Formage des métaux : qu’est-ce que c’est et quelles sont ses techniques les plus courantes ?

Il y a quelque temps, nous avons publié un article dans lequel nous parlions de l’usinage de pièces par opposition à la fabrication ou au formage. Étant donné que dans cet article nous expliquions l’usinage, il nous restait à développer la partie concernant le formage des métaux.

La façon la plus rapide de situer dans notre esprit le formage des métaux, plus rapide encore que d’en donner une définition, serait d’évoquer l’image d’un ancien orfèvre martelant un matériau métallique chauffé au rouge tenu avec des pinces au-dessus d’une enclume, comme nous l’avons si souvent vu dans les films. On pouvait donner des coups en ligne droite, alternant des coups horizontaux et verticaux, avec des outils à textures sur la tête du marteau pour créer des motifs uniques à la surface du métal, etc. En fait, la ferronnerie, l’orfèvrerie et la joaillerie sont quelques-uns des métiers les plus anciens basés sur le formage des métaux, réalisé avec des métaux précieux comme l’argent et l’or.

Le martelage, qui est la technique dont nous venons de parler, est l’une des diverses techniques existantes de formage des métaux, et il continue d’être utilisé aujourd’hui pour obtenir des épaisseurs et des textures dans les métaux, soit dit en passant. Évidemment, il s’agit d’un processus déjà industrialisé, et il permet de donner forme à différents composants et structures métalliques dans le secteur automobile et aérospatial, dans la construction, etc. Il peut se faire à froid, à chaud, en relief, etc.

Les techniques de formage des métaux

Évidemment, il existe beaucoup plus de techniques de formage des métaux que le martelage. Mais avant de les mentionner, nous pouvons résumer en quoi consiste exactement cet ensemble de techniques, c’est-à-dire ce qu’elles ont en commun. Le formage des métaux, également appelé métallerie, est le processus qui implique d’altérer la forme des métaux (leur géométrie, leur taille, leurs propriétés) pour créer des produits ou des composants spécifiques.

Wikipedia inclut dans son entrée sur le formage des métaux également des processus de coupe (tournage, fraisage, filetage…) et d’assemblage (soudage, rivetage, fixation mécanique…). Cependant, dans cet article, nous nous en tiendrons à la définition stricte du formage, le limitant au changement de forme (bien que l’assemblage et la coupe changent effectivement la forme du métal, en enlevant une partie ou en l’ajoutant), c’est-à-dire sans inclure les processus qui impliquent l’enlèvement de copeaux, et nous renverrons le lecteur à notre article sur l’usinage et le soudage pour en savoir plus sur ces autres techniques.

Rappelons que les techniques de transformation des métaux avec enlèvement de copeaux sont celles qui éliminent l’excès de matériau de la pièce brute pour obtenir la forme, les dimensions et l’épaisseur souhaitées, et sont les plus courantes. Celles qui n’impliquent pas d’enlèvement de copeaux sont celles qui, comme nous le disons, sont strictement le formage ou la fabrication.

Parmi les techniques les plus courantes de formage des métaux, nous pouvons distinguer :

Laminage

Cette technique consiste à faire passer un métal chaud à travers une série de rouleaux qui le compriment et réduisent son épaisseur, augmentant à son tour sa longueur. Normalement, il est réalisé avec des bobines d’acier, et il est utilisé pour créer des profils spécifiques ou en sections transversales pour changer de forme. Il est très largement utilisé dans les composants de toute industrie : dans les électroménagers, dans les automobiles, dans les meubles, dans les portes et fenêtres, dans les panneaux solaires, etc.

Forgeage

Le forgeage englobe plusieurs techniques comme le martelage, dont nous avons parlé précédemment. Il implique de donner forme au métal au moyen de forces de compression, appliquées avec un marteau, une presse ou des rouleaux (matrice). Il peut être réalisé avec des tolérances très étroites, et par conséquent nécessiter très peu de processus de finition. Comme nous l’avons indiqué dans le cas du martelage, il peut être fait avec le métal froid ou chaud, bien qu’il soit généralement fait à chaud, étant donné que l’application de hautes températures augmente la plasticité du métal et fait que moins de forces sont nécessaires pour lui donner forme. Certains composants qui doivent être solides et durables, comme les engrenages ou les vilebrequins d’une automobile, sont formés de cette manière.

Extrusion

L’extrusion est une technique très ancienne qui consiste à faire passer sous pression un métal chaud à travers une matrice ou un moule de la forme désirée au moyen d’une pompe à bélier ou d’un bélier hydraulique. Elle peut être en forme continue (pour un matériau infiniment long) et semi-continue (pour la production de nombreuses pièces) et aussi bien à froid qu’à chaud. Elle permet de créer des objets longs comme des barres et des tubes métalliques, en plus d’une gamme infinie de sections transversales, qui sont celles qui rendent possible la création de produits comme des cadres de porte et de fenêtre, des charnières, des composants pour serrures, etc. Elle est particulièrement utilisée avec des matériaux comme l’aluminium et le laiton.

Estampage ou pressage

Il s’agit de placer un métal à plat ou en bobine dans une presse d’estampage pour lui donner la forme souhaitée. Certaines des techniques que nous énumérons ci-dessous sont en réalité une forme d’estampage ou de pressage, comme le pliage ou l’étirage.

Pliage

C’est une technique utilisée pour former des objets avec des angles, des courbes ou des formes. Il s’agit de déformer plastiquement le métal (généralement en tôle) pour lui donner la forme souhaitée, généralement une forme en U ou en V. Il est couramment utilisé pour fabriquer des tuyaux d’échappement, des cadres de châssis, des cages de protection et des renforts de pare-chocs dans l’industrie automobile ; des poutres courbes, des rampes et des composants ornementaux dans la construction ; des ailes, des structures de fuselage et des supports structurels dans l’industrie aérospatiale ; des conduits de ventilation dans les systèmes de climatisation, etc.

Étirage

L’étirage est un type d’estampage qui est utilisé pour créer des formes cylindriques ou cubiques à partir de tôles métalliques, qui est utilisé surtout dans la fabrication de conteneurs métalliques et de batteries de cuisine.

Tournage

Il consiste à faire tourner à grande vitesse un métal en forme de disque ou de tube dans un tour contre une forme pour créer des composants symétriques et creux, comme des bols, des coupes, etc. Si nous imaginons un tour manuel de poterie, le vase que nous sommes en train de créer serait le disque ou le tube et nos mains seraient les formes placées de façon axialement symétrique.

Fonderie

Cette technique implique de verser le métal fondu dans un moule pour qu’il se solidifie dans la forme souhaitée. Le moule consiste en une cavité qui a la forme de la pièce qu’on veut obtenir, divisé en deux parties. Ce moule ou matrice est généralement en sable, étant donné qu’il peut supporter des températures plus élevées que celles du métal fondu qu’il doit contenir, mais il peut aussi être en acier ou en fonte de fer. Avec ce type de technique, on peut fabriquer des formes complexes comme des blocs moteur, divers composants de machinerie, etc.

Les applications du formage des métaux

Comme nous l’avons esquissé dans l’explication de chaque technique, pratiquement tous les processus industriels nécessitent l’application de certaines des techniques de formage des métaux, étant donné que tous les processus industriels à un moment donné nécessitent de créer des formes complexes avec le métal à partir de pièces brutes (tôles, fil, tubes non coupés, etc.), des dimensions précises et des conceptions personnalisées. Nous pouvons faire un résumé de ces applications ici :

Fabrication de tôle métallique : il existe une industrie qui à son tour sert d’autres industries, comme l’automobile, l’aérospatiale, la construction ou l’électronique qui fait un usage extensif du formage des métaux, qui est celle qui se consacre précisément à fabriquer de la tôle métallique pour altérer sa forme pour fabriquer les pièces dont ces industries ont besoin.

• Automobile : des parties de véhicules comme les panneaux de carrosserie, les composants du châssis et du moteur, etc., nécessitent un formage des métaux pour atteindre les exigences dimensionnelles nécessaires.
• Industrie aérospatiale : les avions dépendent du formage du métal pour donner forme à des composants fondamentaux dans leurs ailes, des parties du fuselage, des carters de moteur, des trains d’atterrissage, etc.
• Industrie nautique : les bateaux ont de nombreux composants structurels et dans le moteur qui ont été fabriqués par formage des métaux.
• Construction : des éléments structurels de toute édification nécessitent le formage des métaux, comme les toits, les murs, etc.
• Ferroviaire : les processus de formage des métaux sont utilisés pour produire des composants pour voies ferrées, matériel roulant et locomotives.
• Biens de consommation : comme nous l’avons indiqué précédemment, des électroménagers comme les réfrigérateurs ou les lave-linge, ainsi que les meubles ou les outils impliquent à un moment de leur fabrication cette technique pour transformer le métal sous forme primaire.
• Électronique : des appareils mobiles, des ordinateurs, etc., comme les carters, les supports et les dissipateurs de chaleur, entre autres, sont des exemples de composants qui sont passés par un formage de métal.
• Production d’énergie : le formage des métaux est utilisé pour fabriquer des composants pour centrales électriques, turbines, systèmes d’énergie éolienne et panneaux solaires, ainsi que pour fabriquer des équipements et des pièces pour plateformes pétrolières, oléoducs et raffineries.
• Médecine : implants, prothèses et équipements chirurgicaux, entre autres, sont quelques exemples de dispositifs médicaux qui sont fabriqués au moyen de ces techniques de transformation des métaux.
• Industrie militaire : ce secteur utilise des équipements, des véhicules et des armes, fabriqués avec des pièces et des composants métalliques qui passent par ces processus et techniques.
• Industrie alimentaire : tous les processus industriels par lesquels passent la nourriture et la boisson nécessitent des machines qui sont fabriquées avec du métal qui doit être transformé au moyen du formage.

Services de formage des métaux de confiance

Ferros Planes dispose d’une ligne de services de formage de tubes et de tôle avec des tolérances très faibles pour tous types d’industries, en particulier l’automobile, la construction, la production d’énergies propres et plus encore.