Brevet FR2607736A1 — publié le 19880610

APPAREILIAGE POUR LE THEIMOFOIMAGE DE FOUILLES OU BANDES D'A1 L'invention concerne un dispositif pour le thermoformage de feuilles ou bandes d'Al ou de ses alliages. lethermoformage de bandes ou feuilles d'Al est connu; il consiste à chauffer une feuille ou bande d'Al initialement plane par un moyen quelconque, à maintenir la feuille dans un serre-flan approprié et d'appliquer ensuite la feuille sur une matrice, soit à l'aide d'un poinçon, soit à l'aide d'une action pneumatique (pression ou vide). Ce procédé est décrit en particulier dans les brevets US A-3 342 049 ou FR.A-2 004 410. Une des difficultés rencontrée lors de la mise en oeuvre de ce procédé, en particulier, lors du chauffage de la feuille par effet Joule sous l'influence d'un courant électrique haute intensité et basse tension, est le contrôle de la température de la feuille à former. Le profil de température obtenu avant formage doit être adapté aux ddformations souhaitées; on peut souhaiter, par exemple, que la température soit aussi uniforme que possible pour obtenir une déformation homogène ou au contraire imposer un profil de température hétérogène si les déformations doivent être inégalement réparties. Le dispositif suivant l'invention permet de résoudre ce problème. Le dispositif selon l'invention comprend donc, comme cela est connu, une feuille ou bande métallique d'Al ou un de ses alliages appuyée sur l'ouverture supérieure d'une chambre étanche inférieure. Une chambre supérieure étanche, généralement mobile suivant un axe vertical, peut venir s'appuyer par sa face inférieure sur la feuille ou la bande, vis-à-vis des bords de la chambre inférieure, en pinçant la feuille d'Al, sur toute sa périphérie venant assurer ltétanchéité entre la bande et les chambres. Au voisinage et à ltextérieur des bords de la chambre inférieure se trouvent deux barrettes métalliques, disposées transversalement par rapport à la longueur de la bande, et sur lesquels celle-ci repose. Des mors supérieurs actionnés par des vérins peuvent également s'appuyer sur les barrettes inférieures en pinçant la bande. Les barrettes inférieures ainsi que la feuille (ou bande) font partie du circuit secondaire d'un transformateur de chauffage dont la puissance est réglable par exemple à l'aide des thyristors faisant varier l'intensité au primaire. Les chambres sont munies des organes nécessaires pour y placer soit une matrice, soit un poinçon-et régler leurs positions relatives et des moyens de mise sous pression ou d'évacuation. Les mouvements relatifs des différents organes sont généralement assurés par des vérins hydrauliques. La caractéristique de l'invention est que les amenées de courant aux barrettes sont constituées de plusieurs conducteurs, montés en parallèle et pouvant être déconnectés ou non, de façon voulue, du secondaire du transformateur par des interrupteurs adéquats; il est ainsi possible de faire passer préférentiellement le courant dans une zone ou l'autre de la feuille en fonction du profil thermique recherché. Par ailleurs, afin de mieux maintenir la feuille à sa périphérie lors du formage, les barrettes sont décalées verticalement de quelques mm par rapport au bord supérieur de la chambre inférieure. L'invention sera mieux comprise à l aide des exemples suivants, illustrée par les figures 1 à 4. La figure 1 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale du dispositif suivant l'invention. La figure 2 représente une vue en plan des amenées de courant aux barrettes. La figure 3 représente le schéma électrique équivalent du secondaire du transformateur. La figure 4 représente un profil transversal de température avant (I) et après (II) déconnection d'une amenée de courant latérale. La figure 1 représente une feuille de bande d'Al reposant à la partie supérieure d'une chambre étanche inférieure 3 contenant un porteoutil inférieur 7 ainsi qu'une tubulure 8 de mise sous pression ou d'évacuation. La chambre supérieure 4 contient également. un porte-outil supérieur 5, auquel est fixé une matrice 6 en ciment réfractaire, percée de conduits de mise sous pression ou d'évacuation, reliés à une tubulure extérieure 8'. Ces chambres sont métalliques mais portent, à leur ouverture, un rebord isolant électrique et thermique. La chambre supérieure ainsi que les porte-outils sont mobiles verticalement à l'aide de vérins hydrauliques 11. Au voisinage et à l'extérieur des chambres 3,4 se trouvent deux barrettes métalliques en cuivre 2, qui font office d'amenée de courant à la bande 1. Elles sont situées sensiblement au niveau de l'ouverture de la chambre inférieure 3. En face de ces barrettes, se trouvent deux mors de serrage 12, en cuivre, mus par les vérins 11' qui permettront d'assurer un bon contact électrique de la bande 1 sur les barrettes 2. Les barrettes 2 et la bande 1 font partie du secondaire 10 d'un transformateur 9 basse tension et haute intensité. Les barrettes 2 sont reliées au secondaire dans un transformateur 10 par plusieurs conducteurs, ici 4, (lOa,10b,10c,10d) montés en paral lèle et isolables du secondaire 10.(Figure 2). Le schéma électrique correspondant est reporté sur la figure 3. il est donc possible d'isoler à volonté un ou plusieurs conducteurs 10a à 10d tant à droite qu'à gauche du dispositif de formage. Pour assurer un meilleur maintien de la feuille 1 pendant le formage, il est préférable que les barrettes 2 soient situées légèrement audessus ou au-dessous de l'ouverture de la chambre inférieure, à une distance allant jusqu'à quelques millimètres. EXENPLE.l Une bande en 5754 de 0,8 mm d'épaisseur et de 350 mm de large, à l'état Hlll a été portée à la température de 45000 et a été formée dans les conditions suivantes: la bande est introduite dans le dispositif, et les mors 12 sont appliqués sur les barrettes 2 par les vérins 11. Immédiatement, le transformateur est connecté. Sous une tension de 4 volts, un courant alternatif d'une fréquence de 50 Ils et d'une intensité de 14000 ampères circule à travers la bande. Après 21 secondes de circulation du courant, la température atteinte par la feuille est de 47000 au centre et de 25000 sur l'un des bords. Le profil de température de la feuille transversalement à la circulation du courant est donné figure 4, cas I. Ceci est dû au fait que, pour des raisons pratiques, le transformateur n'est pas situé sur l'axe de symétrie du dispotif. En répétant ce cycle de chauffage après avoir déconnecté le conducteur 10a de la barrette, on obtient un profil de température symétrique, représenté sur la figure 4, cas II. Cette symétrie évite le formage préférentiel de l'un des côtés de la bande, très néfaste dans le cas de pièces complexes. Au bout de ces 21 secondes, l'intensité est réduite de 60% de sa valeur initiale pour maintenir le métal à une température sensiblement constante, et ce pendant 16 secondes. Simultanément, 15 secondes après le démarrage du chauffage, une pression de 0,5 NPa (5 bars) est appliqué à la partie inférieure de la feuille par la tubulure 8, tandis que la tubulure 8' est reliée à une pompe à vide primaire. Au bout de 34 secondes, les chambres sont mises à l'air. La pièce finale a une hauteur de 90 mm et une surface égale à 1,5 fois la surface utile initiale (300x300 mm2). L'allongement moyen est donc de 22,5% environ et la diminution d'épaisseur atteint localement près de 50%. Ce dispositif permet le formage de tôles ou bandes d'Al ou ses alliages pouvant aller jusqu'à une épaisseur de 2,5 mm. IIvmlcATIOIIS 1. Dispositif de thermoformage de feuilles ou bandes en Al ou ses alliages, comprenant une chambre inférieure (3) et une chambre supérieure (4) mobiles l'une par rapport à l'autre, ainsi que des mors (12) assurant le serrage de la feuille (1) sur les barrettes (2) d'amenée de courant du secondaire (10) d'un transformateur (9) caractérisé en ce que les amenées de courant (10) sont constituées de plusieurs conducteurs (10a,10b,10c,10d) montés en parallèle et isolables individuellement. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le niveau supérieur des barrettes (2) est décalé, jusqu'à quelques mm, par rapport au niveau de l'ouverture de la chambre inférieure (3).