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Des chercheurs allemands proposent aux industriels de recourir à l’impulsion électromagnétique pour usiner l’acier. On avait jusqu’ici surtout parlé des impulsions électromagnétiques (IEM) pour leurs applications militaires. On sait en effet que l’explo*sion d’une bombe atomique *produit un souffle de rayonnements élec*tromagnétiques intenses dont l’énergie “grille” instantanément les ordinateurs et les équipements de télécommunication situés dans une large périphérie. D’où l’idée de concevoir de petites bombes tactiques générant cet effet. Mais on pourrait aussi utiliser des IEM pour des applications moins extrêmes. On le fait déjà dans l’industrie pour façonner des métaux mous et légers, comme l’aluminium et le cuivre.
Aujourd’hui, à Chemnitz, en Allemagne, un groupe de chercheurs de l’institut Fraunhofer pour les ma*chines-outils et les technologies de transformation propose de canaliser les IEM pour façonner et perforer l’acier. Cette technique pourrait révolutionner l’industrie et mettre au rancart les énormes presses actuellement nécessaires pour fabriquer une multitude de produits, depuis les voitures jusqu’aux machines à laver.
Verena Kräusel et ses collègues ont utilisé un dispositif électromagnétique existant qu’ils ont perfectionné. Ce type d’appareil utilise une batterie de conden*sateurs capables de décharger instantanément un courant électrique dans une bobine. Le passage du courant dans la bobine crée alors un puissant champ magnétique. Et, si l’on place l’élément à usiner à côté de la machine, par induction, la bobine produira dans l’élément un champ magnétique correspondant. L’idée des chercheurs de l’institut Fraunhofer est la suivante : comme les pôles de même charge se repoussent, il se crée entre ces deux champs une répulsion, qui, ici, est suffisamment forte pour déformer le métal. L’équipe de Mme Kräusel a donc augmenté la puissance de la machine, en renforçant la bobine et en accélérant la vitesse à laquelle les condensateurs libèrent leur charge électrique.
Des gains de temps et de rentabilité
Il en résulte un champ magnétique extrêmement élevé, dont la pression sur la feuille d’acier est capable de *perforer celle-ci. Les chercheurs ont obtenu une pression de l’ordre de 3 500 atmosphères [3 546 bars], ce qui correspond au poids de trois petites voitures, concentré sur une surface de l’ordre de 1 centimètre carré. La ma*chine est ainsi capable de percer des trous de 30 millimètres de diamètre dans une feuille d’acier d’environ 1 millimètre d’épaisseur, similaire à celles que l’on utilise pour les carrosseries de voiture. Avec leur matériel, les chercheurs ont même percé de l’acier trempé et de l’acier inoxydable. L’appareil pourrait également permettre de façonner des éléments en métal sans moule et sans emporte-pièce.
Pas étonnant que des entreprises comme le géant automobile allemand Volkswagen assurent le financement du projet. La fa*bri*cation de pièces en acier grâce aux IEM présente en effet plusieurs avantages. Si une grande presse permet de tordre et de découper du métal rapi*dement, elle laisse sur les bords des trous des irrégularités, des “bavures”. Les pièces doivent ensuite être débarrassées de ces résidus, généralement à la main [étape appelée l’éba*vurage], ce qui augmente le coût de production.
Et, comme il faut régulièrement remplacer les poinçons et les em*porte-pièces, qui s’é*mous*sent à l’usage, l’addition grimpe encore.
Quant aux lasers – l’autre technique de découpe actuellement utilisée –, ils percent très proprement l’acier, mais ils sont plus lents que les presses dans la mesure où ils doivent brûler le matériau sur leur parcours. Leur utilisation est en outre assez onéreuse. Une ma*chine électromagnétique, en re*vanche, ne laisserait pas de bavures (elle perfore le métal sans le déchirer) et elle ne s’émousserait pas avec le temps. Mme Kräusel explique que son équipement expérimental peut percer un trou propre dans une feuille d’acier en un cinquième de seconde, tandis qu’un laser met 1,4 seconde à le faire.
L’équipe de Chemnitz travaille actuellement sur la conception des bobines. Comme la taille des trous réalisés dépend des dimensions de la bobine, il faudra des machines adaptées à chaque application. Mais cette contrainte ne devrait pas être rédhibitoire, car les presses traditionnelles nécessitent elles aussi des emporte-pièces spécifiques à chaque découpe. On peut en être sûr, cette technologie va percer.
Courrier international
Aujourd’hui, à Chemnitz, en Allemagne, un groupe de chercheurs de l’institut Fraunhofer pour les ma*chines-outils et les technologies de transformation propose de canaliser les IEM pour façonner et perforer l’acier. Cette technique pourrait révolutionner l’industrie et mettre au rancart les énormes presses actuellement nécessaires pour fabriquer une multitude de produits, depuis les voitures jusqu’aux machines à laver.
Verena Kräusel et ses collègues ont utilisé un dispositif électromagnétique existant qu’ils ont perfectionné. Ce type d’appareil utilise une batterie de conden*sateurs capables de décharger instantanément un courant électrique dans une bobine. Le passage du courant dans la bobine crée alors un puissant champ magnétique. Et, si l’on place l’élément à usiner à côté de la machine, par induction, la bobine produira dans l’élément un champ magnétique correspondant. L’idée des chercheurs de l’institut Fraunhofer est la suivante : comme les pôles de même charge se repoussent, il se crée entre ces deux champs une répulsion, qui, ici, est suffisamment forte pour déformer le métal. L’équipe de Mme Kräusel a donc augmenté la puissance de la machine, en renforçant la bobine et en accélérant la vitesse à laquelle les condensateurs libèrent leur charge électrique.
Des gains de temps et de rentabilité
Il en résulte un champ magnétique extrêmement élevé, dont la pression sur la feuille d’acier est capable de *perforer celle-ci. Les chercheurs ont obtenu une pression de l’ordre de 3 500 atmosphères [3 546 bars], ce qui correspond au poids de trois petites voitures, concentré sur une surface de l’ordre de 1 centimètre carré. La ma*chine est ainsi capable de percer des trous de 30 millimètres de diamètre dans une feuille d’acier d’environ 1 millimètre d’épaisseur, similaire à celles que l’on utilise pour les carrosseries de voiture. Avec leur matériel, les chercheurs ont même percé de l’acier trempé et de l’acier inoxydable. L’appareil pourrait également permettre de façonner des éléments en métal sans moule et sans emporte-pièce.
Pas étonnant que des entreprises comme le géant automobile allemand Volkswagen assurent le financement du projet. La fa*bri*cation de pièces en acier grâce aux IEM présente en effet plusieurs avantages. Si une grande presse permet de tordre et de découper du métal rapi*dement, elle laisse sur les bords des trous des irrégularités, des “bavures”. Les pièces doivent ensuite être débarrassées de ces résidus, généralement à la main [étape appelée l’éba*vurage], ce qui augmente le coût de production.
Et, comme il faut régulièrement remplacer les poinçons et les em*porte-pièces, qui s’é*mous*sent à l’usage, l’addition grimpe encore.
Quant aux lasers – l’autre technique de découpe actuellement utilisée –, ils percent très proprement l’acier, mais ils sont plus lents que les presses dans la mesure où ils doivent brûler le matériau sur leur parcours. Leur utilisation est en outre assez onéreuse. Une ma*chine électromagnétique, en re*vanche, ne laisserait pas de bavures (elle perfore le métal sans le déchirer) et elle ne s’émousserait pas avec le temps. Mme Kräusel explique que son équipement expérimental peut percer un trou propre dans une feuille d’acier en un cinquième de seconde, tandis qu’un laser met 1,4 seconde à le faire.
L’équipe de Chemnitz travaille actuellement sur la conception des bobines. Comme la taille des trous réalisés dépend des dimensions de la bobine, il faudra des machines adaptées à chaque application. Mais cette contrainte ne devrait pas être rédhibitoire, car les presses traditionnelles nécessitent elles aussi des emporte-pièces spécifiques à chaque découpe. On peut en être sûr, cette technologie va percer.
Courrier international