La technologie de fabrication par emboutissage profond de tôle est définie comme l'étirement du matériau en tôle, communément appelé flan, autour d'un poinçon. Les bords du flan sont maintenus par des serre-flans, et le poinçon est enfoncé dans une cavité de matrice supérieure pour obtenir la forme finale souhaitée. De nombreuses formes peuvent être produites par emboutissage profond et poinçonnage, telles que des coupelles, des cuvettes, des cylindres, des dômes et des hémisphères, ainsi que des produits et caractéristiques de formes irrégulières.
Procédé d'emboutissage profond :
La charge d'emboutissage totale comprend la charge de formage idéale plus un composant supplémentaire pour compenser le frottement dans les zones de contact de la région du flan, ainsi que les forces de pliage et de dépliage au rayon de la matrice. La charge de formage est transmise du rayon du poinçon à travers la paroi de la pièce emboutie jusqu'à la zone de déformation (flan de tôle). En raison des forces de traction agissant dans la paroi de la pièce, un amincissement de la paroi se produit, entraînant une épaisseur de paroi non uniforme. On peut observer que l'épaisseur de la paroi est minimale lorsque la paroi perd contact avec le poinçon, c'est-à-dire au rayon du poinçon. L'épaisseur la plus fine détermine la contrainte maximale pouvant être transmise à la zone de déformation. En raison de la constance du volume du matériau, le flan s'épaissit, ce qui conduit à un contact du serre-flan uniquement sur le bord extérieur plutôt que sur toute la surface. La charge maximale pouvant être transmise en toute sécurité du poinçon au flan fixe une limite à la taille maximale du flan (diamètre initial du flan pour les flans à symétrie de révolution). Un indicateur de la formabilité du matériau est le rapport limite d'emboutissage (LDR), défini comme le rapport entre le diamètre maximal du flan pouvant être embouti en toute sécurité en une coupelle sans collerette et le diamètre du poinçon. La détermination du LDR pour des pièces complexes est difficile, et par conséquent, la pièce est examinée pour identifier les zones critiques pour lesquelles une approximation est possible. Lors d'un emboutissage profond sévère, le matériau s'écrouit, et il peut être nécessaire de recuire les pièces dans des fours à atmosphère contrôlée pour restaurer l'élasticité d'origine du matériau.
Les applications commerciales de ce procédé de formage des métaux impliquent souvent des géométries complexes avec des côtés droits et des rayons. Dans ce cas, le terme poinçonnage est utilisé pour distinguer l'emboutissage profond (tension radiale-compression tangentielle) des composants d'étirement et de pliage (le long des côtés droits). L'emboutissage profond est toujours accompagné d'autres techniques de formage dans la presse. Ces autres méthodes de formage comprennent : le dessin de conception d'emboutissage profond
Dessin d'emboutissage profond