Demandez à l'expert en estampage : Comment les formeurs de métaux tamponnent-ils l'inestampable ?

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Q : Nous avons reçu une demande de devis de l'un de nos plus gros clients pour une pièce en acier inoxydable de faible épaisseur et en grand volume, mais les tailles des caractéristiques sont trop petites pour être estampillées pour notre niveau de confort. Nous avons peur des poinçons fragiles et des minuscules cavités de matrice qui seront nécessaires dans nos outils, ainsi que de la casse, de l'entretien coûteux et des temps d'arrêt excessifs qui ne manqueront pas de se produire. Avez-vous des conseils à nous donner avant de refuser cette opportunité « impossible » ?

R : Face à ce qui semble être un cauchemar en matière de conception de composants, vous pourriez envisager la gravure photochimique, également connue sous le nom d'usinage photochimique. La gravure photochimique sur panneau est un moyen peu coûteux de fabriquer une quantité moyenne de pièces à évaluer avant de construire un outil de production.

La beauté de ce processus réside dans le fait que les détails fins sont très courants et que des pièces complexes, petites ou grandes, peuvent être fabriquées facilement. Les coûts d’outillage ne représentent qu’une fraction du coût des outils durs, et les modifications de conception peuvent être apportées rapidement. Étant donné que l'outillage est basé sur l'optique, la complexité des pièces n'entraîne pas un coût d'outillage plus élevé comme c'est le cas pour l'emboutissage conventionnel.

De plus, le processus est sans bavures et sans contraintes, donc aucune distorsion supplémentaire n'est introduite. Des multitudes de petits trous et de caractéristiques peuvent être créées en même temps, sans être percées progressivement, un ensemble à la fois. Le matériau trempé peut être gravé, un défi pour les outils durs.

Les tailles et tolérances potentielles des caractéristiques dépendent largement de l’épaisseur du stock de matière première. Pour plus de commodité, les ratios peuvent être utilisés pour la conception préliminaire. Les diamètres des trous peuvent être 1,2 fois plus épais ou plus. La distance entre les entités peut être égale ou supérieure à 1,0 fois l’épaisseur. La tolérance sur certaines caractéristiques peut être aussi faible que ± 5 µm, en fonction de la taille de la caractéristique et de l'épaisseur du matériau. La gravure d'un élément d'un seul côté peut produire un bord très net, des canaux d'écoulement, une connexion à demi-gravure pour le retrait manuel d'une pièce ou un texte pour une identification permanente d'une pièce.

Le métal gravé chimiquement est traité à l’aide de techniques similaires à celles utilisées dans la fabrication des circuits imprimés. Les deux surfaces du métal sont recouvertes de résine photosensible et placées entre deux morceaux de film ou de verre à motifs (en fonction de la précision requise). Le métal est exposé à la lumière UV et lorsque le matériau est développé, la réserve non exposée est retirée pour créer des zones de métal nu que la gravure supprime. Après gravure, la réserve restante est retirée et la pièce finie est nettoyée et séchée.

Ce processus brille vraiment lorsqu'une gravure continue ou bobine à bobine est utilisée. Cette méthode utilise les mêmes étapes que pour la gravure de panneaux, mais peut traiter des bobines continues de matériau, tout comme une matrice d'estampage progressif. Plusieurs brins peuvent être produits en même temps, puis enroulés sur des bobines. Ces bobines peuvent ensuite être utilisées pour des opérations ultérieures telles que le placage, le formage, le moulage ou le soudage. Il s'agit d'une méthode économique pour la production en grand volume de pièces métalliques complexes et particulièrement adaptée à l'assemblage sans problème du traitement et de l'automatisation en aval.

La gravure photochimique peut être utilisée pour des applications courantes qui ne sont pas facilement réalisables avec d'autres méthodes de fabrication :

Cette technologie de fabrication n'est pas limitée par l'industrie d'application. Les fabricants des secteurs de l’automobile, du médical, de l’électronique, de l’aérospatiale et des appareils grand public utilisent souvent cette technique à leur avantage.

Un grand merci à Domenic Federici, responsable du développement commercial chez Interplex Etch Logic à Attleboro, Massachusetts, pour son aide dans cette réponse.