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RÉSUMÉ
Le pliage par tombé de bord des tôles en aciers HLE est l’opération de mise en forme à froid d’un matériau plat avec dépassement de sa limite élastique. Dans ce procédé, après relâchement des contraintes, une déformation permanente persiste, ainsi que des modifications du comportement du matériau et des erreurs de géométrie sur le produit. Les paramètres qui influencent le plus la qualité du produit fini sont de plusieurs types : cadence et puissance de la machine, rayon, course et angle de l’outil, formabilité, anisotropie et propriétés élastiques du matériau.
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Ali MKADDEM : Maître de conférences de l’École nationale supérieure des arts et métiers (ENSAM), centre de Châlons-en-Champagne Laboratoire de mécanique et procédés de fabrication (LMPF) EA 4106
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Alain POTIRON : Professeur émérite de l’université d’Angers Laboratoire de procédés, matériaux et instrumentation (LPMI)
INTRODUCTION
Le pliage, en tant que procédé, est l’opération de mise en forme à froid d’un matériau plat, avec ou sans lubrification, obtenue par dépassement de sa limite élastique. Dans ce cas, la contrainte et la déformation ne sont plus proportionnelles et sont reliées par une loi non linéaire. Une partie de la déformation n’est plus réversible. Après recul des outils et relâchement des contraintes, il se produit un retour élastique et il persiste une déformation permanente résultant de glissements irréversibles de certains plans cristallographiques les uns par rapport aux autres.
Cette opération se distingue de l’emboutissage par le fait que les contraintes latérales sont nulles. La dualité « expansion-rétreint », les deux modes de sollicitations qui entrent en jeu en emboutissage, n’est généralement pas rencontrée. Les paramètres les plus influents dans une opération de pliage peuvent être classés en trois catégories :
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paramètres liés à la machine : cadence, puissance, etc. ;
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paramètres liés à l’outillage : rayon, course, angle, jeu, etc. ;
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paramètres liés au matériau : formabilité, propriétés élastiques, anisotropie, etc.
Le produit fini est sensible à ces trois types de paramètres ; néanmoins, selon la destination finale de la pièce et les critères de qualité demandés, il peut y avoir prépondérance d’un paramètre par rapport à un autre ou d’une famille par rapport aux deux autres. Dans la conception moderne, des exigences autres que mécaniques et de service interviennent. L’aspect esthétique d’un produit obtenu par mise en forme est de plus en plus recherché. L’ensemble de ces contraintes de fabrication se répercute dans la pièce. L’état géométrique et mécanique du produit plié aura ultérieurement une grande influence sur la tenue en service des pièces.
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2. Tôle HLE
2.1 Mode d’obtention : cycle général
Ces tôles contiennent toutes de l’aluminium, du niobium, du vanadium et du titane . Elles sont obtenues par laminage à chaud au cours duquel elles subissent une forte réduction d’épaisseur de l’ordre de 70 %. Cela a pour effet d’entraîner un durcissement considérable du métal en introduisant des modifications importantes dans la structure cristalline des grains :
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la densité des défauts (dislocations) augmente ;
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la répartition faiblement anisotrope des orientations cristallographiques de grains est transformée en une répartition fortement anisotrope.
Selon Constant et al. , le cycle général d’obtention d’un acier HLE (à haute limite d’élasticité) comporte les étapes représentées d’une façon schématique sur la figure 7 a . Elles correspondent :
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au réchauffage de la brame ;
-
au maintien à une température T R durant un temps t R ;
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au laminage à chaud à la température requise ;
-
au refroidissement par arrosage ;
-
au bobinage à la température requise.
L’obtention des propriétés désirées des aciers extra-doux à basse teneur en carbone, calmés à l’aluminium ou contenant des éléments de microalliage tels que le niobium et le titane permettant d’acquérir des propriétés...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COL (A.) - Emboutissage des tôles – Importance des modes de déformation - . Base documentaire « Travail des matériaux. Assemblage », Techniques de l’Ingénieur (2002).
-
(2) - COL (A.) - Emboutissage des tôles – Aspects mécaniques - . Base documentaire « Travail des matériaux. Assemblage », Techniques de l’Ingénieur (2002).
-
(3) - MARCINIAK (Z.), DUNCAN (J.) - Bending. Mechanics of sheet metal forming. - Première publication, E. Arnold, Grande-Bretagne, ISBN0-340-56405-9, p. 68-99 (1992).
-
(4) - KALPAKJIAN (S.) - Manufacturing process for engineering materials. - 2e éd. Addision-Wesley Publishing Company, USA, ISBN0-201-60702-6 (1991).
-
(5) - MONGIS (J.) - Les aciers à haute limite d’élasticité – Bilan pour le mécanicien. - Cetim Informations, no 73, ISSN 0399-0001, p. 7-12, déc. 1981.
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