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Essai des propriétés d'emboutissage dans la construction automobile

De bonnes propriétés de formabilité sont très demandées pour les tôles minces. Les procédés de formage typiques, tels que l'emboutissage et l'étirage sont caractérisés ou vérifiés dans des méthodes d'essai normalisées. Pour vérifier les propriétés demandées, ZwickRoell utilise des machines d'essais pour l'emboutissage de type BUP et propose pour ce faire des machines d'essai avec forces d'étirage jusqu'à 1.000 kN. Les courbes limite de formage​​​​​​​ consistent à déterminer la déformation qu'un matériau peut supporter sans rupture; les allongements limite ainsi déterminés ne devront pas être dépassés dans les procédés de mise en forme. Pour la technologie de mesure optique nécessaire à l'enregistrement des allongements pendant le processus d'étirage, ZwickRoell travaille en partenariat avec un réseau d'entreprises hautement qualifiées.

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Formage à chaud

  • Afin de satisfaire à des exigences de sécurité accrue mais poids réduit, la trempe sur presse connaît, comme méthode de production du formage à chaud, une importance croissante dans l'industrie automobile.
  • L'objectif de cette méthode est d'atteindre une rigidité égale ou supérieure des pièces de tôles métalliques, à celle obtenue par technique classique de formage, tout en réduisant la quantité de matériau utilisé.
  • De nombreux producteurs automobiles utilisent ces procédés pour produire les pièces structurelles du châssis, telles que les colonnes A et B, tunnels de transmission, supports de pare-chocs avant et arrière, seuils de portes, renforts de porte, longerons, porte-bagages et pavillons.
  • Comparé à la technique classique de formage, le formage à chaud est naturellement plus complexe et permet de produire des composants de résistance plus élevée, une grande complexité géométrique et des effets de retours minimisés en un temps réduit. La résistance, des éprouvettes prélevées sur le produit final, est ensuite testée sous différentes méthodes (dureté classique, mais aussi traction et flexion).

Essais de traction

Essais de traction

Essai de traction simplifié
Essais de traction avec détermination de la valeur r & n
Essai de traction biaxe
211_Zugversuch

Essai de traction simplifié

Pour la détermination des grandeurs caractéristiques de l'essai de traction, ZwickRoell propose un large choix de systèmes d'essai allant jusqu'à 2.500 kN. Ces systèmes d'essai permettent de réaliser très précisément l'essai de traction sous grandes forces.

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Essais de traction avec détermination de la valeur r & n

Une bonne formabilité et une haute résistance sont souvent exigées des tôles minces. Pour la caractérisation de la formabilité, les valeurs r & n sont déterminées dans l'essai de traction. La valeur n décrit l'écrouissage - poussée de contrainte - pendant la déformation plastique jusqu'à l'allongement uniformément réparti, la valeur r décrit l'anisotropie verticale. La valeur n est déterminée à partir des données de contrainte en traction et valeurs d'allongement, la variation de section de l'éprouvette de traction est également mesurée pour la valeur r.

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Essai de traction biaxe

L'essai de traction 2 axes constitue une particularité. Celui-ci permet de déterminer les propriétés de déformation du matériau. Cet essai, qui permet de régler et analyser les valeurs de contrainte définies au point de croisement de l'éprouvette, est principalement utilisé en Recherche & Développement. ZwickRoell a construit ces machines d’essais biaxiales selon les spécifications du client. Dans la plupart des cas, la mesure de l'allongement s'effectue de manière visuelle. ZwickRoell propose ici des solutions distinctes. Pour la mesure d'une répartition haute-résolution de l'allongement, ZwickRoell travaille en partenariat avec un réseau d'entreprises qualifiées.

Essai de ténacité à la rupture

La ténacité à la rupture KIc est une grandeur caractéristique essentielle pour les matériaux métalliques dans les applications critiques de sécurité, telles que la construction aéronautique, les constructions de centrales mais aussi la construction automobile. La détermination de la ténacité à la rupture s'effectue avec une éprouvette dans laquelle une fissure artificielle a été introduite. Cette éprouvette est chargée jusqu'à la rupture. La ténacité à la rupture KIc est ensuite déterminée à partir d'une courbe de force-déformation et de la longueur de rupture.

Essai de flexion

Outre la détermination des grandeurs caractéristiques des propriétés de flexion, l'essai de flexion 3 points sert aussi à l'évaluation visuelle de l'arête de pliage. Il sert notamment à apprécier visuellement le comportement des soudures dans l'essai de flexion. ZwickRoell résout cette tâche, grâce aux différentes options pour dispositifs d'essais de flexion et adaptation de mâchoires existantes.

Essai Draw-Bead

Cet essai a pour objectif de déterminer le coefficient de frottement entre tôles d'acier et outil d'étirage, et de définir ainsi le lubrifiant idéal pour cette opération de transformation. L'essai Draw-Bead permet d'éviter les fissures et craquelures, et d'assurer ainsi un procédé d'emboutissage optimal. Le dispositif Draw-Bead peut être aisément monté dans une machine d'essai standard. Pour cet essai, une feuille de tôle avec les dimensions typiques (300 mm x 30 mm x 2 mm) est contrainte dans l'axe dans la mâchoire standard supérieure, et le dispositif Draw-Bead est raccordé. Pour terminer, le dispositif Draw-Bead- étire la feuille de tôle. Cette procédure peut être reproduite automatiquement. Le nombre de répétitions est réglable. C'est la force de serrage avec régulation numérique du Draw-Bead qui assure la précision et reproductibilité des valeurs mesurées. Le poinçon de l'outil peut être aisément remplacé, pour couvrir les spécifications d'essai les plus diverses

Essai de traction haute-vitesse

Le comportement des matériaux avec fort taux d'allongement est décisif pour les applications dans l'industrie automobile. En cas d'accident, de hautes vitesses sont approchées à déformation du matériau; ces données devront impérativement être prises en compte pour la conception de l'automobile. Les grandeurs caractéristiques nécessaires à l’essai de traction haute vitesse sont déterminées sur des machines d’essais haute vitesse de la série HTM. Ces machines d'essai servo-hydrauliques approchent les éprouvettes à des vitesses de déformation de 20 m/s pour des forces allant jusqu'à 160 kN.

Essai de flexion du disque

L'essai de flexion du disque sert à la détermination de l'angle de flexion des éléments de carrosserie; cet essai a pour objectif d'obtenir des informations sur le comportement de déformation et la prédisposition à la défaillance des matériaux métalliques dans le processus d'emboutissage avec portions de flexion dominantes (opérations de sertissage, par exemple) ou encore dans le chargement de collision. Ces essais peuvent être réalisés dans des machines d'essai avec dispositifs spéciaux dans l'essai de flexion 3 ou 4 points. 

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