Brevet FR2913899A1 — publié le 20080926

:Procédé de formage de tôles métalliques comportant une étape de :magnétoformage et outil de formage notamment pour sa mise en oeuvre. La présente invention concerne un procédé de formage de tôles 5 métalliques et un outil de formage de tôles métalliques notamment pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans l'industrie automobile, les éléments de la carrosserie des véhicules automobiles, tels les portes, les ailes, les capots, etc. sont réalisés au moyen d'outils de formage comportant une partie de formage 10 fixe présentant une surface servant de support pour un flanc de tôle et une partie de formage mobile vers ce flanc pour l'emboutir sur la partie de formage fixe. Dans certains cas, la pièce de tôle que l'on veut réaliser comporte une partie ayant une forme de géométrie compliquée. 15 Dans ce cas, on constate qu'après l'emboutissage de cette partie, celle-ci comporte des défauts de surface qu'il est nécessaire d'éliminer par une opération de retouche complémentaire. Cette opération de retouche complémentaire est coûteuse, car elle ralentit considérablement les cadences de fabrication des pièces 20 embouties. On sait par ailleurs qu'il est possible de former des tôles par un procédé de formage par impulsions magnétiques appelé EMF, qui permet d'obtenir des formes de géométrie complexe, sans défauts de surface, c'est-à-dire ne nécessitant pas de retouche complémentaire. 25 Ainsi, le document JP 2004/122177 décrit un procédé de formage de tôles métalliques comprenant une première étape dans laquelle on forme un flanc de tôle au moyen d'un outil de formage comportant une partie de formage fixe et une partie de formage mobile pour emboutir le flanc de tôle selon la forme désirée et une seconde étape dans laquelle 30 on forme une partie déterminée de la tôle emboutie en appliquant sur celle-ci des impulsions magnétiques. La seconde étape est réalisée dans une opération séparée nécessitant le retrait de la pièce emboutie dans un outil classique et la mise en place de celle-ci dans une installation de formage EMF. 35 Cette opération séparée est également de mise en oeuvre coûteuse, car elle ralentit les cadences de production. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des solutions connues ci-dessus. Ce but est atteint selon l'invention, par un procédé de formage de tôles métalliques comprenant une première étape dans laquelle on Forme un flanc de tôle au moyen d'un outil de formage comportant une première partie de formage et une deuxième partie de formage pour emboutir le flanc de tôle selon la forme désirée et une seconde étape dans laquelle on forme une partie déterminée de la tôle emboutie en appliquant sur celle-ci des impulsions magnétiques, caractérisé en ce que la seconde étape est réalisée pendant ou immédiatement après la première étape, la tôle emboutie restant en place entre les deux parties de formage, à l'aide de moyens de formage magnétique intégrés dans l'une des parties de formage. Ce procédé de formage peut être utilisé pour former une tôle 15 métallique par exemple en acier, en aluminium. Le but de l'invention est également atteint par un outil de formage de tôles métalliques comportant une première partie de formage présentant une surface servant de support pour un flanc de tôle et une deuxième partie de formage pour emboutir le flanc de tôle, caractérisée 20 en ce que l'une des parties de formage comporte sur sa surface adjacente au flanc de tôle, une zone dans laquelle est encastrée au moins une bobine noyée dans une matière diélectrique, chaque bobine étant reliée à des moyens pour générer au niveau de cette bobine, des impulsions magnétiques aptes à former localement la tôle dans une 25 région située en regard de la bobine. L'invention permet ainsi de réaliser des pièces embouties, sans défauts, ne nécessitant aucune opération complémentaire de retouche ou autre traitement dans un poste séparé. Dans un même outil, la tôle est emboutie à l'aide de moyens 30 conventionnels, puis la partie ayant une géométrie complexe est formée par EMF. La tôle du flanc métallique l'on veut emboutir ou former peut être en acier ou aluminium. Avantageusement, la bobine est constituée par une pluralité de 35 petites spires situées les unes à côté des autres, l'axe d'enroulement desdites bobines étant perpendiculaire à la surface de l'outil de formage. Ces spires peuvent être juxtaposées de manière concentrique. Selon d'autres particularités de l'invention : - l'une des parties de formage comporte en regard de la zone dans laquelle lesdites bobines sont encastrées, le profil du formage que l'on 5 veut réaliser dans la tôle ; -le profil de formage présentant une cavité, l'une des parties de formage comporte, en regard de la zone dans laquelle la ou lesdites bobines sont encastrées, une ou plusieurs ouvertures communiquant avec des moyens pour évacuer l'air emprisonné à l'intérieur de cette 10 cavité ; - lesdits moyens comprennent un système d'extraction d'air ; - la surface libre de la zone dans laquelle lesdites bobines sont encastrées est située dans le prolongement de la surface de la partie de formage comportant cette zone ; 15 - l'outil comporte derrière la zone dans laquelle est (sont) encastrée(s) la ou les bobines, une matière capable d'isoler et d'amortir les chocs engendrés lors de la génération desdites impulsions magnétiques. 20 D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est un schéma montrant l'ensemble d'un outil de formage selon l'invention équipée de moyens de formage EMF, 25 - la figure 2 est une vue en coupe partielle des deux parties de l'outil de formage et de la bobine de formage EMF placée en regard d'une cavité, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 montrant la tôle après son formage. 30 La figure 1 représente un outil d'emboutissage de tôles métalliques comportant une première partie de formage 1 présentant une surface la servant de support pour un flanc de tôle et une deuxième partie de formage 2 pour emboutir le flanc de tôle, grâce à des moyens bien connus qu'il est inutile de décrire. 35 La partie de formage 2 comporte sur sa surface 2a adjacente au flanc de tôle à former, une zone 3 dans laquelle est encastrée une bobine 4 noyée dans une matière diélectrique. Cette bobine 4 est reliée à des moyens et en particulier des condensateurs 5 pour générer au niveau de cette bobine 4 des impulsions magnétiques aptes à former localement la tôle dans une région située en regard de la bobine 4, comme on le décrira plus en détail plus loin. Sur la figure 1, la bobine 4 est reliée aux condensateurs 5 au moyen de connecteurs 12 et de câbles 13. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 3, la bobine 4 est encastrée dans la deuxième partie de formage 2, situé à la partie supérieure de l'outil dans l'exemple représenté. io Dans le cas des figures 2 et 3, la bobine 4 est constituée par une pluralité de petites spires 4a situées les unes à côté des autres, l'axe d'enroulement de ces spires 4a étant perpendiculaire à la surface 2a de la partie de formage 2. Toutes ces spires 4a sont noyées dans une matière diélectrique 6. 15 Ces spires 4a sont par exemple juxtaposées de manière concentrique. Pour plus de clarté, elles sont représentées espacées sur les figures 2 et 3. Sur ces figures, 6 spires concentriques sont représentées. La bobine est dimensionnée de telle manière que les spires atteignent toute la zone à former. 20 La première partie de formage 1 comporte en regard de la zone 3 dans laquelle les spires 4a sont encastrées, le profil 7 du formage que l'on veut réaliser localement dans la tôle 8, disposée entre les parties 1 et 2. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, le 25 profil est une cavité 7. Le fond de la cavité 7 comprend une ou plusieurs ouvertures 9 communiquant avec un canal 10 pour évacuer l'air de cette cavité. Ce canal 10 est raccordé à un système d'extraction d'air 11 (voir figure 2). Dans l'exemple des figures 2 et 3, la surface libre 3a de la zone 3 30 dans laquelle les spires 4a sont encastrées est située dans le prolongement de la surface 2a de la partie de formage 2 comportant cette zone 3. Par ailleurs, en arrière de la zone 3 dans laquelle est (sont) encastrée(s) la bobine 4 ou les spires 4a est prévue une matière, par 35 exemple en élastomère, capable d'isoler et d'amortir les chocs engendrés lors de la génération des impulsions magnétiques créées au droit des bobines 4, 4a. On va maintenant expliquer le fonctionnement de l'outil de formage que l'on vient de décrire. Dans une première étape, le flanc de tôle 8 disposé entre les deux parties de formage 1 et 2 est embouti par exemple pour éviter la formation de défauts d'une partie extérieure d'un ouvrant d'un véhicule automobile, par exemple une poignée. Ainsi, au cours de cette première étape, la tôle est formée, à l'exception des zones à former avec EMF. Supposons que l'on veuille créer dans une région particulière de la tôle une forme de cavité sans défaut correspondant à l'emplacement to d'une poignée de porte, selon les figures 1 à 3. A cet effet, selon les figures 1 à 3, on prévoit sur l'une des parties de formage 1, une cavité 7 ayant la forme de la cavité ci-dessus. Pour reproduire la forme précise de cette cavité sur la tôle 8 déjà emboutie lors de la première étape ci-dessus, dans une seconde étape 15 de formage immédiate on crée au niveau des spires 4a des impulsions magnétiques (voir flèches sur la figure 3). Ces impulsions magnétiques poussent la tôle 8 vers le fond de la cavité 7. En fin d'opération, la tôle 8 épouse parfaitement la forme de la 20 cavité 7 et aucun défaut n'est constaté à la surface de la tôle, de sorte qu'aucune opération de retouche complémentaire n'est nécessaire. Selon l'invention, cette seconde étape est réalisée pendant ou immédiatement après la première étape dans l'outil. On obtient ainsi une mise en forme de la pièce sans défaut, en une seule manipulation. 25 L'exemple a été décrit en utilisant un outil dont les parties de formage sont disposées l'une au dessus de l'autre, verticalement. L'invention s'applique également aux outils dont les parties sont disposées l'une à côté de l'autre horizontalement. Par ailleurs, seule l'une des parties ou les deux parties peuvent être mobiles. 30 REVENDICATIONS 1) Procédé de formage de tôles métalliques comprenant une première étape dans laquelle on forme un flanc de tôle (8) au moyen d'un outil de formage comportant une première partie de formage (1) et une deuxième partie de formage (2) pour emboutir le flanc de tôle (8) selon la forme désirée et une seconde étape dans laquelle on forme une partie déterminée de la tôle emboutie en appliquant sur celle-ci des impulsions magnétiques, caractérisé en ce que la seconde étape est réalisée pendant ou immédiatement après la première étape, la tôle to emboutie (8) restant en place entre les deux parties de formage (1, 2), à l'aide de moyens de formage magnétique (4, 4a) intégrés dans l'une des parties de formage. 2) Procédé de formage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tôle (8) est en acier ou en aluminium. 15 3) Outil de formage de tôles métalliques comportant une première partie de formage (1) présentant une surface servant de support pour un flanc de tôle (8) et une deuxième partie de formage (2) pour emboutir le flanc de tôle (8)., caractérisé en ce que l'une des parties de formage (1, 2) comporte sur sa surface adjacente au flanc de tôle (8), 20 une zone (3) dans laquelle est encastrée au moins une bobine (4) noyée dans une matière diélectrique (6), chaque bobine (4) étant reliée à des moyens pour générer au niveau de cette bobine, des impulsions magnétiques aptes à former localement la tôle (8) dans une région située en regard de la bobine (4). 25 4) Outil de formage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ou les bobines (4) présentent le profil du formage que l'on veut réaliser dans la tôle (8). 5) Outil de formage selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque bobine est constituée par une pluralité de 30 petites spires (4a) situées les unes à côté des autres, l'axe d'enroulement desdites spires étant perpendiculaire à la surface de l'outil de formage. 6) Outil de formage selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'une des parties de formage comporte, en regard 35 de la zone (3) dans laquelle la ou lesdites bobines (4) sont encastrées, le profil du formage que l'on veut réaliser dans la tôle (8). 7 7) Outil de formage selon la revendication 6, caractérisé en ce que, le profil de formage présentant une cavité, l'une des parties de formage comporte, en regard de la zone (3) dans laquelle la ou lesdites bobines (4) sont encastrées, une ou plusieurs ouvertures (9) communiquant avec des moyens (10) pour évacuer l'air emprisonné à l'intérieur de ladite cavité. 8) Outil de formage selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un système d'extraction d'air (Il). 9) Outil de formage selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la surface ]libre de la zone (3) dans laquelle la ou lesdites bobines sont encastrées est située dans le prolongement de la surface (2a) de la partie de formage comportant cette zone (3). 10) Outil de formage selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend derrière la zone (3) dans laquelle est (sont) encastrée(s) la ou les bobines (4), une matière (14) capable d'isoler et d'amortir les chocs engendrés lors de la génération desdites impulsions magnétiques.