La production industrielle à travers ses métiers, process et procédés spéciaux
Gaële PIRAT - DBJ, Electro
La production industrielle à travers ses métiers, process et procédés spéciaux Nous sommes dans une époque d’images et nous pourrions surement diagnostiquer l’état de santé d’un secteur économique à sa production visuelle. L’industrie manufacturière a beaucoup perdu de son aura au profit du secteur tertiaire. L’image du travailleur manuel s’est dépréciée autant à l’école que dans les médias. Nos productions cinématographiques et télévisuelles choisissent rarement un chaudronnier ou un technicien méthodes en mécano-soudure comme personnage principal. Parallèlement l’atelier s’est équipé de centres d’usinage à commandes numériques et met en œuvre des procédés de transformation extrêmement évolués. Les méthodes de production se sont assouplies et ne laissent plus beaucoup de place au hasard. Les métiers de la métallurgie peuvent se pratiquer sinon en costume du moins en tenue de ville et demandent des formations très pointues. L’ouvrier est de plus en plus qualifié. Ici ou ailleurs, derrière chaque produit manufacturé, il y a un atelier de production, avec des femmes et des hommes qui possèdent un métier et un savoir-faire à découvrir. « Tant de mains pour transformer le monde et si peu de regards pour le contempler » disait Julien Gracq. Nous voulons, avec ce grand concours photo, changer le regard sur l’industrie, reconquérir les places perdues, redonner le goût de l’atelier. En relançant l’imagerie de la production industrielle à travers ses métiers, process et procédés spéciaux, nous souhaitons susciter l’envie de regarnir les photothèques d’images industrielles actuelles. Arnaud Martin Président de Clip Industrie
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Didier BLANC - USITECH
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Sommaire
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Alésage -------------------------------
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Brasage Brochage Chaudronnerie ------------------- 9 Cisaillage Contrôle - D’étanchéité - Neutronographie ------------ 15 - Non destructif - Par émission acoustique - Par ressuage - Par ultrasons ------------------- 19 - Rayons X - Courants de Foucault ------ 20 - Thermique - Visuel - Magnétoscopie Décolletage ------------------------ 23 Découpage au jet d'eau Découpage laser ---------------- 25 Découpage plasma Électroérosion ------------------- 29 Emboutissage Encochage Fonderie ----------------------------- 31 Fraisage Frittage ------------------------------ 33 Gammagraphie Grattage Grenaillage Grignotage ------------------------- 37 Grugeage Limage Meulage Mortaisage Oxycoupage ...
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ACM - échangeur
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pages Perçage -------------------------------- 41 Pierrage Planage Poinçonnage Polissage ------------------------------- 43 Procédé MIM Rabotage Rasage ----------------------------------- 44 Rectification Repoussage -------------------------- 47 Rodage Sablage Soudage Superfinition ------------------------- 55 Taraudage Tournage Traitement de surface ---------- 57 - Cadmiage - Chromage - Cuivrage - Décapage - Dépôt chimique ---------------- 59 - Dépôt physique - Electropolissage --------------- 60 - Galvanisation à chaud - Galvanoplastie - Microbillage - Nickelage électrolytique - Nitruration - Projection thermique ------ 62 Traitement thermique Zingage Tronçonnage Usinage Thomas BOUILLOT - SATIL
------------------------------ 63
- usinage électrochimique - usinage électrolytique - usinage par ultrasons
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Alésage L’alésage est l'opération qui consiste à usiner avec soin la surface intérieure d’un cylindre ou toute autre pièce creuse. En mécanique, l’alésage est l’opération d’usinage consistant à retoucher l’intérieur d’un cylindre, généralement ébauché au préalable, au moyen d’outils variés : foret, alésoir, ou d'autres outils spéciaux montés sur une barre d’alésage ou une tête à aléser. Plus généralement, c'est la régularisation très précise de l'intérieur d'un tube, d'un trou. L’opération d'alésage, vise le plus souvent deux objectifs : - calibrer la précision dimensionnelle, en se conformant à des normes industrielles de qualité, telles que celles définies par l'AFNOR ; - améliorer la finition de l'état de surface. Ces objectifs ne peuvent être atteints qu’en optimisant les conditions de coupe : vitesse de rotation, avance, lubrification, type de matière. Pour obtenir les qualités citées, les alésoirs droits et hélicoïdaux doivent être montés « flottants » dans des mandrins de ce type et ne peuvent en aucun cas corriger les écarts axiaux. L’alésage peut se pratiquer manuellement, mais il est généralement réalisé à l'aide de machines-outils : tour, fraiseuse, ou, pour les grosses pièces, sur une aléseuse.
Brasage Le brasage des métaux est un procédé d'assemblage permanent qui établit une continuité métallique entre pièces réunies. Le mécanisme du brasage est la diffusion/migration atomique de part et d'autre des bords à assembler (substrat) obtenue par action calorique et/ou mécanique. Contrairement au soudage, il n'y a pas fusion des bords assemblés. Selon les cas il peut y avoir ou non utilisation d'un métal d'apport. Le brasage est très largement utilisé comme technique d'assemblage dans les industries de pointe telles l'espace, l'aviation, l'automobile ainsi que la conception des petites pièces creuses aux profils compliqués et en métal noble (micromécanique de précision, prothèses, capteurs, etc). Concernant les techniques de brasage mettant en œuvre la chaleur, on distingue : - le brasage tendre qui met en œuvre des températures inférieures à 450 °C ; le terme technique anglais correspondant est soldering ; - le brasage dur (brazing), incluant le soudo-brasage (braze welding), qui met en œuvre des températures supérieures à 450 °C. Par exemple, les brasures eutectiques argent-cuivre peuvent avoir des températures de fusion comprises entre 600 °C et 900 °C, les brasures de cuivre les moins coûteuses ont une température de fusion comprise entre 700°C et 1180°C.
Brochage Le brochage est un procédé d’usinage fondé sur l'utilisation d’un outil broche monté sur une brocheuse. Destiné à ses débuts pour la retouche des alésages, le brochage est devenu une véritable opération d’usinage, destiné à la moyenne et grosse industrie, pour l’exécution de formes complexes internes, externes et de surfaçage. Ces opérations, de par leur précision, tendent à remplacer le fraisage et le mortaisage et, malgré le coût élevé d’un tel outil, l’amortissement est vite réalisé en fabrication grande-série. Une broche est typiquement utilisée pour agrandir un trou circulaire à une forme non circulaire plus grande comme un carré ou autre forme désirée (forme d'étoile ou de double D par exemple). Une broche peut également servir à réaliser une forme courbe spline ou une rainure de clavette sur des objets comme des arbres d'entraînement, des poulies, des mâchoires de direction etc...
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Gaële PIRAT - DBJ, Fraisage
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Thomas BOUILLOT - SATIL, meulage 1er prix du grand concours Clip Industrie
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Chaudronnerie La chaudronnerie est une branche industrielle qui couvre l'ensemble des activités de mise en œuvre des métaux en feuilles, des tubes et des profilés pour réaliser les équipements destinés aux secteurs des industries de l'alimentaire, de la chimie, de l'énergie (pétrole, gaz, nucléaire), de l'aéronautique et de l'espace, de la charpente (bâtiments, ouvrages d'art, ponts, structures métalliques terrestres et marines), de la manutention des gaz et des liquides (canalisations terrestres et marines) et de leurs stockages (cuves et réservoirs de stockages aériens, semi enterrés ou enterrés), de la navale, de l'automobile, de la menuiserie et du mobilier métalliques. C'est une branche généraliste de l’industrie à l'origine de nombreux autres métiers plus spécialisés comme, par exemple, les métiers de tuyauteur, charpentier ou menuisier.
Cisaillage Le cisaillage est une technique d'usinage ou de découpage de pièces métalliques, tôles en particulier. La tôle est cisaillée entre deux lames : l'une fixe, et l'autre mobile, sans formation de copeaux.
Le Contrôle - Contrôle d’étanchéité Le contrôle d’étanchéité LT : Les méthodes de contrôle d'étanchéité font appel à des gaz traceurs, couplés à des instruments très sensibles à des concentrations minimes de ces gaz traceurs. Les plus courants sont l'hélium, l'hydrogène (azote hydrogéné), l'utilisation du gaz SF6 est lui maintenant interdit par la réglementation. Actuellement, cette méthode n'est encore pas codifiée par le COFREND, mais elle l'est dans de nombreux autres pays1 les USA par exemple. Le contrôle d’étanchéité : la méthode ITM TODA-15® associe une mise en dépression des éléments à contrôler (réservoirs + accessoires et canalisations associées) à une détection acoustique des «bruits de fuites» dans les zones non étanches. La dépression est l'élément physique qui provoque l'émission de turbulences dans les zones non étanches. Les «bruits» de fuite (turbulences) sont détectés grâce au positionnement de capteurs dans l'installation contrôlée (canalisations, réservoirs associés et accessoires). Les capteurs ATEX sont raccordés à une interface électronique (TODA Unit) qui permet, en combinaison avec un logiciel spécifique, le traitement des signaux acoustiques et la gestion du contrôle d'étanchéité. La méthode de contrôle ITM TODA-15® est principalement utilisée dans les installations de stockage travaillant sous pression atmosphérique.
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Hervé VASLIN SMP, usinage rapide
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NICOLAS BARBIER - CITA Production, meulage Clip Industrie 2012
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Vincent PEREGO - LANCELIN SA, précision Clip Industrie 2012
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Vincent PEREGO - LANCELIN SA, soudage d'une bague Clip Industrie 2012
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Société ART, rectification
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Le Contrôle (suite) - Neutronographie La neutronographie : Le principe de la neutrographie est similaire à celui de la radiographie X et lui est complémentaire. Elle peut être effectuée grâce à un faisceau neutronique issu d’un réacteur, d'un accélérateur d'ions ou d’une source de 252 Cf. (émetteur de neutrons). Elle est notamment utilisée pour le contrôle de matériaux hydrogénés situés à l'intérieur d'enceintes métalliques. Le principe des jauges est basé sur la loi de l’atténuation des rayonnements (loi de Beer-Lambert). On distingue : - jauges de niveau : elles indiquent la présence ou l’absence de matériau sur le trajet horizontal du faisceau (source et détecteur placé de part et d’autre du matériau). Les sources utilisées sont des émetteurs bêta ou gamma selon l’épaisseur et la densité du matériau à mesurer. Elles sont utilisées pour le contrôle des réservoirs de liquides, des silos (sable, grains, ciment, etc.) ; - jauges d’épaisseur : si le matériau est de densité constante, l’intensité du signal reçu par le détecteur sera fonction de l’épaisseur de celui-ci. Elles sont utilisées pour la mesure en continu de produits en feuilles : papiers, tissus, caoutchouc, etc. - Contrôle Non Destructif Le Contrôle Non Destructif (C.N.D.) est un ensemble de méthodes qui permettent de caractériser l'état d'intégrité de structures ou de matériaux, sans les dégrader, soit au cours de la production, soit en cours d'utilisation, soit dans le cadre de maintenances. On parle aussi d'« Essais Non Destructifs » (END) ou d'« Examens Non Destructifs » - Contrôle par émission acoustique Le contrôle par émission acoustique consiste à recueillir l'émission d'une pièce ou structure soumise à sollicitation, par exemple lors d'une épreuve hydraulique ou pneumatique. La propagation des ondes ultrasonores élastiques dans le matériau, détectée par un maillage de capteurs, peut conduire à une localisation des sources d'endommagement du matériau en temps réel (fissuration...) et à une évaluation de leur sévérité. C'est une méthode globale (tout l'appareil est contrôlé en même temps) et dynamique (les défauts non évolutifs ne sont pas détectés). - Contrôle par ressuage Le contrôle par ressuage : c'est une méthode destinée à révéler la présence de discontinuités ouvertes en surface de pièces métalliques, essentiellement, mais aussi en céramique. Elle consiste à badigeonner (par immersion ou par pulvérisation électrostatique, parfois mais rarement, au pinceau) la cible avec un liquide fluorescent ou coloré en rouge, qui pénètre dans les discontinuités. Après nettoyage de la cible, un révélateur est appliqué et, en faisant « ressuer » le liquide resté dans les fissures, va les révéler. Cette méthode semble très simple à mettre en œuvre et elle est sensible aux discontinuités ouvertes. On peut mettre en évidence des discontinuités de 1 μm d'ouverture, 100 fois plus fines qu'un cheveu. Par contre, elle n'est pas automatisable et les résultats restent à l'appréciation de l'opérateur. De plus, elle nécessite l'utilisation de produits non récupérables, voire contaminés après utilisation (ex. : centrale nucléaire : on essaie de réduire le volume des déchets), mais cette méthode est irremplaçable pour la mise en évidence de discontinuités débouchantes, quel que soit leur emplacement, quelle que soit leur orientation.
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Johanna PHAN SMAC,
patchs de Smacsonic
Johanna PHAN, Laboratoire SMAC
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Danièle BOUCHOT BOUCHOT Mécanique, rectification rouleau essoreur
Danièle BOUCHOT BOUCHOT Mécanique, usinage roue
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Baptiste BROUILLON - MANUPLAST, le flou avant la netteté... Clip Industrie 2012
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Le Contrôle (suite) -
Contrôle par ultrasons
Le contrôle par ultrasons est basé sur la transmission, la réflexion et l'absorption d'une onde ultrasonore se propageant dans la pièce à contrôler. Le train d'onde émis se réfléchit dans le fond de la pièce et sur les défauts puis revient vers le transducteur (qui joue souvent le rôle d'émetteur et de récepteur). L'interprétation des signaux permet de positionner le défaut. Cette méthode présente une résolution spatiale élevée et la possibilité de trouver des défauts en profondeur. L'étape d'inversion est simple, du moins pour les pièces géométriquement et matériellement simples. Par contre, c'est une méthode lente car il faut faire un balayage mécanique exhaustif de la pièce. Il est d'ailleurs souvent nécessaire de contrôler plusieurs surfaces de la pièce pour pouvoir faire une représentation tridimensionnelle des défauts. -
Rayons X
Les rayons X en contrôle non destructif sont principalement utilisés pour réaliser des radiographies X. L'avantage de cette technique est de fournir des informations directement exploitables sur l'intérieur des objets ou des matériaux. L'étape d'inversion peut être assez réduite et la résolution spatiale suffisamment bonne. Toutefois, l'interprétation des images demande un fort niveau d'expertise de la part de l'opérateur et demande des conditions de sécurité pour l'opérateur et l'environnement. Dans l'industrie lourde, le contrôle à l'aide des rayons X est utilisé notamment pour les soudures dans les centrales nucléaires et les chantiers navals et pétroliers, la corrosion des tuyaux, la structure des matériaux composites ou les fissures dans les pièces mécaniques complexes.
Anthony CHESNEL - MACQUART-Cie, découpe laser - Frederic VIVES - SOMEGA, taillage, poulie
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Le Contrôle (suite) - Courants de Foucault Les courants de Foucault sont des courants qui apparaissent dans un matériau conducteur lorsque l'on fait varier le flux magnétique à proximité. Ils sont une conséquence de la loi de Lenz-Faraday. Dans le cadre des END, c'est l'induction magnétique B que l'on fait varier grâce à l'injection dans une bobine d'un courant alternatif selon différentes fréquences. Cette bobine joue le rôle d'émetteur et parfois récepteur, la variation de flux dans le matériau crée des courants induits : les courants de Foucault (CF). En présence d'un défaut, leur circulation est perturbée par les variations de conductivité électrique dues à la géométrie du défaut. Cette perturbation entraine une variation du champ magnétique créé par les courants de Foucault que l'on peut détecter grâce à la bobine. La technique consiste à utiliser une sonde munie d'une bobine et de mesurer aux bornes d'un pont une différence de tension engendrée par la variation d'impédance de la bobine excitatrice/réceptrice. - Contrôle thermique Les méthodes de contrôle thermique consistent à exciter un matériau ou une structure par un apport d'énergie (mécanique, photonique, chauffage par induction, air chaud...). La diffusion de la chaleur dans le matériau et l'impact qu'elle a sur la distribution de température de surface renseignent sur les propriétés thermo physiques des matériaux et sur d'éventuels défauts. Les principaux avantages de l'ensemble de ces méthodes résident dans la possibilité d'effectuer un contrôle sans contact et automatisable. Les inconvénients sont liés à la lenteur du contrôle, au coût de l'investissement et à la difficulté de mise en œuvre des étapes d'inversion pour établir le diagnostic. - Contrôle visuel Le contrôle visuel est une technique essentielle lors du contrôle non destructif. L'état extérieur d'une pièce peut donner des informations essentielles sur l'état de celle-ci : des défauts évidents (comme des pliures, des cassures, de l'usure, de la corrosion, fissures ouvertes...) des défauts cachés sous-jacents présentant une irrégularité sur la surface extérieure peut être une indication de défaut plus grave à l'intérieur. choisir la technique la plus adaptée en CND pour des examens approfondis déterminer des limitations des autres techniques CND choisies (accès, état de surface, etc.). Les tests d'étanchéité, les tests pneumatiques et les épreuves hydrauliques comportent aussi un examen visuel pour mettre en évidence des fuites éventuelles. - Magnétoscopie La magnétoscopie est une technique de contrôle non destructif qui consiste à créer un flux magnétique intense à l’intérieur d’un matériau ferromagnétique. Lors de la présence d’un défaut sur son chemin, le flux magnétique est dévié et crée une fuite qui, en attirant les particules (colorées ou fluorescentes) d’un produit révélateur, fournit une signature particulière caractéristique du défaut.
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Bernard DE SAINT PERN - BRONZAVIA Industrie, le repoussage Bernard DE SAINT PERN - BRONZAVIA Industrie, le Ressuage I Audrey DELAGNES - CRM, la magnétoscopie Clip Industrie 2012
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Thomas BOUILLOT- SATIL, monovalence
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Décolletage Le décolletage désigne un domaine de la fabrication où des pièces de révolution (vis, boulon, axe, etc.) sont usinées par enlèvement de matière à partir de barres de métal, à l'aide d'un outil coupant (en général un outil couteau). Les pièces sont usinées en petites, moyennes ou grandes séries sur des tours automatiques conventionnels (à came) ou à commande numérique. Elles sont usinées les unes à la suite des autres dans la barre, le but étant d'atteindre une productivité et une précision élevées. On cherche aussi, en général, à produire le moins de copeaux possible. Généralement, les pièces ainsi usinées subissent des opérations ultérieures (mécaniques, thermiques ou chimiques) avant d'être utilisées dans la réalisation de sous-ensembles. Les pièces produites par cette technique sont généralement de petites dimensions (diamètre 0,1 mm à 60 mm) et de précision élevée (du millième au centième de millimètre).
Le découpage - Découpage au jet d'eau Le découpage au jet d'eau est un procédé de fabrication qui utilise un jet d'eau pour découper la matière (exemples : mousse, cuir, matériaux métalliques, matériaux composites etc.). L'eau, ou plus exactement le fluide, peut contenir des additifs, notamment pour faciliter la coupe du matériau. La découpe au jet d’eau additionnée d'abrasif (type grenat), d'une granulométrie de 80 mesh dans le standard, permet la découpe de métaux, pierres, marbres, verre dans des épaisseurs allant jusqu'à 600 millimètres.
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Stéphane THOMAS - MECAL, la coulée par gravité
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Le découpage (suite) - Découpage laser Le découpage laser est un procédé de fabrication qui utilise un laser pour découper la matière (métal, bois) grâce à la grande quantité d'énergie concentrée sur une très faible surface. Le laser peut être pulsé (source de type YAG) ou continu (source CO2). Actuellement, les lasers à source CO2 sont largement majoritaires en France. Ils permettent en effet de découper beaucoup plus de matériaux et à une vitesse plus élevée que les lasers pulsés. La focalisation d'un rayon laser permet de chauffer jusqu'à vaporisation une zone réduite de matière. Les lasers utilisés couramment ont une puissance de 4000 watts mais les sources peuvent varier de quelques watts à plus de 7 kW. La puissance est adaptée en fonction du matériau et de l'épaisseur à découper. À titre de comparaison, un laser de classe II potentiellement dangereux a une puissance de moins de 1 mW. Ce procédé permet une découpe précise, nette et rapide de nombreux matériaux jusqu'à 25 mm. La découpe se fait sans effort sur la pièce et la zone affectée thermiquement (ZAT) est assez faible (de l'ordre de 0,5 mm sur les métaux) ce qui permet d'avoir des pièces très peu déformées. La réalisation de trou est facile mais leur diamètre doit être au moins égal à l'épaisseur de la tôle quand cette tôle est supérieure à 10 mm. Par exemple, maintenant dans du 8 acier, il est possible de faire un trou utilisable de 5 mm. Dans tous les cas, il est nécessaire d'utiliser un gaz additionnel dans la zone de découpage pour en améliorer l'efficacité (argon, azote, O2). Souvent, il est aussi possible de graver (texte, etc.) avec la même machine. La découpe s'effectue sur des plaques de matière ce qui donne généralement des objets plat une fois découpés. Certains matériaux, comme l'argent, ou le cuivre, sont toutefois plus difficiles à découper au laser à cause de leur fort pouvoir réfléchissant, dans ce cas, mieux vaut utiliser la découpe par jet d'eau haute pression.
- Découpage plasma Le découpage plasma s’apparente au soudage tig par l’aspect de la torche, le découpage plasma diffère par les mélanges gazeux utilisés. Le jet de plasma est généré par l'arc électrique qui s’établit entre une électrode intérieure à la torche de coupage et la pièce. Le mélange gazeux ionisé à la sortie de la tuyère forme le plasma. Le pouvoir calorifique du jet (environ 18 000 °C) provoque une fusion quasi instantanée qui se propage dans toute l’épaisseur de la pièce. Le découpage plasma est principalement utilisé par les entreprises du secteur de la métallurgie. Il permet la découpe de tôles en métal sur des épaisseurs de 0 à 70 mm avec une précision de plus ou moins 0,2 mm. Sur une machine de découpe plasma, la température extrêmement élevée fait fondre instantanément le métal tandis que le gaz sous pression chasse au fur et à mesure les gouttelettes de métal en fusion. L'usage de la torche de découpage au plasma doit se faire impérativement dans des locaux spécialement ventilés ou en plein air à cause de dégagement de gaz toxiques généré par les très hautes températures de travail. Certains systèmes de découpe au plasma comprennent un apport d'eau sous forme d'un jet calibré qui, jaillissant de la torche plasma, permet de refroidir le métal sitôt après sa découpe plasma, évitant également le dégagement de ces gaz toxiques.
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Cellule automatique de pliage robotisée - CHAUDIRA
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Mathieu LECOINTE - LESCAUT SAS, colonne
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Electro-érosion L'électro-érosion est un procédé d'usinage qui consiste à enlever de la matière dans une pièce en utilisant des décharges électriques. On parle aussi d'usinage par étincelage. Cette technique se caractérise par son aptitude à usiner tous les matériaux conducteurs de l'électricité (métaux, alliages, carbures, graphites, etc.) quelle que soit leur dureté. Il existe trois types d'usinage par électro-érosion : - L'électro-érosion par enfonçage dans laquelle une électrode de forme complémentaire à la forme à usiner s'enfonce dans la pièce ; - L'électro-érosion par fil, où un fil conducteur animé d'un mouvement plan et angulaire découpe une pièce suivant une surface réglée ; - Le perçage rapide utilise une électrode tubulaire pour percer les matériaux très durs. L'électro-érosion est particulièrement adaptée à la réalisation des empreintes des moules pour l'injection. L'électro-érosion est aussi utilisée pour obtenir un état de surface granité (dû à l'étincelage).
Emboutissage L’emboutissage est une technique de fabrication permettant d’obtenir, à partir d’une feuille de tôle plane et mince, un objet dont la forme n’est pas développable. L'ébauche en tôle est appelée « Becker », c'est la matière brute qui n’a pas encore été emboutie. La température de déformation se situe entre le tiers et la moitié de la température de fusion du matériau. L’emboutissage est un procédé de fabrication très utilisé dans l’industrie automobile, dans l’électroménager, etc. Le principe est fondé sur la déformation plastique du matériau (en général un métal), déformation consistant en un allongement ou un rétreint local de la tôle pour obtenir la forme. L’emboutissage se pratique à l’aide de presses à emboutir de forte puissance munies d’outillages spéciaux qui comportent, dans le principe, trois pièces : - une matrice, en creux, épouse la forme extérieure de la pièce - un poinçon, en relief, épouse sa forme intérieure en réservant l’épaisseur de la tôle - un serre-flan entoure le poinçon, s’applique contre le pourtour de la matrice et sert à coincer la tôle pendant l’application du poinçon. - des joncs sont parfois utilisés pour freiner le glissement de la tôle (retenue de l'acier)
Encochage L’encochage est une opération de découpage par cisaillage effectué sur une machine comportant deux lames formant un angle réglable. Sur le même principe que pour le grugeage (3 lames), l’encochage ne découpe que sur deux faces avec deux lames réglables ou non. Deux lames mobiles supérieurs à angle réglable sont fixées sur un montant « guillotine » et viennent coulisser sur les lames inférieures (réglables) fixées sur le bâti de la machine.
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Fonderie La fonderie est l'un des procédés de formage des métaux qui consiste à couler un métal ou un alliage liquide dans un moule pour reproduire, après refroidissement, une pièce donnée (forme intérieure et extérieure) en limitant autant que possible les travaux ultérieurs de finition. Les techniques employées dépendent de l’alliage fondu, des dimensions, des caractéristiques et des quantités de pièces à produire. C’est une industrie de sous-traitance très dépendante des secteurs acquéreurs : automobile, sidérurgie, matériel de manutention, équipement industriel, matériel électrique, aéronautique, etc.
Fraisage Le fraisage désigne un procédé d'usinage par enlèvement de matière. Il se caractérise par le recours à une machine-outil: la fraiseuse. L'outil classiquement utilisé est la fraise. En fraisage, l'enlèvement de matière - sous forme de copeaux - résulte de la combinaison de deux mouvements : rotation de l'outil de coupe d'une part, et avance de la pièce à usiner d'autre part. La fraiseuse est particulièrement adaptée à l'usinage de pièces prismatiques et permet également, si la machine est équipée de Commande Numérique, de réaliser tout type de formes mêmes complexes. Les fraiseuses actuelles sont fréquemment automatisées (fraiseuses à commande numérique et centres d'usinage). La programmation de commande numérique de ces machines nécessite le recours à des interfaces logicielles, pour une part embarquées sur la machine elle-même, et pour une autre part, extérieure à la machine (PC + progiciels fab 2D et 3D).
Hervé VASLIN - SMP (Segré Mécanique de Précision), volent les copeaux
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Antoine THIBAUT - MESURE, usinage 5 axes outillage conformage, longueur 6 mètres Clip Industrie 2012
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Gaële PIRAT - DBJ, tournage
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ACM, soudure sur pièce
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Frittage Le frittage est un procédé de fabrication de pièces consistant à chauffer une poudre sans la mener jusqu’à la fusion. Sous l'effet de la chaleur, les grains se soudent entre eux, ce qui forme la cohésion de la pièce. En métallurgie des poudres, le frittage est un procédé qui permet de réaliser des pièces mécaniques ou d'autres objets à partir de poudres plus ou moins fines. Dans un premier temps, ces poudres sont agglomérées par divers procédés pour constituer une préforme, laquelle est ensuite chauffée pour acquérir une certaine cohésion. Le frittage peut être réalisé avec ou sans liant, sur des matériaux très divers.
Gammagraphie Cette technique de radiographie industrielle utilise une source de rayonnements gamma. Elle consiste à placer la pièce à radiographier entre la source de rayonnements et un film photographique contenu dans une cassette souple ou rigide. Après un temps d’exposition dépendant de la nature et de l’épaisseur du matériau radiographié, le film est développé et révèle les défauts existant éventuellement à l’intérieur de la pièce. Les domaines d’utilisation sont nombreux (chaudronnerie, fonderie, industrie du pétrole, construction navale et aéronautique).
Grattage Le grattage est une technique d’usinage de superfinition qui permet d’ajuster avec une très grande précision des pièces mécaniques entre elles.
Grenaillage Le grenaillage est une technique consistant à projeter, à l'aide d'une grenailleuse, des microbilles sur la surface d’un objet pour en modifier la structure superficielle. Les buts désirés sont : - le traitement des surfaces pour en améliorer l’aspect, technique similaire au sablage - la précontrainte ou shot peening, pour améliorer les qualités techniques des surfaces. Le principe est la projection à grande vitesse et en continu, jusqu’à 100 m/s, de petites billes d'acier, de verre ou de céramique, sur la surface des pièces à traiter. Sous cette action de martelage ou de matage ou d’écrouissage, la surface dépasse sa limite d’élasticité et subit une déformation plastique sur une couche très mince (de quelques centièmes à quelques dixièmes de millimètre).
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Baptiste BROUILLON - MANUPLAST, l'oeil de la machine
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Grignotage Le grignotage est un poinçonnage successif de matière par chevauchement de perforations (comparable à du mortaisage avec un outil qui n’aurait qu’une seule dent). Très utilisé dans l’industrie de la chaudronnerie pour le découpage des tôles, de la carrosserie pour le découpage rapide de partie métallique (tôle fine) sans déformation ni échauffement.
Grugeage Le grugeage est une opération de découpage basée sur le même principe que le poinçonnage et appliqué pour créer des entailles de formes diverses sur des profilés. les entailles sont créées avec des outils de formes ce qui amène à avoir un outil spécifique pour chaque cas, ce qui conduit parfois à préférer la technique du cisaillage ou du grignotage (usinage)
Limage Le limage est l’usinage d’une pièce à l’aide d’une lime. Ce travail, généralement manuel peut être aussi mécanique, exécuté par un ajusteur, un serrurier ou toutes autres personnes professionnelles ou non.
Meulage Le meulage, consiste à enlever une partie de la matière de pièces métalliques ou autres au moyen d'outils constitués de particules coupantes agglomérées par un liant : chaque particule enlève un petit copeau quand l'une de ses arêtes se présente favorablement sur la pièce, généralement à grande vitesse ; le copeau est de très petite section, de l’ordre de 0,001 mm² ; il n’est pas tranché mais gratté.
Mortaisage Le mortaisage est l’opération qui consiste à réaliser la mortaise logement de la clavette dans un alésage en métallurgie. Cet usinage doit être précis pour éviter tout jeu excessif entre les deux pièces assemblées, ce qui affaiblirait la résistance de l’ensemble.
Oxycoupage L'oxycoupage est un procédé de coupage des métaux par oxydation localisée mais continue, à l'aide d'un jet d'oxygène pur. Il est nécessaire, pour cela, de porter à une température d'environ 1 300 °C, dite température d'amorçage (ou d'ignition), le point de la pièce où l'on va commencer la coupe, qui peut être manuelle ou automatisée selon un gabarit de coupage. Ce procédé nécessite : - Une flamme de chauffe (oxy-gaz) pour l'amorçage et l'entretien de la coupe, où plusieurs types de gaz, tel que l'acétylène, peuvent être utilisés ; - Un jet de coupe central d'oxygène pur, venant en milieu de buse, qui permet la combustion dans la saignée et sur toute l'épaisseur à couper. Ce jet de coupe a aussi un rôle mécanique d'élimination des oxydes formés (scories). L'efficacité de la coupe sera améliorée par un très haut degré de pureté de l'oxygène.
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Vincent PEREGO - LANCELIN SA, usinage 2e prix du grand concours Clip Industrie Clip Industrie 2012
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Vincent PEREGO - LANCELIN SA, sertissage Clip Industrie 2012
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Société ART Procédé HVOF
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Perçage Le perçage est un usinage consistant à faire un trou dans une pièce. Ce trou peut traverser la pièce de part en part ou bien ne pas déboucher. On parle alors de trou borgne. Ce trou peut être effectué par un foret sur une perceuse, une mèche sur un vilebrequin, la découpe entre un poinçon et une matrice, laser, électro-érosion, ultrasons,etc. Ce trou peut servir à faire passer une pièce (un arbre, un tube), un fluide, ou peut encore être taraudé pour recevoir une vis. Il y a différentes formes de perçage : cylindrique, fraisurée, lamée, tronconique, étagée. L'opération de perçage par usinage (avec un foret) est une des plus utilisées dans la fabrication de pièces mécaniques. Environ 25 % des usinages sont des perçages dans la mécanique générale. On parle de micro-perçage pour des diamètres inférieurs à 5 mm, alors que les trous d'un diamètre supérieur à 20 mm sont du domaine du macro-usinage. Le perçage doit être considéré comme une opération d'ébauche, et donc nécessite une opération d'alésage pour obtenir une cote diamétrale exacte. Néanmoins, des avancées majeures dans la conception des forets ont permis l'obtention directe de trous avec une tolérance IT9, soit une qualité suffisante dans une grande majorité des applications. Le perçage est également découpé en deux catégories en fonction de la profondeur du trou, et plus particulièrement du rapport diamètre sur longueur. On admet en général qu'au-delà de 10 fois le diamètre on se trouve en perçage profond, et qu'au-delà de 20 fois, c'est le domaine du forage.
Pierrage Le pierrage est l’opération qui consiste à parfaire l’usinage d’une pièce de métal par polissage à l’aide de pierres abrasives. C’est une des techniques utilisées pour assurer le rodage ou la superfinition d’une surface usinée.
Planage Le planage est une opération qui a pour but de façonner un objet selon une forme bien définie ou de redonner sa forme initiale à un objet déformé par usure, accident ou toutes autres causes naturelles ou mécaniques. Dans le domaine carrosserie automobile (réparation), le planage consiste à retirer toutes les petites déformations en frappant directement et rapidement avec un tas et une batte sur l'ensemble de la zone déformée. Dans le domaine de la mécanique automobile ou autre, le planage est réalisé pour obtenir une parfaite étanchéité entre deux surfaces sans la présence de joint ; Par exemple, le planage du plan de joint entre la culasse et le bloc-cylindres.
Poinçonnage Le poinçonnage consiste à enlever de la matière. La forme poinçonnée peut être quelconque en fonction des besoins et du couple poinçon-matrice. La partie enlevée, appelée débouchure peut être soit du rebut comme dans le cas de fabrication de tôle perforée, soit la pièce utile (ou pièce brute appelée flan) qui servira à la fabrication d’un objet par emboutissage ou par tout autre usinage. Sur les machines modernes de production, le poinçonnage est couplé avec la phase de grignotage pour le découpage rapide et sans déformation, de formes complexes dans des tôles minces.
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Polissage Le polissage est une composante du parachèvement (ou finition) des pièces en tout matériau (métalliques, plastiques, bois...) visant à obtenir un bel aspect, un fini ou un état de surface de haute qualité. Cette qualité de surface est caractérisée par la rugosité, la brillance, l'éclat... Le polissage peut être manuel ou robotisé.
Procédé MIM Le procédé MIM (Metal Injection Molding) est issu du moulage par injection des plastiques adapté à la technologie des poudres. Le métal est mélangé avec un liant, puis injecté ; la pièce est ensuite « déliantée » dans un four sous atmosphère contrôlée, puis frittée. Le frittage atteint 2247 °F (1216 °C) en moyenne. Cette technique a l'avantage de pouvoir créer des formes complexes avec un excellent état de surface et des tolérances fines. Plus rentables pour des formes complexes, le MIM permet la réalisation en moyennes et grandes séries de petites pièces pour un vaste marché : médical, horlogerie, lunetterie, outillage, électroménager, connectique, automobile, etc. Grâce à cette technique et à la technologie de poudres il devient possible de créer des alliages extrêmement homogènes, qui ont une très bonne résistance à la corrosion, entre autres qualités. Rabotage Le rabotage est une opération d'usinage consistant à l'enlèvement de matière sur la totalité de la surface d'une pièce par l'action régulière et progressive d'un outil. Il peut servir à augmenter la rectitude de la surface ou à diminuer l'épaisseur de la pièce.
Florian GALLOT - Tonnellerie DAMY, chauffe 3e prix du grand concours Clip Industrie
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Rasage Le rasage est une opération d’usinage de finition par taillage réalisée avant traitement thermique sur des engrenages préalablement ébauchés. Cette technique née aux USA porte aussi le nom de shaving (rasage en anglais) et s’applique aux roues droites et hélicoïdales. L’outil shaving est un engrenage à denture droite ou hélicoïdale dont les dents comportent des rainures parallèles au profil taillées sur toute la hauteur. Pour usiner un engrenage droit, la denture de l’outil doit être hélicoïdale constituant ainsi un engrainement hélicoïdal dont les axes de rotation ne sont pas parallèles et forment un angle de 15 à 20°. L’outil de rasage entraîne en rotation la roue à raser par simple contact entre les dents. La pression, le glissement de l’outil dont les rainures jouent le rôle d’un grattoir se déplaçant obliquement par rapport à la dent à tailler, produisant un copeau très mince. Rectification La rectification s'effectue sur une machine-outil conçue à cet effet : la rectifieuse. Il s'agit de rectifier donc d'approcher une surface d'une forme parfaite (en général : plan, cylindre de révolution ou cône). La rectification est souvent utilisée dans le but de préparer des surfaces frottantes, par exemple la portée d'un arbre qui tournera dans un palier lisse ou dans un joint d'étanchéité. Elle peut également être utilisée pour donner un profil particulier à la pièce lorsque la meule a été au préalable usinée au profil complémentaire. La rectification plane consiste en un meulage horizontal de la pièce de façon à éliminer à plusieurs reprises des couches de matériau allant de 20 à 40 micromètres (0,0005 à 0,001 pouce). Ici, la pièce effectue un mouvement de va et vient longitudinal (qui peut être combiné à un balayage transversal pour rectifier une largeur supérieure à la largeur de la meule). De même, la rectification double face consiste à rectifier les deux faces de la pièce en même temps. Dans le cas de la rectification cylindrique, la pièce tourne sur elle-même en effectuant sa course parallèlement à l'axe de la meule. Aujourd’hui avec l’apparition des nouveaux procédés d’usinage à grande vitesse, on voit également apparaître un nouveau procédé appelé rectification grande vitesse. Contrairement à l'usinage traditionnel (enlèvement de copeaux par outils coupant), la rectification permet des usinages de précision dimensionnelle élevée grâce au principe de l'usinage par abrasion.
Danièle BOUCHOT - BOUCHOT Mécanique, usinage corps Ø 840 X 347
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CHAUDIRA, découpe laser Thomas BOUST - CTA-MGA, avant soudure après soudure Clip Industrie 2012
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Antoine THIBAUT - MESURE, usinage 5 axes outillage, longueur 6 mètres Clip Industrie 2012
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Repoussage Le repoussage au tour est un procédé de déformation plastique d’une feuille de métal de forme circulaire appelée flan.
Rodage Le rodage est une opération de finition qui permet d'obtenir une surface de rugosité Ra=0,1 μm. C'est un procédé par abrasion.
Sablage Le sablage est une technique industrielle de nettoyage des surfaces en utilisant un abrasif projeté à grande vitesse à l'aide d'air comprimé au travers d'une buse sur le matériau à décaper. Cyril OFFREDI - VERRE Industrie, usinage du verre
Le Soudage - Soudage à la flamme : L'énergie thermique, générée par l’oxycombustion d'un mélange gazeux combustible / comburant, focalisée à la sortie de la buse du chalumeau, est utilisée pour faire fondre les bords à souder. Lorsqu'un métal d'apport est nécessaire, celui-ci se présente sous la forme d'une baguette métallique du diamètre approprié tenue à la main et apportée de proche en proche dans le bain de fusion. - Soudage à l'arc électrique avec électrodes enrobées : La température de soudage est générée par l'arc électrique entre deux électrodes que constituent la pièce à souder et la baguette de métal d'apport où le métal fondu est protégé par un laitier. - Le soudage à l'arc sous flux consiste à effectuer un joint de soudure sur de l'acier à l'aide d'un arc électrique qui est submergé de flux en poudre. Ce procédé de soudage est effectué à l'aide d'un robot, ce qui lui apporte une grande régularité. Deux robots de ce type positionnés l'un en face de l'autre (joint en « T ») peuvent effectuer une soudure pleine pénétration d'un acier de forte épaisseur sur de longues distances (plusieurs mètres). Ce procédé est surtout utilisé pour la fabrication de pièces en série. - Le Soudage aluminothermique est utilisé pour la réparation de pièces massives telles que les rails de chemin de fer, c'est une méthode de soudage chimique : le joint à réaliser est emprisonné dans une forme, que l'on remplit d'un mélange pulvérulent à base d'aluminium et d'oxyde de fer. Les pièces à souder sont chauffées au rouge et le mélange est ensuite enflammé ; la réduction de l'oxyde de fer par l'aluminium provoque la fusion et l'alumine produite est expulsée vers le haut par décantation.
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Jean-François TRONCY - TRONCY SAS, Daniel
Thomas BOUILLOT - SATIL, concentration
Benoit TREMELOT - SOCOM Industrie, soudeur Clip Industrie 2012
CHAUDIRA, soudeur 48
Le Soudage (suite) - Le soudage électrique par résistance est réalisé par la combinaison d'une forte intensité électrique et d'une pression ponctuelle. Ce procédé ne nécessite pas d'apport extérieur. L'intensité électrique chauffe la matière jusqu'à la fusion. La pression maintient le contact entre l'électrode et l'assemblage. Pour souder, une pince plaque l'assemblage avec des embouts, ou des électrodes en cuivre, matière bonne conductrice de l'électricité et de la chaleur, ce qui permet de moins chauffer la zone de contact avec cette pince et d'en éviter la fusion, qui se trouve limitée à la zone de contact entre les deux feuilles à souder. Cette technique est donc dépendante de la résistivité (résistance électrique) des matières, de l'épaisseur totale de l'assemblage et du diamètre des électrodes. Ce procédé est majoritairement utilisé dans l'assemblage de tôle d'acier de faible épaisseur (< 6 mm). Cette technique bénéficie d'un savoir-faire très important et d'une productivité incomparable (dans le domaine d'application). Pour exemple, une caisse automobile est assemblée à plus de 80 % par des points soudés. - Le soudage electrogaz est un développement du soudage sous laitier électro-conducteur auquel il ressemble quant à sa conception et son utilisation. Au lieu de fondre dans un laitier, l'électrode fond dans un arc entouré d’un gaz de protection, comme en soudage MIG / MAG. Cette méthode est utilisée pour des tôles de 12 à 100 mm ; un balayage est utilisé pour des épaisseurs supérieures. Le joint est normalement préparé en « I », avec un espace. On utilise aussi des préparations en « V ». En réalisation de joints verticaux, sur de gros réservoirs par exemple, des économies importantes sont faisables, comparativement au soudage MIG / MAG - Principe du soudage laser : un système optique concentre l'énergie du faisceau laser, (105 W/cm² à 106 W/cm²) et génère un capillaire rempli de vapeurs métalliques dont les parois sont tapissées de métal liquide en fusion. Le bain de fusion ainsi créé est déplacé et le métal liquide se resolidifie après le passage du faisceau assurant la continuité métallurgique entre les pièces. - Le soudage MIG-MAG est un procédé de soudage semi- automatique. La fusion des métaux est obtenue par l’énergie calorifique dégagée par un arc électrique qui éclate dans une atmosphère de protection entre un fil électrode fusible et les pièces à assembler. Les acronymes MIG et MAG signifient respectivement Metal inert gas et Metal active gas. La différence entre les deux procédés tient à la composition du gaz. Le procédé MIG utilise un gaz neutre qui ne réagit pas avec le métal fondu (argon ou argon + hélium), contrairement au procédé MAG (mélange d'argon avec du dioxyde de carbone et de l'hydrogène en proportions variables selon les métaux à souder). Le gaz est injecté en continu sur l'arc afin d'isoler complètement le métal en fusion de l'air ambiant. - Le soudage orbital est un procédé de soudage spécial pendant lequel un arc tourne sans interruption à au moins 360 ° autour d’une pièce fixe (composant cylindrique, tel qu’un tube). - Soudage oxyacétylénique ou soudage oxy-gaz : L'énergie thermique est générée par l'oxycombustion du mélange oxygène-acétylène. Le métal d'apport est en général amené sous forme de baguette.
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Virginie FOURNIER - Tonnellerie DAMY, cerclage Clip Industrie 2012
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Hervé VASLIN - SMP (Segré Mécanique de Précision), tournage conventionnel Clip Industrie 2012
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Didier BLANC - USITECH, casse tête
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Le soudage (suite) - Le soudage par faisceau d'électrons est un procédé de soudage utilisant l'interaction d'un faisceau d'électrons avec les pièces à assembler. Les électrons lancés à forte vitesse dans le vide possèdent une énergie cinétique importante qui sera transférée en grande partie à la pièce au moment de l'impact, générant ainsi suffisamment de chaleur pour provoquer la fonte puis le soudage des matériaux. Ce procédé de soudage est essentiellement automatisé, compte tenu de l'environnement nécessaire à la génération du faisceau d'électrons. - Le soudage par diffusion consiste à se servir du phénomène de diffusion des atomes pour créer une liaison. Il est très utilisé pour effectuer des pièces creuses renforcées à partir de plusieurs tôles en titane. Dans ce cas, on tire au vide à l’inter-tôle et on presse avec une pression de gaz argon par l'extérieur. Cette opération est réalisée à 920 °C. - Le soudage par friction est obtenu par l'échauffement de deux pièces pressées et en mouvement l'une par rapport à l'autre. Le mouvement relatif entraine un échauffement de l'interface jusqu'à plastification locale du matériau, puis soudage par diffusion atomique. La qualité de la liaison ainsi obtenue est supérieure à celle des matériaux utilisés. Il n'y a pas de métal d'apport. On peut souder des matériaux différents. - Le soudage Plasma est considéré comme une évolution du soudage TIG, il s'en distingue par le fait que l'arc est contraint mécaniquement (constriction mécanique) ou pneumatiquement (constriction pneumatique), générant ainsi une densité d'énergie supérieure. L'arc peut jaillir entre la tuyère et l'électrode (arc non-transféré) ou entre la pièce et l'électrode (arc transféré) voire être semi-transféré. Le soudage plasma peut être réalisé sans chanfrein sur un assemblage en bout à bout d'un dixième de mm jusqu'à des épaisseurs de 8 mm. Dans ce cas, il nécessite très peu de métal d'apport. Il est utilisé quasi exclusivement en mode automatisé (robot) et les vitesses de soudage sont élevées (dizaines de cm par seconde). Cette méthode permet de souder à des températures atteignant les 10 000 °C il permet de souder les aciers « noirs » et les aciers inoxydables, mais pas l'aluminium.
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Audrey CALVO - POLYCONTACT Industrie, intérieur Radôme transport du radôme, Terre Adélie, grutage sur l'antenne Clip Industrie 2012
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Le soudage (suite) - Le soudage TIG est un procédé de soudage à l'arc avec une électrode non fusible. TIG est un acronyme de Tungsten Inert Gas où Tungsten (tungstène) désigne l'électrode et Inert Gas (Gaz inerte) désignent le type de gaz plasmagène utilisé. L'arc se crée entre l'électrode réfractaire (- du générateur) et la pièce (+ du générateur) sous un flux gazeux. De façon générale, il s'agit d'un gaz ou d'un mélange de gaz rares. (Surtout de l'argon et de l'hélium, ou un mélange de ces deux gaz) L'amorçage se fait grâce au gaz circulant dans la buse qui entoure une grande partie de l'électrode. Le soudage s'effectue en polarité directe (pole - du générateur relié à l'électrode) pour la majorité des métaux et alliages (aciers, inox, cuivreux, titane, nickel...) sauf dans le cas des alliages légers d'aluminium ou du magnésium où l'on soude en polarité alternée (pendant un laps de temps, l'électrode est reliée au pôle + du générateur). Souder de façon continue en polarité inverse (pôle + relié à l'électrode) détruit cette électrode en la faisant fondre.
Superfinition La superfinition est une action d'usinage qui vise à obtenir des pièces de très haute qualité, au-delà des capacités de la rectification. La différence essentielle entre superfinition et rectification porte sur le mouvement de coupe de l'abrasif. L'action très rapide de la meule est remplacée par celui d'une pierre abrasive à mouvement rectiligne alternatif. Ce mouvement de vibration a une fréquence d'environ 25 coups par seconde et une amplitude de 1 à 5 mm. L'abrasif travaille à faible vitesse (10 à 20 m/min, contre 3000 m/min en polissage)
Taraudage Le taraudage est l’opération qui consiste à usiner un pas de vis à l’intérieur d’un alésage. Un trou taraudé est la forme complémentaire d'une vis ou tige filetée. Techniquement il s'agit d'un trou lisse dans lequel on opère un pas de vis improprement appelé filetage.
Tournage Le tournage est un procédé d'usinage par enlèvement de copeaux qui consiste à l'obtention de pièces de forme cylindrique ou/et conique à l'aide d'outils coupants sur des machines appelées tours. La pièce à usiner est fixée dans une pince, dans un mandrin, ou entre pointes. Il est également possible de percer sur un tour, même si ce n'est pas sa fonction première. En tournage, le mouvement de coupe est obtenu par rotation de la pièce serrée entre les mors d'un mandrin ou dans une pince spécifique, tandis que le mouvement d'avance est obtenu par le déplacement de l'outil coupant. La combinaison de ces deux mouvements permet l'enlèvement de matière sous forme de copeaux. Un tour permet de fabriquer principalement des pièces de révolution même si certaines machines peuvent réaliser des formes très complexes (tours de décolletage) Les tours mécaniques conventionnels laissent aujourd'hui de plus en plus la place à des tours à commande numérique, entièrement automatisés. Ces derniers peuvent aisément réaliser des opérations complexes de type fraisage, polygonage, perçages radiaux, etc. La programmation de commande numérique est effectuée par des instructions.
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WEST END WATCH Co, réglage
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Traitement de surface Le traitement de surface est une opération mécanique, chimique, électrochimique ou physique qui a pour conséquence de modifier l'aspect ou la fonction de la surface des matériaux afin de l'adapter à des conditions d'utilisation données.
- Cadmiage Le cadmiage est un traitement de surface. Il consiste à déposer une couche de cadnium par électrolyse. Le cadmium ne subit pas d'oxydation au contact de l'air et se comporte très bien en milieu marin. Ce traitement est utilisé en particulier en aéronautique pour protéger les rivets d'assemblage.
- Chromage Le chromage consiste à recouvrir une pièce d'une épaisseur plus ou moins grande, de 0.5 μm (chrome décoratif) à 1/10 mm rectifié (chromage dur). On distingue habituellement deux sortes de chromage, les qualités demandées à la couche superficielle n'étant pas les mêmes selon les applications envisagées. - le chromage décoratif a pour but de donner aux pièces l'aspect brillant caractéristique des surfaces de chrome polies. On l'utilise par exemple pour des pare-chocs et des poignées de porte. - le chromage dur est utilisé dans les applications mécaniques où les conditions de frottement sont sévères comme revêtement anti-usure. On l'utilise par exemple pour des trains d'atterrissage, des systèmes de portes d'avions, etc. - Cuivrage Le cuivrage est une opération de revêtement par du cuivre, de la surface de pièces devant être protégées de l’oxydation ou devant recevoir un cuivrage préalable à un traitement incompatible avec la matière de la pièce, chromage de matières synthétiques par exemple. - Décapage Le décapage est un procédé qui consiste à éliminer une couche de matière déposée (volontairement ou non) sur la surface d'une autre matière (appelée le substrat). Généralement il s'agit d'ôter des traces de corrosion (ou d’oxydation) ou une couche de vernis. Des techniques mécaniques chimiques ou thermiques peuvent être utilisées pour ce faire.
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Didier BLANC - USITECH, forêt de forets
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Traitement de surface (suite) - Dépôt chimique en phase vapeur Le dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD pour l'anglais chemical vapor deposition) est une méthode de dépôt sous vide de films minces, à partir de précurseurs gazeux. - Dépôt physique en phase vapeur Le dépôt physique en phase vapeur (ou PVD pour l'anglais physical vapor deposition) est une méthode de dépôt sous vide de films minces.
Hervé VASLIN - SMP, grande précision
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Traitement de surface (suite) - Electropolissage L’électropolissage est un procédé de traitement de surface électrochimique par lequel le métal de la couche superficielle est enlevé par dissolution anodique. - Galvanisation à chaud La galvanisation à chaud, ou plus exactement la "galvanisation à chaud au trempé", est une technique de l'industrie de la métallurgie qui est utilisée pour renforcer une pièce d'acier à l'aide de zinc. Ce procédé donne au revêtement protecteur de l'adhérence, de l'imperméabilité, et de la résistance mécanique. - Galvanoplastie La galvanoplastie est un procédé basé sur le principe de l’électrolyse pour exécuter un traitement de surface sur un objet par un dépôt électrolytique ou électrodéposition. La galvanoplastie apporte des changements chimiques, physiques et modifie les propriétés mécaniques de la pièce. - Changement chimique pour améliorer la résistance à la corrosion : o zingage, industrie automobile, bâtiment, aéronautique, constructions mécaniques, visserie-boulonnerie o Nickelage électrolytique o Cuivrage avant chromage, avant chromage o Cadmiage o Chromage o dorure o Galvanisation - Microbillage Le microbillage est un procédé de traitement de surface par impact. Il consiste à projeter des microbilles (généralement en verre) sur une surface, dans le but de la décaper sans l'abîmer. La surface obtenue est satinée brillante. On utilise le microbillage pour le nettoyage, le décapage de pièces mécaniques de toutes matières, ou pour réaliser une finition esthétique sur l’inox ou les métaux non ferreux comme l’aluminium. Les applications du microbillage sont nombreuses et variées. Le microbillage se rapproche fort du sablage et s'effectue avec les mêmes machines. - Nickelage électrolytique Le nickelage électrolytique est une des applications de galvanoplastie qui consiste en un dépôt électrolytique de solutions aqueuses de différents sels sur un matériau pour en améliorer ses qualités mécaniques, pour le protéger dès la corrosion ou pour améliorer son esthétique. - Nitruration La nitruration est un traitement de surface qui consiste à plonger des pièces en alliages ferreux spéciaux (aciers au chrome-aluminium) dans un milieu susceptible de céder de l'azote (autrefois appelé nitre) en surface, à une température comprise entre 300 °C et 580 °C où l'azote peut diffuser de la surface vers le cœur de la pièce. Une fois le traitement effectué on peut observer deux couches : - La couche de combinaison, en surface, d’une épaisseur approximative de 20 μm, elle est composée de nitrures ε et γ’. - La couche de diffusion plus épaisse (100 à 1000 μm), si le métal contient des éléments d’alliage il se forme des précipités de nitrures finement dispersés dans la zone de diffusion. Ces précipitations conduisent à un durcissement important, les niveaux de dureté obtenus sont compris entre 400 et 1300 HV (dureté Vickers) et cette dureté peut être conservée jusqu'à des températures de l'ordre de 500 °C. La couche de diffusion est donc plus dure que la couche de combinaison. L’augmentation de la dureté en surface apporte des avantages
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CRM, le tournage
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certains : l’usure des pièces va être limitée, mais les pièces vont tout de même garder à cœur leurs caractéristiques mécaniques propres, en ce qui concerne la nitruration, la couche de combinaison a de bonnes propriétés de glissement ce qui peut être appréciable pour les roulements et les engrenages, cette couche pouvant être retirée si nécessaire. On utilise aussi ce procédé pour les tubes de canon de moyen calibre, dans la construction des machines-outils et des vérificateurs. Autres avantages, le durcissement est direct et ne comporte pas de trempe, les déformations sont très faibles et presque toujours faciles à prévoir (quelques microns), les surfaces restant vierges de toute trace d'oxydation, les pièces traitées peuvent être mises en service de suite, l'acier nitruré constitue une solution intéressante chaque fois qu'une très grande dureté doit être alliée à une bonne résistance à la corrosion, il remplace avantageusement l'acier inoxydable 18-8 qui présente une dureté relativement faible. Par contre la nitruration présente les inconvénients suivants: - la durée de l'opération est très longue: 100 heures pour atteindre une pénétration maximum de 1mm - la couche nitrurée ne peut supporter aucune déformation plastique. - Projection thermique La projection thermique fait partie des techniques de traitement de surface par voie sèche. Cette technique permet de réaliser des revêtements épais (généralement de quelques dizaines de micromètres à quelques centaines) de natures très variées sur des substrats (pièce à revêtir) tout aussi variés. - Zingage Le zingage est un terme général désignant tout traitement de surface entraînant la formation d'un revêtement métallique de zinc. L'objectif est d'empêcher la dégradation du métal recouvert par corrosion. En effet, le zinc est un métal très réducteur qui est donc oxydé à la place du métal qu'il protège. Le langage courant utilise une terminologie spéciale suivant le procédé de zingage : - zingage électrolytique : déposition électrolytique de zinc. Les produits ainsi revêtus sont appelés produits électrozingués ; - shérardisation : nom donné à un procédé thermochimique de diffusion superficielle de zinc dans l’acier ; - galvanisation à chaud : recouvrement par immersion dans un bain de zinc fondu. Les produits ainsi revêtus sont appelés produits galvanisés ; - zingage par projection à chaud : recouvrement par projection de zinc fondu au pistolet. Les produits ainsi revêtus sont appelés métallisés au zinc.
Traitement thermique Le traitement thermique d'une pièce de métal consiste à lui faire subir des transformations de structure grâce à des cycles prédéterminés de chauffage et de refroidissement afin d'en améliorer les caractéristiques mécaniques : dureté, ductilité, limite d’élasticité … Ce procédé est souvent couplé avec l'emploi d'une atmosphère contrôlée lors de la mise en température de la pièce, soit pour éviter son oxydation, soit pour effectuer un apport ou changement moléculaire de surface (traitement de surface)
Tronçonnage Le tronçonnage consiste à la séparation en deux d’un objet.
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Usinage L’usinage est une famille de techniques de fabrication de pièces mécaniques. Le principe de l'usinage est d'enlever de la matière de manière à donner à la pièce brute la forme voulue, à l'aide d'une machine-outil. Par cette technique, on obtient des pièces d'une grande précision. Lors de l'usinage d'une pièce, l'enlèvement de matière est réalisé par la conjonction de deux mouvements relatifs entre la pièce et l'outil : le mouvement de coupe (vitesse de coupe) et le mouvement d'avance (vitesse d’avance).Il existe deux manières de générer la surface recherchée : par travail de forme ou par travail d'enveloppe. Dans le cas du travail de forme c'est la forme de l'arête tranchante de l'outil qui conditionne la surface obtenue. Dans le cas du travail d'enveloppe, c'est la conjonction des mouvements de coupe et d'avance qui définit la surface finale. De nos jours, des machines-outils à commande numérique, c'est-à-dire asservies par un système informatique, permettent d'automatiser partiellement ou totalement la procédure. - L’usinage électrochimique est analogue à l’usinage électrolytique, sauf que la meule abrasive est remplacée par un disque conducteur. - L’usinage électrolytique consiste à compléter l’action abrasive d’une meule rendue conductrice, par une action de corrosion entre les deux électrodes d’un bain d’électrolyse. - L’usinage par ultrasons est un usinage abrasif sans contact entre la pièce et l’outil. On utilise un porte-outil vibrant à une fréquence de 16 000 à 20 000 Hz (cycles par seconde) dans le sens perpendiculaire à la pièce, sous une amplitude de l’ordre de 0,005 à 0,07 mm. L’abrasif en poudre (carbure de bore, carbure de silicium ou diamant) est amené en suspension dans un liquide qui l’introduit entre l’outil (sonotrode) et la pièce. La vibration et le frottement de l’abrasif provoquent l’usinage de la pièce, le tout contrôlé par des commandes numériques.
L'ensemble des textes est intégralement issu de l'encyclopédie libre Wikipédia (sous CC-BY-SA 3.0). Nous remercions sincèrement tous les auteurs et contributeurs. http://fr.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:Accueil_principal
Tamás JUHÁSZ - TECHNO-PRODUKT Kft, fire tube exchanger
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Merci aux entreprises participantes Tous les travaux n'ont pu être imprimés dans ce livre mais nous remercions néanmoins toutes les entreprises participantes à ce grand concours photo. ACM : chaudronnerie - www.acm-acr.com
MANUPLAST : injection plastique - www.manuplast.ch/
AMI : tôlerie industrielle - www.toleriefine-metallerie.com
MECAL : Fonderie de métaux non ferreux - www.mecal.fr/
ART : revêtement de surface - www.artctc.com
MESURE : études, mécanique de précision et contrôle dimensionnel - www.groupe-mesure.com/
BOUCHOT Mécanique : mécanique de précision www.bouchot-mecanique.fr BRONZAVIA Industrie : spécialisée dans la réalisation d'ensembles chaudronnés et mécano soudés de haute technicité pour l'Aéronautique, le Spatial et la Défense - www.bronzavia.com/ CHAUDIRA : tôlerie, www.tolerie-chaudira.com CITA production : chaudronnerie CRM : spécialisée dans l’usinage complet de pièces à forte valeur ajoutée technique, réalisées à l’unité ou en petite série dans différents secteurs (ferroviaire, pétrochimie, équipementiers automobiles, nucléaire…). Capable d’usiner des pièces de 1 à 3500 kg www.crm-meca.fr/ CTA-MGA : CTA, Chaudronnerie Tôlerie Appliquée, MGA, Mécanique Générale - http://cta-mga.com/ DBJ : Décolletage ETSM (établissements Meier SA) : Mécanique-décolletage www.etsm.ch/ EUROTAB Technologies GESLIN SAS : mécanique de précision www.geslin-mecanique-precision.com
POLYCONTACT Industrie : spécialisé dans les travaux en composite polyester sur mesure avec principalement, l’étude, la réalisation et la pose de radôme. www.polycontact-industrie.com/ SATIL : ensemblier industriel - www.satilconcept.com SMAC : concepteur fabricant de pièces techniques élastomère - www.smac.fr SMP (Segré Mécanique de Précision) : mécanique de précision - www.smp-segre.fr SOCOM Industrie : tôlerie, métallerie, serrurerie et menuiserie - www.socom-industrie.com/ SOCOPRESSES : contructeur de presse hydraulique, presse electrique, machine speciale www.socopresses.com SOMEGA : mécanique de précision www.mecanique-somega.com TECHNO-PRODUKT Kft - www.technoprodukt.hu/ TONNELLERIE DAMY : tonnelier www.tonnelleries.bourgogne.com TRONCY SAS : chaudronnerie - www.troncysas.com
LANCELIN SA : sertissage LESCAUT SAS : étudie et fabrique une vaste gamme d’appareils chaudronnés et de tuyauterie pour les industries de la Pétrochimie, Chimie Fine, Pharmacie, Cosmétique, Santé, Agroalimentaire et de l'Environnement - www.lescautsas.com/ MACQUART-Cie : tôlerie fine de précision www.macquart-cie.fr/
Édité par
USITECH : étudie et réalise des outillages de grugeage et de poinçonnage pour les gammistes aluminiés www.usitech81.fr VERRE INDUSTRIE : conception et la réalisation de : verres de protection pour écrans, caméras de surveillance, systèmes de validation sans contact, substrats tactilisables - www.verreindustrie.fr/fr/ West End Watch Co : www.westendwatchco.ch/
www.clipindustrie.com
Gaële PIRAT - DBJ, Electro
