Un formage simplifié pour des matériaux difficiles
Les méthodes classiques de mise en forme des tôles de métal prennent du temps et consomment de l'énergie, notamment pour des matériaux rigides comme les alliages de titane et les pièces complexes. En outre, elles nécessitent un équipement dédié. Le projet INMA («Innovative manufacturing of complex Ti sheet aeronautical components»), financé par l'UE, travaille à une technique de formage asymétrique incrémental, qui facilitera la production de pièces métalliques complexes, sans outillage dédié. En réduisant les délais, les coûts et l'énergie nécessaires, et en améliorant la souplesse du processus, il améliorera notablement la compétitivité de l'industrie aéronautique de l'UE. Le formage de tôles incrémental asymétrique est une technique informatisée relativement récente, basée sur une méthode plus ancienne de déformations localisées. Un outil à commande numérique par ordinateur forme la pièce en tôle asymétrique, dans un processus par étapes qui évite les coûteuses matrices de support. La pièce finale est ainsi fabriquée à partir d'une série de déformations localisées. Les scientifiques se sont intéressés à l'alliage de titane Ti6Al-4V. Les expériences en vue de déterminer les paramètres du traitement ont été soutenues par la modélisation aux éléments finis de l'emboutissage à chaud ou à froid de pièces complexes de grande taille. Les chercheurs ont caractérisé les alliages déformés, appliqué des méthodes sophistiquées d'extraction de données, puis ont optimisé le trajet de l'outil afin de réduire la distorsion et d'augmenter l'exactitude des formes. Deux démonstrateurs ont présenté les avantages de cette technique innovante. L'équipe a utilisé de l'Inconel 718 (un alliage de nickel-chrome-fer) pour fabriquer une demi-jambe de force par formage à froid. Cette pièce absorbe les chocs et soutient l'aile ou le train d'atterrissage d'un avion. D'autre part, les chercheurs ont utilisé le Ti6Al-4V pour fabriquer des composants génériques similaires aux carénages du mât qui fixe un moteur à l'aile ou au fuselage. Ils ont utilisé pour cela un formage à chaud, sans matrice. Les premières évaluations ont confirmé l'exactitude des formes et la qualité globale des pièces, mettant la technique sur la voie de la commercialisation. Le projet INMA a apporté une importante contribution à une fabrication souple basée sur les connaissances, via le développement de processus et la caractérisation des matériaux pour la mise en forme de tôles en alliages au titane. Cette méthode pourrait révolutionner le formage des tôles, et le projet s'est assuré que le secteur aérospatial de l'UE soit parmi les premiers à en bénéficier.
Mots‑clés
Aérospatiale, titane, formage de tôle, fabrication innovante, composants en tôle