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De l'eau pour façonner

L'eau est l'un des principaux agents d'érosion, avec le même relief. Il transforme lentement le paysage à sa manière, bien qu'il l'affecte violemment de temps en temps. L'industrie utilise également l'eau pour façonner les instruments, mais à haute pression et par conséquent pour des travaux de courte durée. Cette technique est appelée hydroforming ou hydroformage et est utilisée dans l'industrie depuis des années. L'Université Mondragon développe un nouveau système d'hydroformage qui a ajouté une température élevée à la haute pression.

À haute pression, l'eau nettoie. Les services de nettoyage de nos communes l'utilisent pour l'aménagement des rues et, d'autre part, de nombreux appareils domestiques fonctionnent également sur la base de systèmes de pression d'eau.
L'
industrie connaît également bien les propriétés de l'eau à haute pression, mais l'utilise dans un autre but: la modélisation des métaux. Cette technique est appelée hydroforming ou hydroformage et est utilisée dans l'industrie depuis des années. L’Université Mondragon, en revanche, s’est mise au défi d’améliorer cette technique, c’est pourquoi elle développe un nouveau système d’hydroformage.

L'une des façons classiques de façonner les tôles est de placer la tôle sur une matrice et de la serrer contre la matrice à l'aide d'un poinçon. En général, la lame, la matrice et le poinçon lui-même sont en métal, mais ce n'est pas toujours le cas. L'une des matrices et/ou le poinçon peut être liquide.

LUCIA ALVAREZ; Fondation Elhuyar: Dans la technique de l'hydroforming ou de l'hydroformage, on utilise de l'eau ou d'autres fluides pour façonner les pièces. Il est utilisé pour pressuriser le liquide et pousser la feuille contre la matrice. Ainsi, la feuille prendra la forme de la matrice.

L'innovation de l'Université Mondragon est de faire cette technique à chaud plutôt que de la faire à température ambiante jusqu'à présent.

En fait, l'hydroformage est utilisé depuis longtemps dans l'industrie à température ambiante. C'est parce que le poinçon étant liquide, on obtient des formes plus douces et le frottement entre la lame et le poinçon disparaît. Le fait de le faire à chaud augmenterait ces avantages.

ANDREA AGINAGALDE; Université de Mondragón. À quelle température étudiez-vous et pourquoi ?

Des recherches sont en cours sur l'aluminium et le magnésium. En particulier, ils étudient combien et comment ces matériaux peuvent se déformer avant qu'ils ne se cassent en utilisant l'hydroformage chaud.

L'aluminium, par exemple, est un matériau léger, mais il est également très rigide et ne peut pas être déformé beaucoup, il se casse assez facilement. Mais chauffé, il devient beaucoup plus flexible, plus facile à travailler. Cependant, il a une limite: au-delà de 300°C, la microstructure de l'aluminium commence à se transformer, ce qui entraîne la perte des propriétés qui la rendent intéressante. C'est pourquoi les recherches de l'Université Mondragon sont menées autour de 260-280 ° C.

La recherche à chaud a également un effet sur le liquide utilisé dans l'hydroformage.

Andrea Aginagalde; Université de Mondragón. Dans l'hydroformage à chaud, on utilise de l'eau ou d'autres liquides; lequel et pourquoi?

Dans les expériences avec des lames, ils remplissent le vide de la matrice avec du fluide huileux avant de placer la lame pour éviter l'accumulation d'air. S'il restait de l'air entre le fluide et la lame, le résultat serait défectueux.

Ensuite, la matrice supérieure est placée sur la lame.

Après la préparation des deux matrices et de la feuille, tout le système est chauffé et le fluide est pressurisé. Ainsi, la pression du fluide pousse la lame et la déforme.

Les essais sont effectués non seulement avec des lames, mais aussi avec des tuyaux. La machine est différente à la fois en ce qui concerne la forme des matrices et la façon dont le fluide est introduit, mais à la base, elle fait la même chose. Le tube est inséré dans le moule et la matrice supérieure est également placée, puis le tube est rempli de fluide et, avec le système bien chauffé, le fluide pressurisé change la forme du tube.

Cependant, dans le cas des tuyaux, il est nécessaire de placer un piston sur les côtés, de sorte que la force soit également exercée sur les côtés et que la pièce se contracte. Si vous ne poussez pas la pièce sur les côtés, l'environnement dans lequel le tube se déforme s'amincit considérablement, car la surface augmente et la pièce s'affaiblit. Poussé par les côtés, la pièce se contracte et maintient l'épaisseur du métal.

Dans ces expériences, les contractions déforment les lames et les tubes jusqu'à les briser pour découvrir quelles sont les limites du métal.

JON ANDER ESNAOLA ; Université de Mondragón. Quel est le but de continuer jusqu'à la rupture?

Pour effectuer les tests jusqu'à la rupture, ils utilisent des moules ouverts, de sorte que le métal n'a pas de tope. En outre, dans le cas des lames, ils enregistrent le processus avec des caméras vidéo intégrées dans la machine. Sur l'ordinateur, une matrice est placée sur les images, de sorte qu'il est facile de suivre le parcours en trois dimensions de chaque point de la feuille.

Ils utilisent la peinture de la lame pour positionner les points de référence.

Grâce à ces suivis, ils analysent le comportement du métal à différentes températures, pressions et vitesses de pressurisation. Le contrôle précis de la température, par exemple, est particulièrement important, car il a un impact important sur la déformabilité du métal. Il est souvent souhaitable de chauffer davantage les zones qui ont le plus besoin de se déformer. Ils mesurent la température à l'aide de capteurs placés à l'intérieur des matrices.

En ce qui concerne les tests avec des tubes, ils ne filment pas le processus, mais travaillent avec des photos. Les tubes ont généralement un réticule sur la surface et suivent la trajectoire des points dans le réticule par rapport aux photos de début et de fin.

Le résultat de l'hydroformage chaud est remarquable; dans les pièces, il est possible d'obtenir des formes plus complexes et même plus douces. Les chercheurs pensent qu'il servira à faire n'importe quelle pièce.

JON ANDER ESNAOLA; Université de Mondragón. Est-ce une application pour le formage de n'importe quel tuyau pour ceux qui ont ceci ou des formes spéciales?

L'hydroformage chaud est encore dans sa phase expérimentale, mais les chercheurs de l'Université Mondragon pensent qu'ils seront en mesure de développer des applications industrielles vers l'été.