Emboutissage des tôles - Importance des modes de déformation

L'emboutissage des tôles est une opération qui permet d'obtenir des pièces de formes complexes non développables, contrairement aux opérations plus simples que sont le pliage, le roulage ou le profilage à froid. Ce procédé, d'utilisation très générale, permet de fabriquer les pièces de carrosserie automobile, des appareils électroménagers ou des ustensiles de cuisine, des emballages métalliques, des pièces mécaniques...

Outre la forme de l'outil, qui dépend de la complexité de la pièce à obtenir, de nombreux paramètres conditionnent la réussite de l'opération : ceux liés au process d'une part, tels que réglages de la presse, vitesse d'emboutissage, lubrification, et, d'autre part, ceux liés aux qualités de la tôle elle-même et à sa capacité de formage, encore appelée formabilité, qui fait l'objet de cet article. La mesure des caractéristiques mécaniques des tôles, ainsi que l'interprétation de leur relation avec l'aptitude au formage ont fait de grands progrès. Il en est de même pour la compréhension de l'opération d'emboutissage, entre autre, par le biais de la simulation numérique qui permet maintenant de visualiser virtuellement le comportement du métal dans l'outil. Les systèmes de mesure de déformation, particulièrement les systèmes optiques, sont également des outils qui permettent des analyses quantitatives sur pièces réelles.

Comme nous le laissions entendre dans la précédente édition de cet article (en 2002), les méthodes numériques de calcul de l'emboutissage et de conception des outils ont fait de tels progrès qu'elles sont maintenant utilisées de façon quasi systématique. On peut dire que rares sont les emboutisseurs – et plus rares encore les concepteurs d'outils – qui ne possèdent pas au moins un code de calcul. Cela a complètement modifié le profil du métier, où les spécialistes possédant une grande expérience ont été remplacés par des opérateurs plus familiers de l'emploi des ordinateurs que du comportement du métal.

Cette modification est indiscutablement très bénéfique sur le plan économique : les pièces, les outils, sont conçus plus rapidement et avec beaucoup moins d'échecs que précédemment. Les modifications qui étaient autrefois réalisées au fur et à mesure de la mise au point de l'outil réel par enlèvement de matière ou par apport (dépôts par rechargement) sont aujourd'hui testées sur ordinateur, donc beaucoup plus facilement.

On peut regretter une seule chose dans cette évolution : c'est que les techniciens perdent l'habitude et la capacité de réfléchir sérieusement aux problèmes qui se posent (il est plus simple de lancer un calcul) et qu'on se trouve parfois dépourvu lorsqu'une difficulté se produit dans les ateliers. L'expert capable d'en analyser l'origine n'est souvent plus là.

Ce qui suit est principalement axé sur le matériau. Nous essayerons de montrer...