Mécanique

Moins de 10 mois après la mise en service de la plate-forme partagée Adia 7 dédiée au découpage adiabatique, le Cetim récidive en lançant le projet Idéa. D’une durée de 26 mois et d’un budget de 1,3 million d’euros, ce programme qui a pour objectif le développement d’outillages industriels de découpage adiabatique permettant de réaliser des grandes séries (lots de 100.000 pièces) réunit, outre le Cetim, plusieurs partenaires : l’École Centrale de Lyon et le constructeur Adiapress, trois industriels (Somepic, Cartier Découpage, Sodel Atlantic) étant pressentis pour évaluer la faisabilité.

Le secteur de la mécanique s’intéresse de plus en plus au phénomène de la transformation adiabatique qui est le résultat d'une forte élévation de température dans un laps de temps très court (<100 µs) et dans un volume de matière très limité (<100 µm). Appliqué au découpage à haute vitesse de pièces épaisses de haute qualité, ce phénomène permet d’accroître fortement la ductilité du matériau (ramollissement) alors que la quantité de chaleur produite n'a pas le temps d'échanger avec le milieu environnant (reste de la pièce, outillage). Il en résulte une séparation très vive du produit cisaillé conduisant à une amélioration substantielle de sa qualité par rapport à une technologie classique. Par opposition aux procédés de découpage conventionnels, la bande de cisaillement résulte d'un impact appliqué sur la partie mobile de l'outillage.

Dans l’état actuel des expérimentations, le découpage adiabatique présente des avantages :

• techniques : qualité de la découpe, qualité géométrique, faible déformation plastique, une technologie performante pour des matériaux durs, des cadences élevées, indépendamment de l’épaisseur, de l’ordre de 10 m/s, contre 0,1 m/s pour le procédé de découpage classique ;

• économiques : à résultats comparables à ceux du découpage fin, ce procédé permet, pour un investissement identique en machine, les réductions moyennes de 25 % sur le prix de l'outillage, 25 % sur la valeur ajoutée du "coup de presse " et 8 % sur la consommation matière ;

• environnementaux : gain de matière (squelette plus fin), absence de lubrifiant et, pas de recuit d’adoucissement.

Avec une énergie de frappe de 7.000 J (3.500 kN), la ligne Adia 7 permet la découpe de pièces métalliques (acier, acier THR, inox, aluminium, cuivre) en bobine jusqu’à une épaisseur de tôle de 8 mm et une largeur maximale de 200 mm. Elle offre une cadence jusqu’à 100 coups/min avec une vitesse linéaire maximale du bélier de 10 m/s, un changement d’outil ne demandant que 2 min.

Avant l’installation de la plate-forme Adia 5 comprenant une presse adiabatique mise au point par Adiapress et une ligne complète conçue en relation avec la société Dimeco, le Cetim avait déjà lancé trois actions afférentes à ce thème :

• la réalisation, au sein du Laboratoire commun de simulation des procédés (Lasip) avec l'Ensam Paris, de travaux de simulation numérique du découpage adiabatique et d’un banc d'essai instrumenté permettant de mieux cerner l'influence des différents paramètres du découpage à grande vitesse d'éprouvettes en divers matériaux ;

• des tests sur banc industriel visant à comprendre, par découpage de pièces industrielles en acier, le rôle des paramètres tels que le jeu, la vitesse d'impact, les matériaux d'outils ;

• le lancement du projet ODA (outil de découpage adiabatique), projet multipartenaires lié au pôle de compétitivité Viameca consistant à concevoir un outillage spécifiquement adapté à ce procédé puis à le tester à l'échelle industrielle sur une pièce de type automobile.

Par Marc Chabreuil