Brevet FR2646622A1 — publié le 19901109

La présente invention est relative au formage de matière par déformation par pression de fluide, et concerne plus particulièrement le formage de pièces en alliages ayant des propriétés permettant d'utiliser le procède de formage superplastique. Le formage superplastique de tôles est réalise dans un moule fermé par un couvercle. La tôle à former est disposée entre le couvercle et les bords du moule et l'ensemble est serré entre les plateaux d'une presse chauffante. La tôle est amenée à la température appropriée et une pression est appliquée entre le couvercle et la tôle, pour déformer celle-ci jusqu'à ce qu'elle s'applique contre les parois du moule. Dans le cas de certains alliages légers il est nécéssaire d'appliquer une forte pression de fluide sur les deux faces de la tôle (pression hydrostatique) avant d'appliquer un supplément de pression sur la face tournée vers le couvercle afin d'assurer le formage. Ce procèdé présente des inconvénients dus à la presse chauffante: coût élevé, régulation de température de précision médiocre, encombrement, limitation d'utilisation liée aux dimensions des plateaux, échauffement et déformation consécutive de ceux-ci, etc. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en réalisant un appareil permettant d'assurer l'effort de fermeture en supprimant la presse. Elle a pour objet à cet effet un appareil de formage de matière par déformation par pression de fluide, à chaud, comprenant une enceinte constituée d'un moule et d'un couvercle, des moyens pour serrer de façon étanche un flan (feuille, plaque ou tôle) de ladite matière entre les bords du moule et du couvercie, et des moyens pour introduire entre le flan et le couvercle un fluide ssous une pression suffisante pour déformer le flan et l'appliquer contre la surface interne du moule, caractérisé en ce que les moyens pour serrer le flan entre le moule et le couvercle comprennent au moins une vessie gonflable insèrée entre l'une des parties de ltenceinte, à savoir le moule ou le couvercle, et une contre-pièce fixe par rapport à l'autre partie de ladite enceinte, le gonflement de la vessie assurant le serrage uniforme du flan entre les bords du moule et du couvercle. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ladite contre-pièce est une plaque rigide massive serrée sur les bords du moule par des organes de serrage appropriés. De préférence ladite contre-pièce est une enveloppe tubulaire présentant intérieurement un logement ayant une forme complémentaire de celle de ladite enceinte. D'une façon avantageuse ladite vessie est métallique. La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La Fig.1 est une vue schématique montrant un mode de mise en oeuvre de l'invention; la Fig.2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré de l'appareil Suivant l'invention, avec arrachement partiel de l'enceinte; la Fig.3 est une vue de l'appareil en coupe suivant un plan perpendiculaire à l'axe de l'enceinte. On a représenté à la Fig.1 un mode de mise en oeuvre de l'invention dans lequel un flan de tale 1 est serré comme connu en soi entre les bords 2 d'un moule 3 et un couvercle rigide massif 4. Comme connu en soi également, il est prévu des passages 5 débouchant dans la surface du couvercle 4 en contact avec le flan 1 et communiquant avec un conduit 6 ménagé dans l'épaisseur dudit couvercle et qui est relié par l'intermédiaire d'un raccord 7 à une source de fluide sous pression (non représentée). Suivant l'invention le couvercle 4 et le flan 1 sont maintenus serrés contre le bord 2 du moule au moyen d'au moins une vessie gonflable 8 intercalée entre le couvercle 4 et une contre-pièce constituée par une plaque massive rigide 9 sur laquelle elle prend appui, cette plaque étant fixée sur une bride périphérique radiale 10 du moule au moyen d'organes de serrage appropriés 11 qui, dans cet exemple, sont constitués par des boulons et des écrous. De préférence il est prévu des cales d'épaisseur coincidentes 12 fixées respectivement sur les faces en regard du couvercle 4 et de la plaque 9 au voisinage de leurs périphéries afin de ménager entre ces organes un espace approprié pour loger la, ou les vessies 8, qui peuvent être gonflées au moyen d'un raccord 13 s'étendant entre les cales 12 et relié à une autre source appropriée (non représentée) d'un fluide sous pression. On comprend que lorsque la vessie 8 est gonflée elle assure la pression d'étanchéité nécessaire en prenant appui sur la plaque 9 formant contre-pièce. On décrira maintenant un mode de réalisation préféré de l'appareil suivant l'invention en se référant aux Fig.2 et 3 dans lesquelles les parties analogues à celles de l'exemple de la Fig.1 sont désignées par les mêmes références. Cet appareil comprend une enveloppe tubulaire cylindrique 14 dans laquelle sont disposées des pièces intermédiaires amovibles semi-cylindriques supérieure 15 et inférieure 16 respectivement adaptées pour ménager entre elles un logement de forme à peu près complémentaire de celle de l'enceinte constituée par le moule 3 et son couvercle 4, les cales d'épaisseur 12 fixées respectivement sur le couvercle 4 et sur la pièce intermédiaire inférieure 16 ménageant l'espace voulu pour loger la vessie métallique 8. Sur la figure l'enveloppe cylindrique t4 est à section circulaire, cette forme étant celle qui présente la meilleure résistance. Il est cependant possible de donner à cette enveloppe cylindrique une section de forme non circulaire, par exemple en ellipse, ou bien carrée ou rectangulaire. Comme représenté il est de préférence prévu également des pièces intermédiaires latérales complémentaires 17 afin de soutenir les parois latérales du moule 3, des vessies supplémentaires 8' pouvant etre avantageusement disposées entre ces pièces 17 et les parois latérales du moule. L'ensemble est soutenu par un berceau 18 et comprend enfin une table 19 fixée à une extrémité de l'enveloppe 14, dans le prolongement de celle-ci et comportant des glissières 20 alignée avec les cales d'épaisseur 12 de la pièce intermédiaire inférieure 16 et adaptées pour recevoir à glissement les cales 12 solidaires du couvercle 4. L'estrémité opposée de l'enveloppe est fermée par une paroi, non visible au dessin. On comprend bien entendu que les dimensions des pièces inte-#médiaires sont calculées par rapport à celles de l'enceinte de telle sorte qu'à l'état dégonflé des vessies il existe entre l'enceinte et les pièces intermédiaires supérieure 15 et latérales 17 un jeu correspondant à la différence entre le volume des vessies gonflées et le volume délimité par les cales d'épaisseur 12. Avantageusement, il est prévu des éléments chauffants 21 sur les parois du moule et son couvercle 3. L'appareil décrit ci-dessus en référence aux Fig.2 et 3 fonctionne de la façon suivante: Les vessies 8,8' étant à l'état dégonflé, le couvercle 3 est tout d'abord disposé sur les glissières 20 de la table 19, le flan est mis en place et le moule 3 est posé par dessus. L'enceinte ainsi constituée est alors poussée sur les glissières 20 jusqu a l'intérieur de l'enveloppe 14. Lorsque le flan se trouve à la température appropriée on gonfle les vessies 8,8' qui prennent appui sur les pièces intermédiaires 15,16 et 17 qui transmettent lteffort à l'enveloppe 14 qui forme contre-pièce. Lorsque l'opération de formage est terminée on retire l'enceinte de l'enveloppe en la faisant glisser sur les glissières 20, on retire le moule et on démoule la pièce formée. L'appareil est alors immédiatement prêt à recevoir une nouvelle pièce à former. Si on le désire l'appareil peut comporter des portes fermant l'extrémité ouverte de l'enveloppe 14 au dessus de la 'table 19. Suivant l'exemple représenté l'extrémité du moule et celle du couvercle sont revêtues d'un isolant thermique, et les pièces intermédiaires sont en un matériau isolant. La conception modulaire de l'appareil suivant l'invention lui confère une grz #e souplesse d'adaptation à des enceintes ayant d'autres dimensions pour le formage de pièces différentes par simple échange des pièces intermédiaires supérieure et latérales. On peut également prévoir des enceintes tubulairEs en plusieurs él--ments disposes hout à bout. REVENDICATIONS 1- Appareil de formage de matière par déformation par pression de fluide, à chaud, comprenant une enceinte constituée d'un moule et d'un couvercle, des moyens pour serrer de façon étanche un flan (feuille, plaque ou tôle) de ladite matière entre les bords du moule et du couvercle, et des moyens pour introduire entre le flan et le couvercle un fluide ssous une pression suffisante pour déformer le flan et l'appliquer contre la surface interne du moule, caractérisé en ce que les moyens pour serrer le flan (1) entre le moule (3) et le couvercle (4) comprennent au moins une vessie gonflable (8) insèrée entre l'une des parties de l'enceinte, à savoir le moule (3) ou le couvercle (4), et une contre-pièce (9) fixe par rapport à l'autre partie de ladite enceinte, le gonflement de la vessie assurant le serrage uniforme du flan entre les bords (2) du moule (3) et du couvercle (4). 2- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite contre-pièce est une plaque rigide massive (9) serrée sur une bride (10) du moule (3) par des organes de serrage appropriés (11). 3- Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu des cales d'épaisseur coincidentes (12) fixées respectivement sur les faces en regard du couvercle (4) et de la plaque (9) au voisinage de leurs périphéries ménageant entre elles un espace dans lequel est logée la vessie (8) 4- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite contre-pièce est une enveloppe tubulaire (14) présentant intérieurement un logement de forme complémentaire de celle de ladite enceinte et délimité par des pièces intermédiaires semi-cylindriques supérieure (15), inférieure (16) et latérales (17) amovibles. 5- Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu des cales d'épaisseur coincidentes (12) fixées respectivement sur les faces en regard du couvercle (4) et de la pièce intermédiaire inférieure (16) au voisinage de leurs périphéries, ménageant entre elles un espace dans lequel est logée la vessie (8). 6- Appareil suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il est prévu des vessies (8') entre les parois latérales du moule (3) et les pièces intermédiaires latérales ( 17 ) . 7- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une table (19) fixée en bout à l'une des extrémités de l'enveloppe (14) et portant des glissières (20) alignées avec les cales d'épaisseur (12) de la face inférieure du couvercle (4) et adaptées pour recevoir celles-ci. 8- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites vessies (8,8') sont métalliques. 9- Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que des éléments chauffants (21#) sont prévus sur les parois du moule (3) et sur le couvercle (4).