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Article

1 - PROCÉDÉ

2 - PROBLÈMES INHÉRENTS AU PROCÉDÉ

3 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BM7865 v1

Problèmes inhérents au procédé
Sertissage à plat pour la carrosserie automobile : procédé

Auteur(s) : Christian LANGE

Date de publication : 10 juil. 2007

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RÉSUMÉ

tape majeure et finale dans le processus de fabrication des véhicules, le sertissage consiste à assembler à froid des tôles métalliques pour la mise en oeuvre de portières, de volets ou de capots. Cet article propose une première approche du procédé de sertissage à plat pour la carrosserie automobile : fabrication des ouvrants, types de sertissage, autres technologies, etc. Les problèmes d’aspects et de géométrie inhérents à ce procédé sont ensuite détaillés. Afin d’aider à la prévention, quelques définitions de ces problèmes ainsi qu’une expérimentation sur des pièces de géométrie simple sont avancés.

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ABSTRACT

A major and final process in the vehicle manufacturing process, crimping consists of cold-assembling metallic sheets for installing doors, trunks, hatches and hoods. This article proposes an initial approach to the flat-crimping process for automobile bodywork: manufacturing openings, types of crimping, other technologies, and so forth. The aspect and geometry problems inherent to this process are then itemized. To assist in prevention, some definitions of these problems as well as an experiment on some simple geometric parts are put forward.

Auteur(s)

  • Christian LANGE : Ingénieur civil de l’École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne - Docteur en sciences et génie des matériaux de l’École nationale supérieure des mines de Paris - Ingénieur d’études en mécanismes et armatures d’ouvrants, PSA Peugeot Citroën, site de Sochaux

INTRODUCTION

Fe sertissage est une technique d’assemblage à froid de tôles métalliques utilisée dans l’industrie automobile pour la mise en forme des ouvrants comme les portières, les volets ou les capots. Il constitue une étape majeure dans le processus de fabrication des véhicules puisqu’il termine généralement l’assemblage des pièces extérieures d’ouvrants, exposées directement au regard du client. Cet article permet d’appréhender le sertissage à plat de pièces de géométrie simple afin de comprendre la physique du procédé. Le premier paragraphe illustre le procédé de sertissage à plat tel qu’il est utilisé dans l’industrie automobile. D’autres techniques de sertissage y sont également présentées. Le paragraphe suivant est consacré aux différents problèmes d’aspect et de géométrie engendrés par ce procédé. Il s’avère alors important de pouvoir prédire ces derniers, notamment par l’outil de simulation numérique, qui fait l’objet d’un deuxième article « Sertissage à plat pour la carrosserie automobile : simulation numérique » [BM 7 866].

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm7865


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2. Problèmes inhérents au procédé

2.1 Définitions

Le sertissage pose plusieurs problèmes couramment observés sur des tôles serties en acier ou en alliage d’aluminium.

  • L’enroulement, bien qu’il ne nuise pas à l’esthétique du véhicule, est un problème de nature géométrique car il modifie et rend de ce fait imprécises les dimensions finales de la pièce sertie. On voit donc l’intérêt de disposer d’une simulation numérique fiable pour prédire cette valeur et maîtriser les valeurs de jeu entre une porte et son côté d’habitacle. Comme le montre la figure 8, il s’agit plus précisément d’un retrait de matière apparaissant en cours de procédé. Il se déduit de la mesure directe des cotes des éprouvettes L t et L s grâce à un pied à coulisse.

  • Les défauts d’aspect visibles à l’œil nu ou par diffractométrie nuisent à la qualité esthétique du véhicule. Hishida et Sato [1] ont analysé qualitativement et quantitativement ce type de défaut et distinguent le défaut de ligne en creux apparaissant après sertissage. Afin de le quantifier, ils ont défini deux grandeurs, à savoir sa profondeur et sa déflexion (figure 9). La déflexion dépend essentiellement de la décharge élasto-plastique de la tôle après sertissage tandis que le défaut de ligne en creux qui se forme sous chargement est dû à un flambage local de la peau sous la doublure qui se soulève. L’ordre de grandeur de la déflexion est la centaine de microns tandis que la profondeur du défaut de ligne en creux peut avoisiner la dizaine de microns pour des tôles en acier serties.

  • Des replis et déchirures peuvent apparaître sur la surface du bord tombé au cours du présertissage des pièces à bord courbe (figure 10). D’une part, l’existence de contraintes latérales de compression dans les pièces à bord en rétreint (voir figure 5) entraîne un flambage qui se manifeste par l’apparition de plis...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HISHIDA (Y.), SATO (Y.) -   Analysis of hemming processes by the finite element method for improving hemming quality  -  . Proceedings of the 14th Biannual Congress of IDDRG, Köln (1986).

  • (2) - MUDERRISOGLU (A.), coll -   Bending, flanging, and hemming of sheet metal  -  . Report N˚ ERC/NSM-S-95-34 (1995).

  • (3) - MUDERRISOGLU (A.), SCHLAFHAUSER (J.), FAITEL (W.M.) -   Improved design methodology for pre-hemming and hemming of auto body panels  -  . 3th International Conference on Sheet Metal Forming Technology, Columbus, Ohio, 5-7 octobre (1998).

  • (4) - GARGRAVE (D.) -   *  -  Communication personnelle, Ready Tools Inc., Dayton Ohio (1994).

  • (5) - WOLFF (N.P.) -   Interrelation between part and die design for aluminum auto body panels  -  . SAE Paper n˚ 780392 (1978).

  • (6) - MURAKA (Y.), MIYAOKA (H.) -   Development of an All-aluminum automotive body  -  ....

1 Logiciels

(liste non exhaustive)

ARAMIS http://www.trilion.com/pd_aramis.html

FORGE2 http://www.transvalor.com/forge.php

PAM-STAMP http://www.esi-group.com/SimulationSoftware/Stamping_simulation/

Le tableau 1 résume les principales différences numériques entre les codes de PAM-STAMP et FORGE2.

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2 Organisme

Centre de mise en forme des métaux (Cemef) https://www.cemef.minesparis.psl.eu/

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