1. Elaboré par :
L’AOUINI BILEL
BEN MOUMEN MOUADH

2. INTRODUCTION :
Le forgeage est un procédé de mise en forme très ancien. En effet il
était déjà utilisé durant la
préhistoire pour la fabrication d’objets utilitaires, objet d’art, outils
agricoles et armement.Le forgeage permet d’élaborer des pièces
brutes par déformation plastique du métal sous effet de chocs ou de
pression. Il est le plus souvent exécuter à chaud et conduit à
l’obtentiond’ébauche dont la forme est assez proche de la pièce finie.
Au besoin la pièce est amenée
ensuite à des formes plus précise par matriçage. Dans beaucoup de
cas d’utilisation, certaines
parties des pièces restent brutes de forgeage.

3. Généralités :
 L’estampage :
Matrices modernes et anciennes
pour l'estampage des décors
de cloches

4. L'estampage est une opération de forgeage en
trois coups (ébauche, finition et ébavurage).
Cette opération consiste à former, après
chauffage, des pièces brutes par pression entre
deux outillages nommés matrices, que l'on vient
fixer sur des presses
(hydrauliques, mécaniques, ...).

5.  Matriçage :
La forge par matriçage consiste à former par déformation plastique après chauffage
des pièces brutes
réalisées en alliages non ferreux tels que les alliages d'aluminium, de cuivre, de
titane, de nickel, etc.
Le matriçage est une opération de forge effectuée à l'aide d’outillage appelé
des matrices
(demi-matrice supérieure et demi-matrice inférieure). Les matrices portent en
creux la forme
de la pièce.

6. Motif estampé sur argile, donnant une brique décorative
(Asie du Sud-Est, période Silla, VIIIe siècle)

7. 2-Principe
2-1 l’estampage :
Déformation plastique à chaud des Aciers (1250° C). Une masse de
métal chauffé (lopin), donc plus malléable, est comprimée entre deux
matrices comportant des gravures.

9. 1- Cisaillage à froid des lopins
Le lopin contenant le métal
destiné au remplissage des gravures,
est débité dans des barres par cisaillage
ou sciage.
cadences de 3000 pièces/heure

10. 2 - Chauffage des lopins :
800 à 1200 degrés Celsius pour acier
Exemple :four de chauffage
On utilise principalement
le chauffage par induction
qui consiste a crée un champ magnétique
par un enroulement bobiné
ce qui engendre des courants
induits a extérieur du lopin ces courants
induits se transforment en chaleur
qui sera transmise au cœur
du lopin par conduction.

11. L’estampage est une déformation plastique à chaud mais
le mot chaud ici est relatif c'est-à-dire ca varie suivant les matériaux.
Voici quelque température limite entre formage
à froid et formage à chaud :
Aluminium : 193 °C
Cuivre : 405 °C
Fer : 631 °C
Nickel : 590 °C

13. Préformage de lopin:

14. 3 - Laminage ou Étirage, Roulage du lopin
Le but est de créer une première
ébauche rectiligne, mais de section
variable afin de répartir judicieusement la
matière le long de l’axe.
Bras de suspension
laminé et refroidi

15. 4 – Cintrage:
Afin d’approcher le forme de la gravure
d’ébauche

16. 5- estampage:
5-1 Réalise la mise en forme
définitive de la pièce
en deux étapes :
Ébauche et Finition

19. Ebavurage :
Les ébauches retirées des matrices, que ce soit pour
le matriçage ou pour l’estampage, sont entourées
dans le plan de joint d’une bavure
qu’il est nécessaire d’éliminer.
L’opération est le plus souvent réalisé a froid.
L’ébauche est posée sur une matrice ajourée au contour
du plan de joint de la pièce et un poinçon,
monté sur une presse, la pousse au travers de l’évidement.
Cette opération est réalisée dans les secondes qui suivent
l’estampage de 1000°C à 1100°C. Le poids de la bavure peut
représenter 10 à 40 % de la pièce finie.

21. Dispositif de double découpe:
pièce
Interne et externe

22. Exemple :les Bielles
Laminage + cintrage
Ebavurage Estampage ( ébauche +finition )

23. 7-Parachèvement
Le Grenaillage : projection de petites billes d’acier qui permettent d’éliminer les oxydes
et la calamine.
Les Traitements thermiques : En grande série les aciers utilisés permettent d’effectuer
les traitements après l’opération d’ébavurage sans réchauffage

24. Corindon, Billes de verre d’acier ou
céramique.
grenailleuse

25. les outillages :
Structure de la partie principale de la machine :

26.  Ils sont soumis à des contraintes mécaniques et thermiques sévères.
Ils doivent avoir un coût minimal et une durée de vie élevée.
Matrice de bielle

27. La nuance la plus utilisée est le Z38CDV5
trempé + revenus avec ou sans traitement de
surface ( nitruration, chromage dur …)
 Les gravures sont réalisées par :
- Usinage conventionnel et polissage.
- Usinage à grande vitesse.
- Électroérosion pour des petites dimensions
Matrice de vilebrequin
Z38CDV5 à 1400 Mpa

28. Les machines :
Sont appelés des machines de chocs
 Les vitesses de déformations
sont supérieures à 1 m/s
 Les matrices sont jointives,
 les cotes sont données par l’outillage.
 Petites et moyennes séries

29. Les moutons :
Principe :
• Chute libre d’une masse (marteau)
guidée par des glissières sur laquelle est
fixée la matrice supérieure.
•L’enclume, la chabotte (20 fois la masse
du marteau) sur laquelle est fixée la
matrice inférieure.

30. Marteau Pilon à contre frappe
Les marteaux pilons :
L’effet de pesanteur est augmenté en
propulsant la masse par pression
hydraulique ou pneumatique.

31. Le matriçage:
Le matriçage, réservé aux métaux non ferreux, est une variante de l'estampage
(on dit aussi estampage de précision). Dans ce cas la presse hydraulique lente
se substitue au marteau-pilon et la pièce est insérée par force dans un outillage
(matrice) démontable. Dans le matriçage, il n'y a pas de bavure, il s'agit donc
d'une opération en deux temps.
.

32. le matriçage est réalisé en un ou plusieurs coups de marteau, mais en une seule phase.
La pièce restant assez longtemps dans la gravure, les matrices s’échauffent vite et se
détériorent par déformation surtout aux angles rentrants. On ne peut donc pas dépasser
des
séries de 500 pièces.
L'intérêt

33. L'intérêt technique de ces procédés est la compression des molécules de matière selon la
forme de la pièce d'où des résistances extrêmes aux efforts mécaniques.

34. Les outillages :
Ils sont réalisés dans des aciers faiblement
alliés : Z38CDV5, 55NCDV7, 35NCD16
(traités pour 1300 Mpa).
Leur endommagement se produit par
fissuration
 Même méthode de réalisation que
l’Estampage

35. Les machines :
Sont des machines de pression
Les presses
hydrauliques:
Avantages :
 Vitesse réglable,
 Course importante,
 Force constante: 6000 à 63000 KN
Inconvénient :
 Cadence faible, donc temps de cycle
long qui échauffe et détériore les matrices

36. Les Presses Mécaniques :
Avantages : Plus rapides
que les presses
hydrauliques, cadences
Presse à
élevées, systèmes vilebrequin ou à
d’alimentation automatique. excentrique
Presse à vilebrequin et
volant d’inertie :
L’effort augmente entre le
milieu et la fin de la course
: 2500 à 12000 KN
Presse à vis et volant d’inertie :
Ce sont les plus répandues. Pas de
point mort bas, donc pas de surcharge Presse à vis
possible, bonne maîtrise de la vitesse
du coulisseau. 500 à 6000 KN

38. 2-Etude de matériaux utilisé :

39. 3- études théorique :

52. Tolérance des pièces matricées en alliages légers :
Tolérances sur les épaisseurs
Soit :

53. Tolérances de planéité , rectitude :

54. Tolérances sur les longueurs , largeurs , hauteurs , déports :

55. •Avantages et inconvénients :
•Cette technique de fabrication suppose l'exécution préalable
d'outillages spécifiques aux produits à confectionner.
•Elle n'est utilisée que lorsque le nombre de pièces àproduire
est assez élevé.
•Elle permet d'obtenir une précision dimensionnelle plus
grande qu'avec les autres procédés de forgeage et le formage
du produit à grande vitesse a pour effet d'ennoblir au
maximum le métal par l'affinage de son grain.
•La masse des pièces ainsi produites ne dépasse pas,en
général, 250 kilogrammes pour l'acier.

58. 4-Applications industrielles:
L’estampage :
Utilisé fréquemment dans les industries des véhicules
Aussi pour la fabrication des
Matériels de Travaux
Publics
Machinisme Agricole
Organes de Transmission
Construction mécanique
Aéronautique et espace
Robinetterie, engineering, nucléaire
Armement (fabricants, arsenaux)

59. Exemple :les vilebrequins :

60. Le matriçage : le secteur le plus concerné est
l’aéronautique
Répartition par Secteur

61. Pièce de liaison aéronautique
Raccord de chaudière à gaz en Laiton
Couronne de freinage Avion

62. Conclusion:
Comparativement au moulage, l’estampage (ou le matriçage)est un procédé assez lent
donc plus coûteux,
mais l’élaboration par estampage confère au métal des propriétés spécifiques recherchées.
En effet l’estampage permet un écoulement plastique du métal d’où une continuité
des fibres qui procure à la pièce une résistance supérieur à celles obtenues autrement.