OUTILS DE TRANSFERT POUR L’USINAGE DE LA TÔLE & LE FORMAGE DE LA TÔLE

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Outillages de transfert pour l’usinage et l’emboutissage de la tôle

Outillages de transfert sont la norme établie dans l’usinage de la tôle et l’emboutissage de la tôle industriels, lorsque de grandes pièces de tôle exigeantes doivent être fabriquées en grande série de manière fiable sur plusieurs stations. Dans les ateliers de presse modernes, les outillages de transfert associent une technologie d’emboutissage précise à un handling de pièce maîtrisé, de sorte que le tirage, le retirage, le détourage, le poinçonnage et le calibrage se déroulent de façon stable et répétable selon des étapes de process clairement définies. C’est précisément pour cette raison que les concepts de transfert sont utilisés partout où un outil à suivre classique atteint ses limites, par exemple en raison de la taille de la pièce, de la profondeur d’emboutissage, de surfaces sensibles ou de changements complexes de direction dans l’écoulement de matière. Evomatec développe et fabrique des outillages de transfert pour l’emboutissage de la tôle avec l’objectif de réunir la capabilité process, la durée de vie de l’outil et la qualité de série dans un système global économiquement performant.

Pour évaluer correctement la technologie de transfert, il ne faut pas considérer uniquement l’outil, mais l’ensemble de la chaîne de process. En effet, un processus de transfert résulte toujours de l’interaction entre la conception d’outillage, la technologie de presse, le handling de transfert ou le handling robotisé, la lubrification, la logistique des flans, la capteurisation, le contrôle qualité et la maintenance. L’avantage décisif réside dans le fait que chaque station a une tâche précise et peut être optimisée de manière ciblée, sans devoir imposer des compromis dans un seul et même outil. La transparence du process augmente, l’analyse des causes devient plus simple et les caractéristiques qualité critiques peuvent être sécurisées exactement aux endroits où elles se créent. Dans de nombreux projets clients, Evomatec s’appuie sur des réceptions structurées et des procédures de contrôle clairement documentées, afin que les inspections soient réalisées avec le plus grand soin et que les objectifs qualité ainsi que la sécurité conforme CE soient respectés de manière fiable dans l’ensemble de l’environnement de production.

Définition et principe de base des outillages de transfert

Ce que signifient les outillages de transfert en pratique

On entend par outillages de transfert une solution d’outillage multi-stations dans laquelle une pièce est transportée de station en station à l’intérieur d’une presse ou le long d’une ligne de presses définie. Entre les stations, le déplacement de la pièce ne s’effectue pas via une bande qui avance en continu, mais au moyen d’un mécanisme de transfert qui saisit, lève, guide, positionne et dépose la pièce de manière ciblée. Selon la configuration, les outillages de transfert peuvent fonctionner dans une seule presse comme outil multi-stations intégré ou comme un système d’outils avec transfert synchronisé entre plusieurs presses. L’élément déterminant est que le flan ou la préforme est déplacé de manière contrôlée après chaque coup, afin que chaque station puisse assurer une tâche définie d’emboutissage, de découpage ou de calibrage.

Typiquement, les processus de transfert se composent d’une succession comprenant une station de tirage, des stations de retirage, des stations de rognage et de détourage, des combinaisons de poinçonnage et d’emboutissage, ainsi qu’une station de calibrage finale et une station de dépose. Le transfert garantit que la pièce est référencée de manière répétable à chaque étape. Cette position définie est un facteur clé pour la tenue dimensionnelle, la précision du positionnement des trous, la qualité des arêtes et la reproductibilité des surfaces fonctionnelles.

Différences avec l’outil à suivre et les outillages tandem

Outillages de transfert sont souvent confondus avec les outils à suivre ou les outillages tandem, alors que la logique de process est nettement différente. Un outil à suivre fonctionne avec une bande. La bande avance par pas et transporte le flan à travers plusieurs stations au moyen de ponts de liaison. C’est très efficace, mais cela atteint des limites dès que les pièces sont grandes, profondément embouties, sensibles ou géométriquement si complexes qu’elles ne peuvent pas être guidées de manière sûre sur bande ou qu’elles ne peuvent pas être transférées de façon stable après une étape d’emboutissage.

Les outillages tandem, quant à eux, répartissent les opérations sur des outils unitaires qui travaillent dans des stations ou presses séparées. Les pièces sont retirées après chaque coup et transférées vers la station suivante, souvent via handling robotisé ou un axe de transfert, parfois manuellement. Les outillages de transfert se situent entre ces deux mondes. Ils combinent une chaîne de process station par station avec un handling intégré et de haute précision au sein d’une presse de transfert ou d’une ligne de presses. Ils réunissent ainsi des cadences élevées avec un guidage maîtrisé des pièces et une forte stabilité de process pour des composants exigeants.

Pourquoi les outillages de transfert dominent en production en série

En grande série, notamment dans l’industrie automobile, chaque seconde de temps de cycle compte, mais la stabilité qualité compte encore davantage. Les outillages de transfert dominent parce qu’ils permettent de produire de grandes pièces embouties à haute cadence, sans laisser le guidage, le handling de pièce et les fenêtres de process au hasard. En particulier pour les pièces de carrosserie et les pièces de structure, où les surfaces fonctionnelles, les exigences crash et les références d’assemblage doivent être parfaitement respectées, la logique de transfert offre une meilleure maîtrise. Evomatec intègre les concepts de transfert comme un système global où l’outillage, le handling et l’assurance qualité sont pensés ensemble. Fort de nombreuses expériences projets, les inspections et validations sont organisées de manière à ce que la qualité et la sécurité conforme CE soient respectées durablement et de façon traçable.

Évolution historique des outillages de transfert

Du transfert manuel à la presse de transfert hautement automatisée

L’idée de former des pièces en plusieurs étapes est antérieure à la technologie de presse moderne. Les premiers procédés multi-étapes étaient souvent réalisés manuellement. Avec l’augmentation des volumes et de la complexité des pièces, cela n’était ni compatible avec les temps de cycle ni stable en process. L’évolution a conduit à des axes de transfert mécaniques, puis à des systèmes de transfert servo-électriques capables de synchroniser précisément les mouvements en levée, avance, transversal et rotation.

Parallèlement, les possibilités de simulation d’emboutissage se sont développées. Le calcul du retour élastique, les modèles matière pour les aciers à haute résistance et les méthodes numériques de mesure et de contrôle ont rendu les processus de transfert plus méthodiques. Les stations ont été mieux séparées fonctionnellement, et les fenêtres de process ont pu être définies plus précisément. Aujourd’hui, les outillages de transfert sont des systèmes de production hautement intégrés, associant conception, fabrication, tryout, sécurisation série et maintenance.

L’influence des matériaux et de l’allègement

Un moteur majeur a été l’évolution des matériaux. Les aciers à haute résistance et l’augmentation des exigences sur les pièces de structure liées au crash ont entraîné davantage de retour élastique, des fenêtres de process plus étroites et des besoins accrus en étapes intermédiaires contrôlées. Les outillages de transfert fournissent ici la structure nécessaire. Les degrés d’emboutissage sont construits progressivement, les états intermédiaires sont stabilisés, et les zones critiques sont reprises et calibrées de manière ciblée. Evomatec prend également en compte les exigences d’exploitation sûre et de traçabilité documentée, afin que les contrôles en démarrage série et en production courante soient réalisés avec le plus grand soin et que la sécurité conforme CE soit clairement sécurisée.

Fondamentaux techniques des outillages de transfert

Architecture d’outillage et logique de stations

Un outillage de transfert est, dans son principe, une chaîne de stations optimisant séparément chaque tâche de process. Les stations typiques comprennent le tirage, le retirage, le rognage intermédiaire, les opérations de poinçonnage, le calibrage et le détourage final. La logique de stations est spécifique à la pièce, mais le principe de base reste constant. La complexité est répartie, les fenêtres de process sont stabilisées station par station, et la qualité finale résulte de l’interaction de toutes les étapes.

Écoulement de matière, guidage du serre-flan et jeu de tirage

Pour les pièces d’emboutissage exigeantes, l’écoulement de matière détermine l’absence de fissures, l’absence de plis, la qualité de surface et la tenue dimensionnelle. Les forces de serre-flan, les rayons de tirage, le jeu de tirage et la lubrification sont conçus pour compenser les variations des caractéristiques matière au sein de la série. Cela est particulièrement essentiel pour les aciers à haute résistance, car les marges dans la fenêtre de process sont plus faibles.

Le retour élastique comme sujet central

Le retour élastique influence la tenue dimensionnelle et l’aptitude au montage. Les processus de transfert offrent ici un avantage structurel. Le retour élastique n’est pas seulement compensé dans l’outil de tirage, il est réduit via des étapes dédiées de calibrage et de reprise. On obtient ainsi une chaîne de process robuste qui ne dépend pas d’une seule opération parfaite.

Découpage, rognage, poinçonnage et qualité des arêtes

De nombreuses pièces sont des pièces combinées emboutissage-découpage. Les positions de trous, les contours et les bords fonctionnels doivent être réalisés avec précision. Dans les outillages de transfert, le moment optimal pour le découpage, le rognage et le poinçonnage peut être choisi, souvent après une mise en forme stabilisante. La qualité des arêtes est déterminée par le jeu de coupe, la rigidité de l’outil et l’état des arêtes de coupe. Une séparation claire des zones de coupe facilite la maintenance, l’affûtage et la remise en état.

Mécanique de transfert et handling de pièce

Pourquoi le handling est décisif pour les outillages de transfert

Le transfert fait partie de l’assurance qualité. Si une pièce n’est pas saisie de manière stable et positionnée de façon répétable entre les stations, cela génère des écarts de position, des décalages dans les opérations de coupe, des problèmes dimensionnels et une usure accrue. Les points de préhension, les références et les concepts de dépose doivent donc être conçus pour tolérer les dispersions de process tout en sécurisant durablement la position de référence.

Conception des pinces, référencement et concept de dépose

Un concept de transfert professionnel comprend des points de préhension définis, des principes de préhension surveillés, des surfaces de référencement stables, des concepts de dépose reproductibles ainsi que, si nécessaire, des mouvements de rotation ou de retournement. Plus la pièce est complexe, plus la coordination entre la conception d’outillage et le handling est déterminante.

Outillages de transfert en pratique : séquences de process typiques

Mise à disposition des flans et logistique matière

Une chaîne de process stable commence par la logistique des flans. Les flans doivent être fournis avec une qualité définie, un état de surface maîtrisé et un état de lubrification reproductible. La traçabilité matière, l’identification des lots et des caractéristiques de contrôle proches du process réduisent les erreurs qui se traduiraient sinon immédiatement par des fissures, des plis ou des défauts de surface. Evomatec accompagne ses clients pour mettre en place des procédures de contrôle et de libération afin que les inspections soient réalisées de manière cohérente avec le plus grand soin et que la sécurité conforme CE reste documentée.

Tirage et préformage

La première étape d’emboutissage génère une préforme stable. L’objectif est un état intermédiaire maîtrisé qui prépare l’écoulement de matière pour les opérations suivantes. La force de serre-flan, les rayons de tirage et la lubrification déterminent la stabilité du process.

Retirage, formes locales et rognage intermédiaire

Les stations suivantes augmentent le degré d’emboutissage, stabilisent les brides, créent des rayons locaux et définissent les surplus matière via un rognage intermédiaire. Dans cette phase, il se décide souvent si la tenue dimensionnelle et la fidélité de forme pourront être atteintes de manière robuste.

Rognage, poinçonnage, détourage final

Dès que la géométrie est stable, les opérations de coupe suivent. Les trous et les contours finaux sont réalisés dans un état où la pièce est stable en position et en forme. Cela améliore la répétabilité et la qualité des arêtes, et facilite la maintenance planifiée des arêtes de coupe.

Calibrage et sécurisation finale

La station finale règle les surfaces fonctionnelles et la géométrie finale via des contours de calibrage définis. Le retour élastique est réduit et l’aptitude au montage est sécurisée. Evomatec ancre à cet effet des procédures de contrôle et de réception documentées, construites grâce à l’expérience projets, afin que les contrôles soient effectués avec le plus grand soin et que la qualité ainsi que la sécurité conforme CE soient respectées de manière fiable.

Domaines d’application : où les outillages de transfert sont la norme

Pièces de grande série dans l’industrie automobile

Le principal domaine d’application des outillages de transfert est la grande série dans l’industrie automobile. Les pièces typiques sont des renforts, traverses, composants de longerons, pièces de montant et de cadre, structures de sièges, consoles, supports ainsi que des composants de porte-batterie. Pour ces pièces de structure, la stabilité de process, la tenue dimensionnelle et un guidage maîtrisé sont déterminants.

Pièces avec plusieurs opérations d’emboutissage

Lorsque le tirage, le retirage, le détourage, le poinçonnage et le calibrage doivent être réalisés successivement dans des stations définies et qu’un outil à suivre n’est pas suffisant, les outillages de transfert représentent souvent une solution supérieure sur le plan économique et du process.

Aciers à haute résistance et géométries exigeantes

Avec les aciers à haute résistance, des étapes intermédiaires contrôlées, des fenêtres de process robustes et des calibrages ciblés sont des facteurs clés de réussite. Les outillages de transfert permettent une logique de stations finement ajustée pour maîtriser de façon stable le retour élastique, la formation de plis et le risque de fissuration.

Pièces pour lesquelles la position et le handling sont critiques

Si la pièce ne peut pas suivre de manière sûre, mais doit être saisie, positionnée et déposée avec précision, la logique de transfert apporte le contrôle de process nécessaire. Ici, le concept de positionnement décide de la capacité série et de la stabilité qualité.

Avantages des outillages de transfert

Cadences élevées avec une conduite de process stable

Outillages de transfert sont conçus pour la production en série. Le guidage maîtrisé à chaque station réduit les erreurs de position et augmente la répétabilité.

Optimisation station par station au lieu d’un compromis global

L’emboutissage, la coupe et le calibrage peuvent être optimisés par station. Cela améliore la transparence en tryout et réduit les risques au démarrage série.

Meilleure maîtrise du retour élastique et de la tenue dimensionnelle

Des étapes dédiées de reprise et de calibrage augmentent la tenue dimensionnelle et l’aptitude au montage, en particulier pour les aciers à haute résistance et les géométries complexes.

Assurance qualité et surveillance plus facilement intégrables

Les stations offrent des points d’intégration clairs pour la capteurisation et les caractéristiques de contrôle. Evomatec utilise cette logique système pour établir des concepts d’inspection et de contrôle qui fonctionnent de manière fiable en pratique et sécurisent durablement la sécurité conforme CE ainsi que les exigences qualité.

Inconvénients et limites des outillages de transfert

Coûts d’investissement élevés et complexité

Outillages de transfert exigent des investissements initiaux élevés en construction d’outils, mécanique de transfert et périphérie de presse. La planification, le tryout et le démarrage série sont donc exigeants.

Exigences élevées pour la coordination outil-handling

Les pinces, profils de mouvement, références et points de dépose doivent correspondre exactement à l’outil, sinon apparaissent dérives qualité et risques d’arrêt.

Encombrement et infrastructure

Les lignes de transfert nécessitent de la place, une logistique matière, une lubrification et souvent des stations qualité supplémentaires. L’économie se détermine par une vision globale du temps de cycle, du rebut, des retouches et de la capacité de livraison.

Logique de coûts et rentabilité

Coûts uniques : fabrication d’outils, tryout, réception

Les coûts uniques comprennent la conception, la fabrication, le montage, le tryout, le démarrage série et la réception. Evomatec organise les réceptions de sorte que les contrôles et validations soient effectués avec un soin particulier et que la qualité ainsi que la sécurité conforme CE ne soient pas seulement atteintes techniquement, mais aussi documentées de manière traçable.

Coûts récurrents : maintenance, durée de vie, arrêts

Les coûts récurrents proviennent de l’usure, de la durée de vie des arêtes de coupe, de l’affûtage, des changements d’inserts, du nettoyage et de la maintenance de la mécanique de transfert. La maintenance station par station est un avantage lorsque les cycles sont clairement définis et appliqués avec constance.

Perspectives d’avenir pour les outillages de transfert

Digitalisation, capteurs et conduite de process basée sur les données

La capteurisation et l’analyse des données process deviendront plus importantes pour détecter les écarts précocement. Les processus de transfert bénéficient de la structure claire des stations, car les causes peuvent être localisées plus rapidement et les corrections mises en œuvre de manière plus ciblée.

Maintenance prédictive et gestion des durées de vie

La maintenance orientée état réduit les arrêts non planifiés. Indicateurs d’usure, seuils et modèles de durée de vie améliorent la planification et la capacité de livraison.

Modularité et capacité variante plus rapide

Des inserts modulaires et des interfaces standardisées aident à mettre en œuvre des variantes et facelifts de façon plus économique et à réduire les temps de changement.

Sécurité et traçabilité

La documentation et la sécurité conforme CE continueront de gagner en importance. Evomatec conçoit des processus d’inspection et de contrôle qui fonctionnent de manière fiable au quotidien et sont réalisés avec le plus grand soin.

Exemples pratiques et comparaison : outillages de transfert dans leur contexte

Outillage de transfert vs outil à suivre

Les outils à suivre sont souvent économiques pour des pièces petites à moyennes avec un guidage bande stable. Les outillages de transfert sont supérieurs lorsque les pièces sont grandes, profondément embouties, complexes ou critiques en handling et qu’un positionnement défini entre les étapes est nécessaire.

Outillage de transfert vs outillage tandem

Les outillages tandem offrent de la flexibilité, mais nécessitent davantage de handling externe et souvent plus de place. Les outillages de transfert regroupent les stations dans un process intégré et atteignent généralement une productivité plus élevée avec un guidage de pièce stable.

Comment Evomatec comprend les outillages de transfert comme un système

Evomatec considère les outillages de transfert comme un système global prêt pour la production, combinant outillage, handling, surveillance et assurance qualité. Grâce à l’expérience issue de nombreux projets clients, une grande importance est accordée au fait que les inspections soient réalisées avec un soin exceptionnel, afin que les exigences qualité et la sécurité conforme CE soient respectées de manière fiable sur le long terme.

FAQ

Que sont les outillages de transfert et à quoi servent-ils

Outillages de transfert sont des outillages d’emboutissage multi-stations dans lesquels la pièce est saisie, positionnée et déposée de manière ciblée entre les stations. Ils sont utilisés lorsque de grandes pièces de tôle exigeantes doivent être fabriquées de manière fiable en grande série sur plusieurs opérations d’emboutissage et de coupe, en particulier dans l’automobile pour des pièces de carrosserie et de structure.

Quand un outillage de transfert est-il préférable à un outil à suivre

Un outillage de transfert est généralement préférable lorsque la pièce est trop grande, trop profondément emboutie, trop sensible ou trop complexe géométriquement pour suivre de manière fiable sur une bande. Le transfert permet un handling maîtrisé, des étapes intermédiaires définies et une meilleure maîtrise du retour élastique, de la tenue dimensionnelle et de la précision des positions de trous.

Quels facteurs déterminent la sécurité de process avec des outillages de transfert

La sécurité de process résulte d’une logique d’emboutissage optimisée station par station, de concepts robustes de pinces et de références, de fenêtres de process stables, d’une lubrification adaptée ainsi que d’une surveillance, d’une maintenance et d’un contrôle qualité systématiques. Evomatec s’appuie sur des procédures de contrôle et de réception structurées afin que les vérifications soient réalisées avec le plus grand soin et que la qualité ainsi que la sécurité conforme CE soient garanties de manière fiable dans l’environnement de production.

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