériaux, Metz (2001).
PESSANHA MOREIRA (L.) - Étude numérique de l’influence du modèle de plasticité sur le comportement des tôles lors de l’emboutissage. - Thèse de doctorat Sciences de l’Ingénieur. Option mécanique des matériaux, Metz (2002).
GATI (W.) - Approche pseudo inverse pour simulations rapides du procédé d’emboutissage et de retour élastique des pièces en tôle minces. - Thèse de doctorat Calcul et optimisation des structures mécaniques, Compiègne (2000).
HAUT DE PAGE
Syndicat National du Découpage et de l’Emboutissage SNDE.
Centre Technique des Industries Mécaniques CETIM http://www.cetim.fr.
HAUT DE PAGE3 Logiciels et leurs distributeurs
(liste non exhaustive)
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