Thermoformage d’aluminium

Thermoformage d’aluminium

Le thermoformage d’aluminium permet de fabriquer des pièces d’une grande complexité géométrique grâce à un taux d’élongation exceptionnel de 380%.

Les propriétés mécaniques sont aussi excellentes avec une limite élastique pouvant atteindre 346 MPa au niveau T6.

De plus, notre presse de 3 000 T avec sa table de 4,2m x 1,5m accueille des outillages multi-cavités ce qui permet d’atteindre des cadences de production élevé à des coûts moindres.

L’expertise de Verbom en outillage et en assemblage permet d’agir à titre d’intégrateur afin de livrer à nos clients les sous-assemblages directement sur les lignes de montages à un coût moindre et dans des délais compétitifs.

En 2010, Verbom débuta des activités de recherches afin de développer un procédé de thermoformage d’aluminium. Cette technologie fournit aux designers et aux concepteurs un nouvel horizon pour l’utilisation de l’aluminium en feuille. Avec des taux d’élongation jusqu’à 20 fois plus élevé que les procédés conventionnels, nous pouvons fabriquer des pièces d’une complexité géométrique inégalée. Les succès obtenus lors de cette phase ont permis d’industrialiser cette technologie avec une presse conçue et fabriquée par Verbom, dédiée spécifiquement à ce procédé innovateur. De plus, Verbom développe sans cesse de nouvelle technique de thermoformage avec des matériaux superplastiques tels que le magnésium, afin de pousser encore plus loin les limites de l’utilisation de ces matériaux léger et résistant. Ce procédé qui exige un faible investissement en outillage ainsi qu’un court délai de réalisation peut aussi bien s’adapter aux productions de faible ou de grand volume.

 

  • Fabriquer des pièces d’une grande complexité géométrique
  • Taux d’élongation exceptionnel de 380%
  • Limite élastique pouvant atteindre 346MPA au niveau T6
  • Presse de 3000T avec sa table de 4,2M x 1,5M

Série 5000 – SPF

Des taux d’élongation uniaxiale de 380% sont possibles pour l’alliage de la série 5000 SPF contrairement à un taux de 15 % avec les procédés standard, ce qui permet à Verbom de former des pièces d’une grande complexité qui sont impossible à former à froid par les procédés conventionnels. Il est donc possible d’obtenir des pièces fait à partir de feuille d’aluminium possédant un design révolutionnaire.

L’outillage peut coûter jusqu’à dix fois moins chère qu’un outillage standard grâce à l’absence de poinçons et au fait qu’une seule station de mise en forme est nécessaire.

La taille des grains extrêmement fine permet à l’alliage, lorsqu’il est chauffé, d’atteindre un état de super plasticité où la multitude de grain sont libres de glisser les uns par rapport aux autres sans créer d’amincissement excessif ou de fissure.

Série 5000/6000 – HSBF

Le thermoformage à haute vitesse ou ‘’High Speed Blow Forming’’ (HSBF) est une version de type ‘’turbo’’ du procédé de thermoformage d’aluminium ou ‘’Super Plastic Forming’’. Sans faire aucune concession sur le design des pièces, il permet de former en quelques secondes seulement à haute température à l’aide d’un gaz pressurisé des pièces d’aluminium de carrosserie (Class A parts) ou de structure.

Le procédé développé pour notre client Tesla Motors afin de desservir le secteur automobile est présentement en demande de brevet aux États-Unis, en Europe et en Asie. Il permet d’atteindre des cadences de 60 pièces à l’heure (60 PPH) et peut donc facilement des productions annuelles de 50 000 à 70 000 véhicules. Contrairement au SPF qui nécessite plusieurs minutes donnant ainsi des cadence de 4 PPH, le HSBF est mis en forme sur des moules ‘’mâles’’ ce qi fait en sorte que le côté esthétique de la pièce de carrosserie ne touche jamais à l’acier d’une moule ou d’un formeur, le gaz pressurisée fait tout le travail, laissant une surface de Class A ne nécessitant que peu de retouche ultérieur pour la préparation à l’étape de peinture.

Le HSBF permet de faire des pièces combinant plusieurs arcs ainsi que des rayons vifs ce qui permet au designer d’exprimer un style qui se démarque des concurrents tout en réduisant le poids du véhicule à l’aide de l’aluminium. Par exemple sur le hayon on peut voir la combinaison possible de plusieurs arcs tout en ayant une pièce libre de replis et d’ondulation. Aussi le rayon de l’aileron (duck tail) n’est que de seulement 3mm, soit 3 fois plus petit qu’en emboutissage conventionnel, ce qui contribue à améliorer l’aérodynamisme du véhicule. En comparaison une pièce fait en aluminium avec un emboutissage conventionnel à froid nécessiterait un rayon de 9mm

Le HSBF permet aussi de faire des pièces d’une très grande profondeur (Extra deep drawing) comme par exemple les ailes arrières où l’on peut voir une profondeur de 16’’ combiner avec des rayons vifs afin de donner de lignes de caractère intéressante au véhicule et d’alléger le poids avec l’Aluminium. Le HSBF permet de faire des pièces avec un alliage 5083 modifié procurant 175 MPa minium de limite élastique, 325 MPa minimum de limite ultime, une excellente soudabilité ainsi qu’une très bonne résistance à la corrosion. Ce type de pièce peut également être fait avec des alliages de la série 6000 comme des 6016 ou 6022 qui sont traitable thermiquement et vont atteindre un état T4 suite à la cuisson de la peinture (paint baking) afin de procurer une limite élastique de 220 MPa. Les épaisseurs pour les panneaux de carrosseries sont typiquement de 0,9mm et 1,1mm et offre une résistance aux impacts (dent resistance) rencontrant les critères de l’industrie. Selon les besoins de nos clients d’autres épaisseurs sont aussi disponible comme le 1,6mm et le 2,3mm. Avec des volumes le justifiant nos partenaires peuvent laminer toutes les épaisseurs désirées varient entre 0,5mm et 6mm. Verbom travaille en collaboration avec plusieurs partenaires afin d’offrir différents alliages avec des gammes de prix et des formabilité permettant de rencontrer les exigences de design et de coûts de tous ses clients.

Le HSBF grâce à la formabilité qu’il procure permet l’intégration de plusieurs composantes en une seule donnant ainsi un avantage économique au procédé. Par exemple sur cette pièce (mettre photo du LLO), il a été possible d’intégrer le logement des feux arrière (lamp can) qui était auparavant des pièces supplémentaire assemblé par soudage. En plus d’augmenter l’étanchéité, l’intégration a permis de réduire les coûts d’assemblage, d’augmenter la qualité du produit et de résuire les inventaires. Cette pièce provient d’un moule ayant 3 cavités, ce qui veut dire qu’à chaque coup de presse (press stroke) 3 pièces sont produites réduisant ainsi les coûts de production.

Verbom dispose de deux lignes de productions HSBF. Chacune de ses lignes est équipée de cellule de lubrification automatisée, de station de préchauffe et de ligne d’ammenage (feeder), Permettant à nos presses de plus de 3 000 tonnes de capacité d’atteindre les plus hauts standards de productivité. Nos presses peuvent accueillir des pièces de 4m de long et de 2m de large ce qui permet par exemple de former des côtés de véhicule complet (body side) ou dans le cas de pièces plus petites d’avoir des moules multi-cavité augmentant ainsi la productivité et permettant de réduire les coûts. En plus de ces équipements dédiés à la production de pièces HSBF, Verbom dispose d’unité de nettoyage afin de fourni à ses clients des pièces libre de tout contaminant. Nous avons également des employés possédant les habiletés nécessaires à la préparation des surface (metal finish) pour que nos pièces livrées en mode juste à temps (JIT) sur votre ligne d’assemblage soit prêt à la peinture. Enfin notre ligne d’emboutissage robotisé composée de 4 presses allant jusqu’à 800 tonnes permet d’effectuer les opérations secondaires de découpe de rebord et de perçage nécessaires (mettre photo du QRO et montrer avec flèches les découpes et door flange). Verbom dispose d’une équipe de plus de 100 outilleurs et techniciens (tool maker) capable d’effectuer la conception, la fabrication et la mise en route de tout l’outillage de HSBF et de cold forming afin de permettre la fabrication de vos pièces. Nous avons 40 ans de savoir-faire en Tool &Die et plus de 50% de notre chiffre d’affaires soit 20M$/an, est dédiée à la fabrication de tels outils. Donc avec Verbom votre production de pièces de métal en feuille (sheet metal stamping) est entre bonne main. Nous disposons aussi de centres de découpe numérique (CNC trimming) pour les productions ne nécessitant pas l’investissement en outillage ou pour les étapes de prototypage de vos produits. Nous avons aussi la possibilité de souder par robot vos composantes afin de vous livrer des sous-assemblages prêts pour votre ligne de production.