L'estampage

La matrice inférieure est une pièce fixe, tandis que la partie supérieure est un pilon mobile qui vient frapper la pièce afin de la déformer. L’estampage peut être réalisé aussi bien à température ambiante qu’à une température plus élevée. Ce procédé de fabrication, utilisé depuis des centaines d'années, a une longue tradition dans l'industrie du façonnage des métaux. Les mécanismes de ce procédé sont toujours les mêmes mais les techniques des machines employées ont grandement évolué, faisant de l’estampage un procédé de fabrication de haute précision. Semblable aux autres techniques de forge, l’estampage améliore les propriétés du matériau de la pièce finale.

Marteaux de forge

Deux outils sont principalement utilisés par les presses à forger pour déformer un lopin grâce à l’application de forces globales : les marteaux et les presses. Bien que les pilons d’estampage et les presses fournissent les mêmes résultats, la façon dont la force est appliquée sur la pièce de métal à travers l’estampage diffère fondamentalement. En effet, un marteau de forge frappe la pièce par coups successifs et non par une pression continue comme le fait une presse mécanique. Selon la façon dont un marteau est attaché et dont il déforme la pièce, il existe différents types de marteaux de forge :

  1. Pilons d’estampage

Pour forger, la configuration la plus simple comprend un marteau et une enclume spécifiques. Une matrice inférieure est fixée à l'enclume et une matrice supérieure (en mouvement) est fixée sur le coulisseau. Le coulisseau et la matrice supérieure transfèrent une énergie cinétique extrêmement rapide à la pièce de travail, placée entre la matrice inférieure et l'enclume. La configuration de l’enclume doit fournir une base très solide car elle absorbe une importante quantité d'énergie. Par conséquent, le poids des enclumes est généralement dix à vingt fois plus élevé que celui du marteau.

Double-Acting Forging Hammer    Counterblow Forging Hammer

Marteau-pilon à double effet à Setforge Estamfor / Marteau-pilon à contre-frappe à Setforge L'Horme

  1. Marteau-pilon à double effet

Cette configuration est similaire à la première mais diffère en cela que le marteau fixé sur le coulisseau accélère quand il tombe grâce à la vapeur ou à l’air (respectivement un marteau de forge hydraulique ou pneumatique). Les marteaux-pilons à double effet sont très puissants et sont peu à peu en train de remplacer des configurations plus simples.

  1. Marteau-pilon à contre-frappe

Cette configuration n'utilise pas d'enclume mais deux marteaux fixés sur deux coulisseaux se déplaçant dans des directions opposées, ce qui permet de façonner avec précision des pièces de grande dimension. Permettant de dégager de très hauts niveaux d'énergie de forge, ce sont les marteaux de forge les plus complexes.

En termes de position de matrices, il existe deux principaux types d’estampage : la forge à matrice ouverte et la forge à matrice fermée, aussi appelée forge par matrice d'impression.

La forge à matrice ouverte

Comme son nom l'indique, une matrice ouverte ne recouvre pas complètement la pièce, ce qui permet de la déformer à l’air libre. Le lopin de métal est placé par un opérateur sur la matrice pendant que le marteau la frappe. Avant chaque frappe, l'opérateur modifie la position de la pièce à travailler jusqu'à ce qu’elle obtienne la forme finale désirée. La forge à matrice ouverte est un procédé de fabrication commun, qui comporte plusieurs avantages importants comme une plus grande force, une amélioration de la taille du grain et un mouvement du grain continu.

La forge à matrice fermée, ou forge par matrice d'impression

Une matrice fermée ressemble à un moule, fixé à l'enclume, dans lequel est placé le métal. La matrice du marteau de forge est également façonnée, et lorsque la pièce est frappée, le matériau s’écoule et remplit les cavités de matrice. Le marteau tombe rapidement selon une succession très rapide jusqu'à obtenir la forme désirée. Pour ce faire, il est parfois nécessaire d’utiliser plusieurs cavités différentes. Les matrices ayant une conception spécifique, l’investissement initial en équipement de matrice fermée peut être très élevé. Cependant, les pièces forgées par matrices fermées deviennent plus économiques à mesure que le volume augmente. Par conséquent, la forge à matrice fermée est souvent utilisée par les industries automobile et d'outillage.

Les avantages de l’estampage

L’estampage offre tous les avantages typiques du procédé de fabrication de forge. Les plus importants sont :

  • Une bonne finition de surface
  • Des propriétés mécaniques améliorées
  • Des bavures recyclables
  • Une amélioration de la résistance du métal grâce à l’alignement du grain le long des zones de stress potentiel

 

Composants matricés typiques

Les composants matricés sont utilisés dans de nombreuses industries, y compris celles de l'automobile, de l'aérospatiale, de la défense, de l'agriculture ou de la manutention. Ceux-ci peuvent être entre autres des :

  • Rails
  • Vilebrequins
  • Leviers
  • Engrenage
  • Bielles
  • Clés
  • Manivelles de pédalier
  • Ébauches d’engrenage

 

Farinia Group dispose d'un savoir-faire de longue date dans l’estampage au marteau-pilon. Nos forges sont équipées de machines de pointe et nous employons des forgerons hautement qualifiés ainsi que les meilleurs ingénieurs. Farinia offre le choix de meilleurs matériaux et une forge de précision sur des marteaux-pilons simples, à contre-frappe ou à double effet. Nos équipes possèdent une connaissance approfondie des propriétés mécaniques de tous les matériaux possibles et de leur capacité à résister aux dysfonctionnements ou fissures.




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