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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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Lire l’articleINTRODUCTION
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 :
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Tôles pour mise en forme Tôles pour mise en forme ;
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Tribologie de l’emboutissage Tribologie de l’emboutissage ;
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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Généralités
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8. Variantes du procédé
Différents procédés dérivant directement de l’emboutissage sont parfois utilisés pour le travail des tôles. Ces techniques étant développées par ailleurs [4], nous nous limiterons à rappeler succinctement le principe de trois d’entre elles dont l’utilisation est actuellement en voie d’extension.
8.1 Stretch‐draw
Le procédé consiste à emboutir la tôle après l’avoir mise en précontrainte de traction (figure 13). Cette façon de procéder présente l’avantage de réduire les gradients de contrainte dans la pièce, contribuant ainsi à diminuer la propension au plissement et à réduire le retour élastique. En contrepartie, les déformations locales dans la pièce s’en trouvent sensiblement augmentées, ce qui impose généralement de recourir à des matériaux à ductilité élevée. Mais l’inconvénient majeur est surtout économique et réside dans un engagement de matière plus important lié à la prise de mors des dispositifs de mise en précontrainte.
HAUT DE PAGE8.2 Formage sur élastomère
Souvent désigné sous l’appellation procédé Guérin, du nom de son inventeur, le formage sur élastomère apporte une simplification sensible au niveau des outils de formage et, par voie de conséquence, une réduction importante de leurs coûts de réalisation comme de mise au point.
Dans ce procédé, une partie de l’outillage (le plus souvent la matrice) est remplacée par une masse d’élastomère qui vient plaquer la tôle sur l’autre partie en matériau rigide (figure 14). Du fait du comportement particulier de l’élastomère, la tôle est en permanence soutenue, ce qui réduit notablement les risques d’apparition de plis. Le caractère collant du contact tôle/élastomère conduit à une meilleure répartition des déformations. En revanche, le démoulage peut présenter quelques difficultés liées à l’effet de ventouse provoqué par l’élastomère lors de son retrait des cavités de la pièce. L’usure de l’élastomère...
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Variantes du procédé
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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