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Le formage est un type de processus de fabrication très largement utilisé dans le monde et fait partie des anciennes techniques. Voici les points que nous allons discuter en détail dans cet article :

Contenu

Qu'est-ce qui se forme ? | Principes fondamentaux des procédés de formage des métaux

Formage / Le formage du métal est un processus dans lequel le matériau se déforme plastiquement pour obtenir la forme requise en appliquant une force de telle sorte que la contrainte générée soit supérieure ou égale à contrainte de rendement, et simultanément, il devrait être inférieur à la stress ultime du matériel.

Types de processus de formage | Processus de formage dans la fabrication | Procédés de formage des métaux en vrac | Procédés de formage des métaux | Opérations de formage | Type d'opérations de formage | Différents types de formage | | Classification du procédé de formage des métaux | Types de formage du plastique

Formage des métaux:

1) Formage de métal en vrac : 

1. Forger
2. Roulant
3. Extrusion 
4. Formage de fil

2) Formage de tôle

1. Cintrage
2. Dessin de tasse profonde
3. Tonte
4. Étirements
5. Filage

3) Formage avancé des métaux

1. Super formage de plastique
2. Électroformage
3. Amende et opération bancaire
4. Hydroformage
5. Formage laser
6. Formation de poudre

Evolution de la microstructure dans les procédés de formage des métaux

Lorsque le formage du métal est effectué, le matériau subit des contraintes très élevées pour changer de forme. Le changement microstructural du matériau a lieu. Mais la formation des cristaux ne se réorganisera que s'il s'agit d'un travail à chaud, c'est-à-dire au dessus de la température de recristallisation. C'est-à-dire que le matériau est chauffé au-dessus de sa température de recristallisation et que le formage est effectué.

Température dans les processus de formage | Procédés de formage à chaud | Procédés de formage à froid | Effet de la température sur le processus de formage du métal

• La température est un facteur très important dans le processus de fabrication, car les propriétés du matériau sont fonction de la température.
• Le processus de mise en forme est divisé en trois parties sur les bases de la température :
• 1. Travail à froid
• 2. Travail chaud
• 3. Travail à chaud
• Avant de définir les points ci-dessus, laissez-nous savoir quelle est la température de recristallisation.

Température de recristallisation :

• La température à laquelle le matériau va reformer l'arrangement de son cristal est appelée température de recristallisation.
• C'est une valeur unique pour chaque matériau
•  Le plomb, l'étain, le zinc et le cadmium sont les matériaux dont la température de recristallisation est égale à la température ambiante et, par conséquent, le travail effectué sur ces matériaux est toujours un travail à chaud.
• La température de recristallisation varie de 0.5 à 0.9 fois la température de fusion du matériau.

Fonctionnement à froid:

• Lorsqu'un travail est effectué sur le matériau, lorsque la température du matériau est inférieure à la température de recristallisation, ce travail relève de la catégorie du travail à froid.
• La quantité de force et d'énergie requise dans le travail à froid est très élevée.
• La précision est assez bonne dans le travail à froid par rapport aux autres.
• Des propriétés telles que la résistance et la dureté augmentent. 
• Alors que les propriétés comme la malléabilité et la ductilité diminuent.
• Le frottement agissant dans le travail à froid est faible.

Travail à chaud :

• Lorsqu'un travail est effectué sur le matériau à une température supérieure à la déformation à froid mais inférieure à la température de recristallisation, il entre dans la catégorie de la déformation à chaud.
• Il est préférable au travail à froid lorsque la force appliquée est moindre.

Travail à chaud :

• Lorsqu'un travail est effectué sur le matériau, la température du matériau est supérieure à la température de recristallisation, ce travail relève de la catégorie de travail à chaud.
• La quantité de force et d'énergie requise dans le travail à chaud est moindre.
• La précision reste médiocre dans le travail à chaud par rapport aux autres.
• Des propriétés telles que la résistance et la dureté diminuent.
• Alors que les propriétés comme la malléabilité et la ductilité augmentent.
• Le frottement agissant dans le travail à chaud est élevé.

Types de processus de formage à froid

Techniques de formage à froid : processus de compression, processus de pliage, processus d'étirage et processus de cisaillement. 

Le processus de compression consiste à :

• Processus de laminage,
• Processus d'extrusion,
• Processus de forgeage,
• Processus de dimensionnement

Le processus de pliage consiste en :

• Processus de pliage d'angle,
• Processus de pliage au rouleau,
• Processus de formage de rouleaux,
• Processus de couture,
• Processus de lissage
• Le processus de cisaillement consiste à :
• Processus de coupe par cisaillement de tôle,

Effacement.

• Le processus de dessin consiste en :
• Processus de tréfilage,
• Processus de dessin de tube,
• Processus de filage des métaux,
• Processus de dessin de tôle,
• Processus de repassage

Friction et lubrification dans le processus de formage des métaux | Friction dans le processus de formage des métaux

• le frottement dans le formage du métal a lieu en raison du contact étroit de la surface de la pièce et de l'outil (matrice, poinçon) à haute pression (également à haute température pour certaines opérations).
• Cette haute pression, haute contrainte de compression et le frottement joue également un rôle très important dans la formation du produit.
• Mais plus de 50% de l'énergie est nécessaire pour surmonter cette friction.
• La qualité de la surface est retardée, la durée de vie de l'outil et de la matrice est réduite.
• Pour surmonter ces effets indésirables, une lubrification est introduite

Pour surmonter la lubrification par friction est effectuée:

Lubrification dans le processus de formage des métaux | Types de lubrifiants utilisés dans le formage des métaux

Le formage des métaux utilise une lubrification : à base d'eau, à base d'huile, synthétique et film solide

• À base d'eau : ils sont bons pour le refroidissement mais ont moins de pouvoir lubrifiant. Ils sont principalement utilisés pour les applications à grande vitesse.
• À base d'huile : Il surmonte les inconvénients des lubrifiants à base d'eau, mais vous manquez de solubilité des additifs.
• Synthétique : grâce à sa solubilité, il offre également un bon pouvoir lubrifiant.
• Film solide : peut être utilisé avec ou sans huile/eau, principalement utilisé pour les applications haute pression, basse vitesse et basse température.

Avantages et inconvénients du procédé de formage des métaux

Avantages:

• Le gaspillage de matériau est négligeable ou nul (car aucune action de cisaillement/coupe n'est impliquée).
• Le grain peut être orienté dans la direction requise
• Le travail à froid se renforce et la dureté augmente, tandis que le travail à chaud augmente la ductilité et la malléabilité.

Limitations:

• La force et l'énergie nécessaires sont très élevées
• L'automatisation est nécessaire, elle est donc coûteuse
• À l'exception du forgeage, tous les autres processus peuvent produire une section transversale uniforme.
• Crossover et undercut sont difficiles à produire.

Applications du procédé de formage des métaux

• Canaux de forme directe. 
• Tubes sans soudure
• Anneaux de turbine.
• Produits de quincaillerie comme clou, grêle
• Outils agricoles utilisés pour le sciage et la coupe.
• Produits militaires
• Portes de pièces de structure automobile, bouclier extérieur de carrosserie. 
• Différents produits en plastique

Roulant 

Le laminage est un processus lorsque la forme requise est obtenue en faisant passer le matériau à travers des rouleaux. Ces rouleaux sont des endroits avec une distance entre eux, qui est définie par l'épaisseur requise du produit de sortie. Lorsque le matériau est forcé de passer à travers cet espace, la force élevée est également appliquée par les rouleaux. Le nombre de rouleaux dépend de l'application de la force.

Profilage (à chaud)

• Le laminage à chaud est un processus de laminage (également connu sous le nom de travail à chaud) lorsque le matériau est chauffé au-dessus de sa température de recristallisation avant de le passer à travers les rouleaux.
• La malléabilité et la ductilité augmentent tandis que la résistance et la dureté diminuent
• La finition de surface et la précision des dimensions sont médiocres
• La force et l'énergie nécessaires sont inférieures à celles du laminage à froid
• Le frottement est élevé

Profilage (à froid)

• Le laminage à froid est un processus de laminage (également connu sous le nom de travail à froid) lorsque le matériau est chauffé en dessous de sa température de recristallisation avant de le passer à travers les rouleaux.
• La malléabilité et la ductilité diminuent tandis que la résistance et la dureté augmentent
• La finition de surface et la précision des dimensions sont excellentes
• La force et l'énergie nécessaires sont supérieures à celles du laminage à chaud
• Le frottement est faible

Types de machine de profilage

• Laminoirs à deux hauteurs
• Laminoirs à trois hauteurs
• Laminoirs à quatre hauteurs
• Laminoir à grappes
• Laminoir planétaire
• Laminoir tandem

Procédés et applications de formage de tôles | Procédés de formage de tôles et conception de matrices | Processus de formage de tôles | Procédés et applications de formage de tôle

Lors de l'opération de formage de la tôle, le matériau est déformé plastiquement et aucune action de coupe n'est effectuée.

La force appliquée dans l'opération de formage de la tôle est supérieure à la limite d'élasticité afin de supporter la déformation mais inférieure à la contrainte ultime car l'action de coupe n'est pas effectuée dans le processus de formage.

Différents types de procédés de formage de tôle | Types de processus de formage de tôle | Types de procédés de formage de tôle

• Cintrage
• Dessin de tasse profonde
• Tonte
• Étirements
• Filage

Cintrage

Formage par étirage | Types de formage par étirement

C'est un processus de formage de tôle dans lequel la tôle sélectionnée est étirée et pliée en continu sur une matrice pour obtenir la forme requise. Il acquiert la forme du dé.

Types de formage par étirement :

• Formation d'étirement longitudinal
• Étirement transversal

Processus de formage des métaux par emboutissage profond

Formage des métaux selon le procédé Guerin

Le formage des métaux par le procédé guerin est un processus de formage de la tôle sous-partie. Dans ce processus, la tôle est estampée avec un poinçon d'aide pour obtenir le résultat souhaité. Il s'agit d'un façonnage simple de la tôle par emboutissage.

Processus de formage par presse à métaux

Le formage par presse à métaux est un processus très simple dans lequel la tôle est maintenue à l'aide de pinces et façonnée à l'aide d'une matrice et d'un poinçon. C'est le même que le processus d'estampage.

Procédé de filage dans le formage des métaux | Processus de filage dans le formage de tôle

Dans ce processus, le disque de la tôle est utilisé comme produit brut. Il est serré sur la machine à filer contre le mandrin. Le disque de tôle est pressé contre le mandrin rotatif à grande vitesse à l'aide de l'outil de presse. Les objets symétriques sont fabriqués dans ce processus. Il peut être effectué sur la machine CNC.

Processus de profilage en tôle

Le profilage en tôle est un processus où la forme/taille requise est obtenue en faisant passer la tôle à travers des rouleaux. Ces rouleaux sont placés avec une distance entre eux, qui est définie par l'épaisseur requise du produit de sortie. Lorsque le matériau est forcé de passer à travers cet espace, la force élevée est également appliquée par les rouleaux. Le nombre de rouleaux dépend de l'application de la force

Types de profilage

• Laminoirs à deux hauteurs
• Laminoirs à trois hauteurs
• Laminoirs à quatre hauteurs
• Laminoir à grappes
• Laminoir planétaire
• Laminoir tandem

Défauts dans le processus de formage de la tôle

Défauts de tôlerie :

Ride: le pli créé à l'intérieur du composant embouti est appelé ride. Il peut être éliminé en appliquant une force de maintien de l'ébauche le long de la plaque en bande.

Défauts d'oreille : Le pli créé à l'extrémité de la bride du composant embouti est appelé défaut d'oreille. Il est généré en raison de la contrainte de compression circonférentielle ou des propriétés anisotropes du matériau. 

Il peut être éliminé en coupant le matériau après l'opération d'emboutissage profond par processus de rognage. La quantité de matériau de rognage relève de la tolérance de rognage.

Égratignures: Dans un processus d'emboutissage profond, en raison du frottement présent entre le composant et la matrice, des rayures sont générées et réduisent la qualité de la surface. Il peut être éliminé par une lubrification appropriée.

Fissure ou fracture d'angle : une fissure ou une fracture d'angle est générée au bas des composants emboutis en raison de l'amincissement du matériau et de la concentration des contraintes. 

Épluchure d'orange: Lorsque le recuit du composant embouti est effectué au-dessus de la température de recristallisation, il est observé que le grain se dilate indépendamment et produit une grosseur de grain. Qui a une structure comme le zeste d'orange. C'est pourquoi on l'appelle zeste d'orange.

Avantages et inconvénients du procédé de formage de tôle | Avantages du processus de formage de tôle

Avantage:

• Le taux de production est élevé
• Déchets minimaux
• Densité uniforme
• Processus simple
• Haute résistance
• Bonne finition de surface

Désavantage:

• Force élevée requise
• Machines lourdes
• Automatisation requise
• Un peu faible pour maintenir la précision

Forger

Le forgeage est un processus dans lequel le matériau se déforme plastiquement pour obtenir la forme requise en appliquant une force de compression élevée à l'aide de marteaux. La force de compression est appliquée plusieurs fois à un endroit particulier pour obtenir le produit final.

La plupart du temps, le forgeage utilise un processus de travail à chaud.

Extrusion | Processus de formage des métaux par extrusion | Processus d'extrusion dans le formage des métaux

Types d'extrusion :

1) Extrusion directe/directe : Extrusion hydrostatique.

2) Extrusion arrière/indirecte : extrusion par impact ou extrusion arrière creuse.

Tréfilage | Processus de formage de métal d'étirage

Zone 1 : Zone de déformation

Le diamètre d'entrée de la zone est égal au diamètre de la tige de la zone, tandis que le diamètre d'extrémité est le diamètre du fil nécessaire. C'est donc dans cette zone qu'a lieu toute déformation nécessaire pour transformer la tige en fil. C'est ce qu'on appelle la zone de déformation. L'angle total inclus de la surface du stent de la zone de déformation est appelé angle de filière ou angle de déformation.

Zone 2 : Zone de lubrification

Cette zone est utilisée pour fournir du lubrifiant pour réduire les frottements et permettre au processus de se dérouler en douceur. Si la lubrification n'est pas fournie, la finition de surface du fil est terne, rugueuse et désagréable.

Zone 3 : zone de dimensionnement

Cette zone est juste utilisée pour maintenir la même charge pendant un certain temps pour convertir la déformation élastique en déformation plastique permanente.

Zone 4 : Sortie ou Zone de sécurité

Cette zone est utilisée pour collecter les lubrifiants haute pression et haute température.

Processus de formage du métal par poinçonnage

Le poinçonnage est un processus dans lequel le poinçon est utilisé pour appliquer la force sur la pièce à usiner pour obtenir la sortie requise et le résultat peut prendre la forme d'une action de coupe/cisaillement en fonction d'un matériau. Il est principalement utilisé pour créer des trous dans une tôle.

Procédés avancés de formage des métaux | Processus avancé de formage des métaux

• Super formage de plastique
• Électroformage
• Amende et opération bancaire
• Hydroformage
• Formage laser
• Procédé de formage de métal en poudre

Procédé de formage de métal en poudre

Le formage des métaux puissants est un processus dans lequel la matière première est sous forme de poudre et est bien mélangée pour la composition souhaitée du produit de sortie. La poudre est poussée dans la matrice et le poinçon est utilisé pour appliquer la force et la maintenir pendant un certain temps. Pour augmenter la densité du produit, l'application de chaleur est également introduite. Il est utilisé pour la fabrication de roulements autolubrifiants.

Processus de formage du métal de découpage

Le découpage est le processus de formage de précision spécialisé qui comprend l'extrusion à froid et des techniques d'emboutissage avancées. Il donne des produits propres et de bonne précision de dimension, mais le coût est très élevé.

Principalement utilisé pour fabriquer des pièces automobiles et électroniques

Types de plastique pour le formage sous vide

• Acrylonitrile butadiène styrène
• Acrylique – Plexiglas
• Co-polyester
• polystyrène
• Polycarbonate
• polypropylène
• Polyéthylène

FAQ

Quels sont les différents procédés de formage des métaux | Types de processus de formage des métaux | quels sont les différents types de formage | Exemple de processus de formage du métal

1) Formage de métal en vrac : 

• Forger
• Roulant
• Extrusion 
• Formage de fil

2) Formage de tôle

• Cintrage
• Dessin de tasse profonde
• Tonte
• Étirements
• Filage

3) Formage avancé des métaux

• Super formage de plastique
• Électroformage
• Amende et opération bancaire
• Hydroformage
• Formage laser
• Procédé de formage de métal en poudre

Processus de formage de tôle

• Cintrage
• Dessin de tasse profonde
• Tonte
• Étirements
• Filage

Procédés de formage à chaud

• Lorsqu'un travail est effectué sur le matériau à une température supérieure à la température de recristallisation, ce travail entre dans la catégorie du travail à chaud.
• La quantité de force et d'énergie requise dans le travail à chaud est moindre.
• La précision reste médiocre dans le travail à chaud par rapport aux autres.
• Des propriétés telles que la résistance et la dureté diminuent tandis que les propriétés telles que la malléabilité et la ductilité augmentent.
• Le frottement agissant dans le travail à chaud est élevé.

Processus de formage des métaux dans l'industrie automobile

Le formage de tôles est principalement utilisé dans l'industrie automobile.

Quels sont les défauts dans le processus de formage des métaux

Défauts de roulement :

Diffusion: Lors d'un laminage, lorsque le matériau s'étale sur la largeur, ce défaut est appelé étalement. Généralement, lorsque l'épaisseur de la bande est très élevée et que la largeur est moindre, le matériau est réparti dans le sens de la largeur

Alligator : En raison du cisaillement excessif le long d'un plan de cisaillement d'une bande de matière première, elle se fracture parfois par le centre et crée une structure similaire à celle de la bouche de l'alligator. C'est pourquoi on l'appelle le défaut d'alligator.

Ondulation: En raison de la propriété anisotrope du matériau d'ingénierie, une ondulation I générée sur les composants laminés, un tel défaut est appelé défaut d'ondulation.

Défauts d'extrusion :

Défauts du bambou: fissure molle le long de la surface du composant.

Queue de poisson: Il se produit lorsque l'extrusion à chaud est réalisée avec des impuretés dans la billette. Il est également appelé défaut de piping. Il crée un trou d'évier à la fin de la billette.

Explosion centrale : Les éclats centraux sont les fissures internes présentes dans le produit. 

Défauts de formage de la tôle :

Ride: le pli créé à l'intérieur du composant embouti est appelé ride. Il peut être éliminé en appliquant une force de maintien de l'ébauche le long de la plaque en bande.

Défauts d'oreille: Le pli créé à l'extrémité de la bride du composant embouti est appelé défaut d'oreille. Il est généré en raison de la contrainte de compression circonférentielle ou des propriétés anisotropes du matériau. Il peut être éliminé en coupant le matériau après l'opération d'emboutissage profond par processus de rognage. La quantité de matériau de rognage relève de la tolérance de rognage.

Égratignures: Dans un processus d'emboutissage profond, en raison du frottement présent entre le composant et la matrice, des rayures sont générées et réduisent la qualité de la surface. Il peut être éliminé par une lubrification appropriée.

Fissure ou fracture d'angle : des fissures ou des fractures d'angle sont générées au bas des composants emboutis en raison de l'amincissement du matériau et de la concentration des contraintes. 

Épluchure d'orange: Lorsque le recuit du composant embouti est effectué au-dessus de la température de recristallisation, il est observé que le grain se dilate indépendamment et produit une grosseur de grain. Qui a une structure comme le zeste d'orange. C'est pourquoi on l'appelle zeste d'orange.

Le processus de formage du métal par battage de panneaux est-il toujours utilisé de nos jours

Oui, le battement du panneau est toujours utilisé maintenant quelques jours. Principalement dans les petits ateliers automobiles pour récupérer la partie endommagée.

Quels facteurs influencent la formabilité dans le formage des métaux

Des propriétés telles que la ductilité, la malléabilité et la formabilité sont importantes dans le formage des métaux.

Y a-t-il une différence entre le processus de travail de la tôle et le processus de formage de la tôle

Oui, dans le travail de la tôle, nous impliquons la coupe/cisaillement en dehors de l'action de formage, mais dans le formage de la tôle, la tôle n'est pas soumise à une action de coupe. Le formage de la tôle est une sous-partie du travail des métaux.

Quelle est la différence entre les processus de formage et de façonnage

Le formage est le processus par lequel la billette est convertie et prend une forme particulière avec l'application d'une force de compression. Les changements de volume sont négligeables.

La mise en forme est la processus où le matériau est coupé et usiné pour obtenir le produit de sortie requis. Les outils de coupe tranchants sont utilisés pour usiner le matériau. Le changement de volume a lieu.

Quelles sont les utilisations courantes de la tôle

En automobile, revêtement d'avions.

Dans les appareils électroménagers : revêtement en fer, corps de machine à laver, pales de ventilateur, ustensiles de cuisine, etc.

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