Les 4 techniques d’emboutissage que vous devez connaître

Pour rappel, l'emboutissage est un procédé de fabrication utilisé dans l'industrie pour façonner ou couper le métal en le déformant à l’aide d’une matrice positionnée sur une machine-outil, communément appelé presse à emboutir. Le processus d'emboutissage consiste à former le métal entre deux moitiés de l'outil de presse. Suivant les caractéristiques mécaniques de la pièce à former, l'épaisseur du métal initiale, la forme du produit fini, on choisira l’une de ces techniques d'emboutissages.

1. Emboutissage avec outils simple effet

Comme son nom l’indique, l’emboutissage avec outil simple effet est le plus simple des quatre procédés. Ici, l’outillage utilisé se compose d’une matrice et d’un poinçon. La première est bridée sur la table fixe, le second sur le coulisseau animé d’un mouvement rectiligne alternatif. Cette technique produit des pièces embouties peu profondes et ne nécessite pas d’important effort de serrage. Dans le cadre de la méthode avec outil simple effet, l’emboutissage peut-être réalisé à froid ou à chaud et sur certaines presses la matrice peut se déplacer.

2. Emboutissage avec outils double effet

La technique avec outils double effet reprend le même principe que l'emboutissage simple effet, mais en y ajoutant un outil supplémentaire. En effet, le procédé double effet s'accompagne d'un serre-flans. Le serre-flans a pour rôle de maintenir le flan lors d’une opération d’emboutissage. Plus précisément, cet outil assure l'écoulement du métal pour prévenir le plissement de la pièce suite à un effet de rétreint. Le serre-flan exerce une pression de serrage sur les faces de la feuille en métal (flan). Initialement levé avec le poinçon, le serre-flan descend et vient appliquer une pression bien déterminée, afin de maintenir la tôle tout en lui permettant de fluer. Ensuite, le poinçon descend à son tour et déforme le métal de façon plastique en l’appliquant contre le fond de la matrice. La technique avec outils double effet produit des emboutis plus profond, mais nécessite des efforts de serrage plus conséquents.

3. Emboutissage à froid (et à chaud)

L’emboutissage à froid est la technique la plus rependue. Les matériaux concernés par ce type d'emboutissage sont l'acier doux et inoxydable, l'aluminium, le cuivre et le laiton. Cette technique d'emboutissage se retrouve fréquemment dans l'industrie automobile, car permet :
- une précision dimensionnelle plus stable ;
- un coût de production faible ;
- de bonnes propriétés mécaniques des pièces embouties.


En contrepartie, cette technique d'emboutissage comprend quelques inconvénients :

- fort taux d'écrouissage du matériau entraînant un risque important de durcissement structurel et une baisse de la ductilité du matériau. Rappelons que la ductilité d'un matériau définit sa capacité à se laisser déformer ou à s'étirer facilement.
- des contraintes résiduelles notables tels que le risque de rupture par fatigue.
En somme, l'endommagement est le principal facteur limitant de la technique de l’emboutissage à froid. De son côté, l'emboutissage à chaud est utilisé sur les presses hydrauliques à simple ou double effet. La chaleur se situe entre 200 à 500 °C. Les matières employées en emboutissage à chaud sont le titane, le magnésium et le zinc. Cette technique d'emboutissage comporte de nombreux avantages :
- efficace sur les aciers et les aluminiums, car déformation plus facile sur les matériaux peu ductiles ;
- possibilité de réaliser l'emboutissage de pièces épaisses et profondes par chauffage du flan et de la matrice ;
- peu d'écrouissage ou de contraintes résiduelles.


Néanmoins, l'emboutissage à chaud concède quelques inconvénients :

l'inertie du chauffage en raison des cadences de production moins élevées ; des pièces finies de moins bonnes qualités en raison de l'état de surface puis du dimensionnement ; la mise en place d'un protocole de sécurité plus fort.

4. Emboutissage multi-passes :

L'emboutissage multi-passes, appelé aussi l’outil à suivre d’emboutissages profond, transforme en plusieurs passes des flans de forte épaisseur afin d'éviter la rupture mécanique au cours du processus de déformation. La profondeur d'emboutis est largement supérieure à toutes les autres techniques précédentes. Le procédé en multi-passes est souvent nécessaire pour obtenir un meilleur chemin de déformation puis ainsi éviter la striction et plissement. L'un des grands avantage de l'emboutissage multi-passes est de produire à cadence élevée. En outre, cette technique permet dans un même outil à suivre de réaliser des pièces à forte déformation sans augmenter le temps de cycle et sans nécessiter de main d’œuvre supplémentaire. C’est une méthode adaptée à un grand volume de production. Les épaisseurs de pièces embouties peuvent être très faibles (de l'ordre de 0,05 mm).