Le travail des métaux englobe diverses techniques permettant de façonner et de manipuler les métaux pour obtenir les formes souhaitées. Ces procédés sont généralement classés en méthodes de formage, de découpe, d'assemblage et de traitement de surface.
Procédés de formage
Le formage consiste à façonner le métal sans enlèvement de matière, généralement par déformation :
Laminage : Le métal est passé entre des laminoirs pour réduire son épaisseur ou le façonner en feuilles, plaques ou bobines.
Extrusion : Le métal est forcé à travers une matrice pour créer des formes allongées de section uniforme, comme des tuyaux ou des profilés.
Forgeage : Le métal est façonné par compression, souvent à l'aide de marteaux ou de presses, pour produire des composants robustes.
Étirage : Le métal est tiré à travers une matrice pour réduire son diamètre, une technique couramment utilisée pour les fils et les tubes.
Estampage : La tôle est façonnée selon des formes spécifiques à l'aide de matrices et de presses, adaptées à la production en grande série.
Procédés de découpe
La découpe enlève de la matière pour obtenir la forme souhaitée.
Usinage : Des procédés comme le tournage, le fraisage et le perçage utilisent des outils rotatifs pour enlever de la matière et obtenir des dimensions précises. Découpe laser : Un faisceau laser focalisé fait fondre ou vaporiser le matériau, permettant des découpes complexes avec un minimum de zones affectées thermiquement.
Découpe au jet d’eau : L’eau à haute pression, souvent mélangée à des abrasifs, découpe les matériaux sans générer de chaleur.
Usinage par électroérosion (EDM) : Les décharges électriques érodent le matériau de la pièce, ce qui est idéal pour les métaux durs et les formes complexes.
Procédés d’assemblage
Les techniques d’assemblage combinent plusieurs pièces en un seul assemblage :
Soudage : Fusion de matériaux, couramment utilisé dans la construction et l’industrie manufacturière.
Brasage : Assemblage de métaux par fusion d’un matériau d’apport à une température supérieure à 450 °C, mais inférieure au point de fusion des métaux de base.
Brasage : Similaire au brasage, mais à des températures plus basses, souvent utilisé en électronique.
Rivetage : Utilisation de fixations mécaniques pour assembler des pièces, courant dans les applications aérospatiales.
Procédés de traitement de surface
Ces procédés améliorent les propriétés de surface des métaux :
Traitement thermique : Le chauffage et le refroidissement contrôlés modifient la microstructure pour obtenir la dureté et la résistance souhaitées. Revêtement : Application de couches telles que peinture, placage ou anodisation pour améliorer la résistance à la corrosion et l'apparence. Polissage : Méthodes mécaniques ou chimiques pour lisser les surfaces et obtenir un fini réfléchissant.
Guide de sélection des procédés de travail des métaux
Application
Procédé recommandé
Avantages
Considérations
Production en grande série
Coulée, moulage sous pression, emboutissage, profilage
Rentable pour la production en série, adapté aux formes complexes
Les coûts d'outillage initiaux peuvent être élevés ; moins de flexibilité pour les modifications de conception
Composants de précision
Usinage (tournage, fraisage, perçage), électroérosion, rodage
Excellente précision dimensionnelle et état de surface
Cadences de production plus lentes ; coût unitaire plus élevé
Pièces structurelles
Soudage, forgeage, laminage
Assemblages et composants robustes ; adapté aux pièces de grandes dimensions
Le soudage requiert une main-d'œuvre qualifiée ; le forgeage et le laminage nécessitent des équipements importants
Profilés à parois minces
Extrusion, formage de tôles, emboutissage profond
Efficace pour la production de pièces à parois minces ; adapté aux sections complexes
Les coûts d'outillage peuvent être importants ; Perte de matière dans certains procédés
Amélioration de surface
Traitement thermique (recuit, trempe, revenu), revêtement de surface (placage, anodisation)
Améliore la dureté, la résistance à l'usure et à la corrosion
Peut modifier les dimensions ; étapes de traitement supplémentaires requises
Séries personnalisées ou en petites séries
Fabrication additive (impression 3D), usinage manuel
Modifications de conception flexibles ; convient aux prototypes et aux petites séries
Coût unitaire plus élevé ; cadence de production plus lente
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