L’ESTAMPAGE

1. L’ESTAMPAGE • Les Chiffres Clés • Principe • Les différentes opérations • Les Machines • Parachèvement • Les Outillages Bras de suspension

2. Les Chiffres Clés Mines, cimenterie, forage Robinetterie, engineering, nucléaire Armement (fabricants, arsenaux) Autres Matériels ferroviaires Véhicules < 3,5 T Matériels de Travaux Publics Machinisme Agricole Aéronautique et espace Construction mécanique Organes de Transmission • Qui produit des pièces Estampées ? • - 70 % des pièces sont produites par les sous traitants. • - 30 % par les industriels qui commercialisent leurs produits (Automobile, Outillage….) • 65 % des tonnages, soit 250 000 tonnes forgées en France

3. Principe Dépose du lopin chauffé et cintré dans la matrice inférieure Enlèvement de la Pièce après frappe • Déformation plastique à chaud des Aciers (1250° C). Une masse de métal chauffé (lopin), donc plus malléable, est comprimée entre deux matrices comportant des gravures.

4. Principe • Le poids du lopin est supérieur à la pièce. Cet excès de métal entraîne une forte montée en pression à l’intérieur des gravures, qui garantira un bon remplissage, et formera une bavure qui sera éliminée par découpe.

5. Les différentes opérations

6. Lopin de bras de suspension Cisaille 1- Cisaillage à froid des lopins cadences de 3000 pièces/heure Lopin Couteau supérieur Butée de longueur

7. 2 - Chauffage des lopins : 2 types de fours Four électrique Four à Gaz Four Électrique à Induction: Des bobines alimentées par des courants à fréquence élevée, forment un tunnel et génèrent des courants induits qui par effet joule élèvent la température des lopins. Chauffage rapide : 1 mn pour 30 mm, utilisé en grande série.

8. 3 - Laminage ou Étirage, Roulage du lopin Laminoir Le but est de créer une première ébauche rectiligne, mais de section variable afin de répartir judicieusement la matière le long de l’axe. Bras de suspension laminé et refroidi

9. 4 - Cintrage Afin d’approcher le forme de la gravure d’ébauche

10. 5 - Estampage Réalise la mise en forme définitive de la pièce en deux étapes : Ébauche et Finition Matrices d’Estampage Inférieure Ébauche Inférieure Finition Supérieure finition Supérieure Ébauche

11. Au fond : dépose du lopin laminé et cintré. Devant : estampage Ébauche du Bras de Suspension

12. 6 - La Découpe La bavure est découpée à l’aide d’un outillage spécifique. Cette opération est réalisée dans les secondes qui suivent l’estampage de 1000°C à 1100°C. Le poids de la bavure peut représenter 10 à 40 % de la pièce finie. Bras ébavuré et bavure Dispositif de double découpe: Interne et externe

13. 7-Parachèvement Le Grenaillage : projection de petites billes d’acier qui permettent d’éliminer les oxydes et la calamine. Les Traitements thermiques : En grande série les aciers utilisés permettent d’effectuer les traitements après l’opération d’ébavurage sans réchauffage.

14. Gamme de Forgeage du Bras de Suspension 6-Bras ébavuré 5-Estampage Ébauche 3-Lopin Laminé 6-Bavure 1-Lopin Cisaillé 4-Cintrage 5-Estampage Finition

15. Les Machines • Les engins de chocs Mouton ou Marteau Pilon Mouton à Planche Marteau Pilon à contre frappe • Les Presses à vilebrequin et volant d’inertie ou presse à vis Presse à Vilebrequin et volant d’inertie

16. Les Outillages • Ils sont soumis à des contraintes mécaniques et thermiques sévères. • Ils doivent avoir un coût minimal et une durée de vie élevée. Matrice de crochet en Z38CDV5 à 1700 Mpa Les conséquences de conception et de réalisation sont un bon choix de : - Dimensionnement, • Nuance de Matériau, • Traitement Thermique, • Process de Réalisation.

17. Paramètres de conception des matrices • Complexité de la pièce et des gravures : Étirage, Roulage ou Laminage, Cambrage, Ébauche, Finition. Matrice de bielle Les Outillages

18. Les Outillages pour pilon Généralement toutes les gravures sont usinées dans un bloc unique de grandes dimensions. Car il va servir de butée à la course du Pilon en fin d’Estampage. Cordon de bavure Logement de bavure Forme d’étirage Matrice d’Aube de turboréacteur Sur les faces opposées aux gravures il y a une queue d’aronde pour la fixation sur la chabotte ou la masse. Prise de fer Forme de roulage Matrice d’estampage de bielle sur Pilon Les Outillages

19. Les Outillages pour Presse • Ils sont composés de plusieurs gravures réalisée dans un bloc indépendant et bridés entre eux. Ce système permet de changer une matrice qui s’use plus vite. • Ils sont tous munis d’éjecteurs pour assurer l’extraction des pièces des gravures. • En fin d’estampage, les matrices ne sont pas jointives sur les presses mécaniques.

20. Matériau d’Outillage • Ils sont en acier fortement alliés pour résister aux sollicitations mécaniques et thermiques. • Le choix de la nuance d’acier est fonction : de la machine, du matériau forgé, de la série, du type de pièce.

21. Les Outillages Détériorations Causes et Conséquences Remèdes Usure par abrasion Écoulement du matériau calaminé Dureté importante Lubrification Fatigue Thermique et mécanique Écaillage localisé de la gravure Résistance à la fatigue Chocs Thermique et mécanique Fissuration Préchauffage Matrice de vilebrequin Z38CDV5 à 1400 Mpa • La nuance la plus utilisée est le Z38CDV5 trempé + revenus avec ou sans traitement de surface ( nitruration, chromage dur …)

22. Les Outillages : • Les gravures sont réalisées par : - Usinage conventionnel et polissage. - Usinage à grande vitesse. - Électroérosion pour des petites dimensions • Lorsque les gravures sont usées, elles sont réparées et relavées. • Les outillages sont préchauffés à 150°/200°C • Entre chaque frappe on Lubrifie par pulvérisation les gravures avec des suspensions de graphite dans l’eau.

23. Les Outillages Matrice à réparer avec diagnostic Airbus A320: Ferrure externe en TA6V poids: 13,5 Kg Pilon de 16 tonnes Usinage d’une matrice en CN avec ses outils