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Qu’est-ce que la microscopie à contraste de phase ?

La microscopie à contraste de phase est un type de microscopie optique dans lequel la différence de phase de la lumière est convertie en contraste pour l’observation.

En microscopie optique ordinaire, les différences entre les spectres de réflexion et d’absorption de la lumière provenant de différentes parties d’un échantillon sont observées comme des différences de luminosité ou de couleur (contraste). Cependant, lors de l’observation de matériaux presque transparents et incolores tels que les cellules vivantes, les micro-organismes et les bactéries, ces contrastes sont pratiquement inexistants et il est impossible d’obtenir des informations telles que la forme.

Même les matériaux transparents et incolores peuvent provoquer une diffraction de la lumière à leurs limites si leur indice de réfraction diffère de celui de leur environnement. La microscopie à contraste de phase utilise la différence de phase entre la lumière diffractée et la lumière traversant directement le matériau pour créer un contraste entre la lumière et l’obscurité, ce qui permet d’observer des matériaux transparents incolores.

Utilisations de la microscopie à contraste de phase

Les microscopes à contraste de phase sont largement utilisés en biologie et en médecine pour l’observation de cellules cultivées et l’examen clinique. L’analyse des bactéries parodontales dans les cliniques dentaires est une application familière pour le grand public. Elle permet de motiver les patients à mieux prendre soin de leur santé bucco-dentaire en leur faisant prendre conscience de l’état de leurs propres bactéries buccales.

La microscopie à contraste de phase permet d’observer des cellules vivantes sans qu’il soit nécessaire de colorer l’échantillon. Lors de l’observation de cellules incolores avec un microscope optique conventionnel, l’échantillon est coloré pour l’observation, mais cette méthode présente l’inconvénient de prendre du temps et de tuer les cellules vivantes.

La microscopie à contraste de phase est également utile pour analyser la substance toxique qu’est l’amiante. Des normes définissent plusieurs méthodes d’analyse de l’amiante. L’une de ces méthodes est la méthode de coloration par dispersion, dans laquelle des cristaux dans la solution d’immersion avec un indice de réfraction spécifique sont irradiés avec une lumière polarisée sous un microscope à contraste de phase, et la couleur produite est utilisée pour déterminer s’il s’agit ou non d’amiante.

Principe de la microscopie à contraste de phase

Dans la microscopie à contraste de phase, une plaque de phase est insérée uniquement à l’endroit où la lumière directe passe entre l’objectif et le plan de l’image pour avancer ou retarder la phase de la lumière directe de 1/4λ. Parallèlement, un filtre ND annulaire est inséré pour réduire l’intensité de la lumière directe, mais ne modifie pas la phase ou la luminosité de la lumière diffractée.

Grâce à ces opérations, la différence de phase entre la lumière directe et la lumière diffractée devient 1/2λ ou 0, et les contrastes clairs et sombres sont créés par interférence.

En d’autres termes, à l’endroit d’un changement soudain de l’indice de réfraction où la lumière diffractée est générée, la lumière directe et la lumière diffractée interfèrent l’une avec l’autre de sorte qu’elles s’affaiblissent mutuellement lorsque la différence de phase est de 1/2λ, ce qui donne un aspect sombre. C’est le contraste sombre. En revanche, lorsque la différence de phase est égale à 0, l’endroit où l’indice de réfraction change brusquement apparaît clair parce que la lumière directe et la lumière diffractée interfèrent l’une avec l’autre d’une manière qui les renforce. Il s’agit du contraste lumineux.

Autres informations sur la microscopie à contraste de phase

1. Problèmes liés à la microscopie optique

En microscopie optique conventionnelle, un matériau peut être identifié par des différences d’intensité (amplitude) ou par des différences de couleur (longueur d’onde), ou par les deux, de la lumière transmise à travers le matériau observé. Par conséquent, il n’est pas facile, par exemple, de reconnaître la différence ou la limite entre une substance transparente incolore A et une substance transparente incolore B en contact avec une substance transparente incolore A, même si elles sont observées à l’aide d’un microscope optique ordinaire.

En effet, il n’y a pas de différence d’intensité et de couleur de la lumière transmise, ni de contraste entre A et B. Cependant, si les indices de réfraction des substances A et B sont différents, la lumière se divise, à la frontière entre les deux, en lumière directe, qui traverse directement l’échantillon, et en lumière diffractée, dont la trajectoire est modifiée. Étant donné que la lumière diffractée est générée là où l’indice de réfraction change brusquement, elle contient des informations sur la forme de la frontière et la structure interne de chaque substance de l’échantillon.

Il est important de noter que la lumière diffractée est retardée d’un quart de longueur d’onde (λ) (1/4λ) par rapport à la lumière directe qui traverse l’échantillon. Un tel retard d’une fraction de longueur d’onde est appelé différence de phase. Même si la lumière diffractée est générée, la différence de phase est infime car elle est faible par rapport à la lumière directe.

Par conséquent, la lumière de l’image résultante, qui est la somme de la lumière directe et de la lumière diffractée, a une forme d’onde similaire à celle de la lumière directe, et aucun contraste entre le clair et l’obscur n’est produit par la microscopie optique ordinaire.

2. Différence entre la microscopie à contraste de phase et la microscopie à interférence différentielle

En plus de la microscopie à contraste de phase, la microscopie à interférence différentielle est un autre type de microscope qui utilise l’interférence lumineuse pour obtenir un contraste. Dans la microscopie à interférence différentielle, la lumière incidente sur l’échantillon est séparée en deux polarisations avec des trajectoires légèrement différentes, et les deux lumières interfèrent l’une avec l’autre après avoir traversé l’objet d’observation pour obtenir un contraste.

Elle est similaire à la microscopie à contraste de phase en ce sens qu’elle permet d’observer des matériaux incolores et transparents impossibles à observer. Cependant, la microscopie à contraste de phase permet d’obtenir un contraste lorsque l’indice de réfraction de l’échantillon change brusquement, alors que la microscopie à interférence différentielle permet d’obtenir un contraste lorsqu’il y a un gradient dans l’épaisseur ou l’indice de réfraction de l’échantillon.

Qu’est-ce qu’un moteur triphasé ?

Un moteur triphasé est un moteur électrique entraîné par une source de courant alternatif triphasé.

Il est largement utilisé comme source d’énergie pour les équipements industriels et les machines. Il est également appelé moteurs à induction triphasés et est généralement alimenté par un courant alternatif triphasé de 200 V CA.

Les moteurs triphasés se composent d’un stator, d’un rotor, d’un arbre de sortie, d’une bride de fixation et de roulements à billes. 

Utilisations du moteur triphasé

Les sources d’alimentation en courant alternatif sont classées en deux catégories : monophasée et triphasée. L’alimentation monophasée est une source de courant alternatif principalement utilisée dans les ménages. Le triphasé, quant à lui, est une source d’alimentation en courant alternatif principalement utilisée dans le secteur industriel.

On retrouve des moteurs triphasés dans les utilisations suivantes :

• Les compresseurs
• Les pompes
• Les ventilateurs
• Les convoyeurs à bande
• Les grues
• Les moteurs pour VE

Les moteurs triphasés ont un large éventail d’utilisations et sont utilisés dans de nombreuses machines industrielles autres que celles énumérées ci-dessus.

Parmi les moteurs triphasés, il existe également des moteurs pas à pas et des servomoteurs, qui sont utilisés pour contrôler précisément la rotation. Ils sont utilisés à l’intérieur de machines automatisées telles que les robots industriels articulés.

Principe du moteur triphasé

Dans un moteur triphasé, le courant alternatif triphasé est appliqué aux bobines du stator, qui sont déphasées de 120°. Ces dernières – des plaques d’acier électromagnétiques – agissent comme des électro-aimants pour former un champ magnétique dans la machine électrique. La polarité de l’électro-aimant est déterminée par le sens du courant circulant dans la bobine et par la loi du fil de droite.

Comme l’alimentation en courant alternatif est déphasée dans le temps, la direction du champ magnétique tourne avec le temps.

On constate que lorsque les phases U, V et W de l’alimentation triphasée changent, la direction du champ magnétique du stator change également.

Le champ magnétique tournant génère des courants de Foucault vers le rotor, et les courants de Foucault et le champ magnétique génèrent une force sur le rotor. En conséquence, l’arbre rotatif du moteur génère de l’énergie. Le sens de la force de rotation du moteur est déterminé par la règle de Fleming.

La vitesse du champ magnétique tournant lorsque le rotor tourne est appelée vitesse de rotation synchrone. La vitesse de rotation synchrone peut être calculée à partir de la fréquence de l’alimentation électrique et du nombre de pôles du stator.

La vitesse de rotation réelle du rotor est légèrement inférieure à la vitesse de rotation synchrone. En effet, ce n’est que lorsque le flux magnétique traverse les conducteurs du rotor qu’un courant induit est généré, ce qui entraîne la rotation du rotor.

La différence entre la vitesse de rotation synchrone et la vitesse de rotation réelle est appelée glissement. Le glissement augmente avec le couple de charge. La puissance (W) d’un moteur peut être calculée à partir de la vitesse de rotation nominale et du couple nominal.

Autres informations sur les moteurs triphasés

1. Câblage des moteurs triphasés

La méthode de câblage des moteurs triphasés diffère selon la méthode de démarrage. Quatre méthodes de démarrage différentes sont présentées ici.

Démarrage direct

Il s’agit d’une méthode de démarrage qui consiste à appliquer le courant alternatif triphasé directement aux bornes du moteur triphasé par l’intermédiaire d’un contacteur électromagnétique. Le câblage est facile, mais le courant qui traverse le moteur pendant le démarrage (courant de démarrage) est plusieurs fois supérieur au courant nominal.

Il est souvent utilisé pour les moteurs de petite capacité dont le courant de démarrage est faible.

Démarrage étoile-triangle

Il s’agit d’une méthode de démarrage dans laquelle le moteur est démarré avec une connexion en étoile, puis commuté sur une connexion en triangle.

Il existe deux types de câblage de moteur : le câblage en étoile et le câblage en triangle. Le câblage en étoile nécessite 1/3 de courant de démarrage en moins que le câblage en triangle et c’est donc la méthode de démarrage utilisée pour les moteurs triphasés avec des courants nominaux plus élevés.

La boîte à bornes d’un moteur à démarrage étoile-triangle comporte six bornes U, V, W et X, Y, Z. L’alimentation triphasée est connectée respectivement à UVW et XYZ. En dehors des enroulements du stator, il y a un circuit avec un contacteur électromagnétique combiné à une minuterie, qui commute automatiquement entre le câblage en étoile et le câblage en triangle.

Démarrage par réacteur

Un réacteur est connecté entre le moteur triphasé et l’alimentation pendant le démarrage, et le circuit du réacteur est déconnecté par un contacteur électromagnétique et une minuterie quelque temps après le démarrage.

Démarrage par onduleur

Un onduleur est un dispositif électrique qui contrôle la vitesse d’un moteur triphasé. Il peut modifier à volonté la puissance et la fréquence de l’alimentation en courant alternatif triphasé.

L’installation d’un onduleur permet de démarrer le moteur à partir d’une fréquence basse de quelques Hz et de réduire le courant de démarrage.

2. Vitesse de rotation des moteurs triphasés

La formule pour calculer le nombre de tours est 120 x fréquence de l’alimentation en courant alternatif ÷ nombre de pôles.

Par exemple, pour un moteur à 4 pôles alimenté en 50 Hz, le nombre de tours est de 120 x 50 ÷ 4 = 1500 tr/min.

Cependant, les moteurs triphasés tournent avec un léger décalage par rapport à la fréquence de l’alimentation. Ce retard est exprimé par un coefficient de glissement. Si le facteur de glissement est de 5 %, la vitesse sera de 1500 x (1-0,05) = 1425 tr/min.

Pour contrôler la vitesse d’un moteur triphasé, il faut contrôler soit la fréquence, soit le nombre de pôles, mais le nombre de pôles ne peut pas être modifié en raison de la structure du moteur. Par conséquent, la vitesse est contrôlée en modifiant la fréquence. Actuellement, les variateurs sont utilisés pour contrôler la vitesse des moteurs triphasés.

Qu’est-ce qu’un bras robotisé ?

Un bras robotisé est un robot industriel dont la forme rappelle le mouvement d’une main humaine.

Le robot est principalement composé d’une section manipulateur comprenant six axes de rotation et des liens, d’une section main pour saisir les charges et d’une section contrôleur pour commander le robot et vérifier son état actuel.

Lors de l’introduction d’un robot, une barrière de sécurité doit être prévue pour assurer la sécurité des travailleurs. Toutefois, les robots dits coopératifs (robots coopératifs) n’ont pas nécessairement besoin de barrières de sécurité si une évaluation des risques est effectuée et que le robot peut être utilisé à un niveau de risque approprié.

Utilisations des bras robotisés

Les bras robotisés sont divisés en liens séries et liens parallèles en fonction de la méthode de connexion des liens. Les liens en série sont connectés de manière linéaire, tandis que les liens parallèles sont connectés en parallèle.

Les robots à liaison série sont des robots dans lesquels un maillon est suivi du maillon suivant en série. Ils se caractérisent par une large gamme de mouvements et la capacité d’approcher et de travailler sous un certain angle, comme le ferait une main humaine. Les robots à liaison série sont utilisés dans les applications suivantes, en tirant parti de leur grande liberté de mouvement :

1. Soudage

Il s’agit du processus d’assemblage des carrosseries de voitures et d’autres composants en faisant fondre le métal des composants. Le soudage peut être effectué par des robots afin de garantir une soudure précise avec peu de variations, ce qui devrait améliorer la qualité.

2. Assemblage

Ce travail consiste à assembler des pièces saisies dans d’autres pièces, à serrer des vis, etc. Les robots à articulation verticale peuvent également prendre en charge des tâches effectuées par la main de l’homme et reproduire fidèlement le travail d’artisans qualifiés.

3. Peinture

Il s’agit d’une tâche pour laquelle un pistolet à peinture fixé à l’extrémité d’un robot à articulation verticale est utilisé pour appliquer de la couleur sur la carrosserie d’une voiture ou d’un autre objet.

Les robots à liens parallèles sont des robots dont les liens parallèles sortent de la base, la patte du robot étant attachée à l’extrémité du lien. Les liens parallèles se caractérisent par leur rapidité de mouvement et sont utilisés pour les applications suivantes :

1. Emballage de boîtes

Emballer des produits alimentaires (par exemple des confiseries emballées individuellement) qui arrivent sur un tapis roulant dans des barquettes en plastique.

2. Inspection

Travail au cours duquel une caméra suspendue au plafond est utilisée pour juger de la qualité des pièces et déterminer si elles doivent ou non passer au processus suivant.

Principe du bras robotisé

Un robot industriel se compose de trois éléments : un manipulateur, qui effectue l’opération, un contrôleur de robot, qui déplace et contrôle le manipulateur, et un pendentif d’apprentissage, qui enseigne l’opération au manipulateur.

Les manipulateurs à liaison série sont constitués de liaisons et d’axes rotatifs. Il existe six axes rotatifs, chacun étant généralement entraîné par un servomoteur à courant alternatif. Chacun de ces six axes effectue les mouvements suivants :

1. rotation : le corps entier est tourné
2. bras inférieur : déplace le corps d’avant en arrière en bougeant le bras inférieur
3. bras supérieur : déplacement du bras de haut en bas
4. pivotement du poignet : rotation des bras
5. flexion du poignet : plier le poignet
6. rotation du poignet : rotation du poignet

Autres informations sur le bras robotisé

1. Programmation du bras du robot

Lorsque le robot effectue un mouvement, le contrôleur du robot reçoit les coordonnées de position (X, Y, Z) de la patte du manipulateur et les coordonnées de rotation (Rx, Ry, Rz) de la patte. Les moteurs de chaque axe se déplacent en fonction de la position de la patte et de l’angle de rotation, ce qui permet au robot d’effectuer le mouvement souhaité.

Apprendre au robot à enseigner une position à l’aide d’un pendentif d’apprentissage
Les pendentifs d’apprentissage sont des dispositifs d’entrée qui permettent de mémoriser (enseigner) des positions au robot. Le robot peut être déplacé directement à l’aide d’un clavier ou d’un écran tactile, et sa posture peut être enseignée et reproduite par le robot.

Les pendentifs d’apprentissage conventionnels pour les robots industriels nécessitent une familiarisation avec leur fonctionnement. Ces dernières années, certains robots ont été développés avec une technique connue sous le nom d’apprentissage direct, qui permet même aux débutants d’enseigner facilement.

Programmation des coordonnées sur un ordinateur personnel
Cette méthode consiste à programmer le robot sur un ordinateur personnel et à spécifier les coordonnées du robot.

Jusqu’à présent, la programmation de type codage, comme le langage C, était la méthode la plus répandue, mais le codage exige des compétences en programmation et le débogage du programme prend beaucoup de temps.

Ces dernières années, un nombre croissant de fabricants de robots ont fourni des outils de programmation de type simulateur. Il s’agit d’outils de programmation qui projettent un modèle de robot sur un PC et permettent à l’utilisateur de manipuler le robot sur le PC pour apprendre les coordonnées. La caractéristique de cet outil est que les mouvements du robot peuvent être compris visuellement et que les mouvements du robot peuvent être enseignés sans qu’il soit nécessaire de maîtriser le codage.

Reconnaissance des coordonnées par reconnaissance d’image
Une caméra prend des images du dessus, détermine où le robot doit se déplacer ensuite et calcule automatiquement les coordonnées. Cette méthode est utilisée pour la préparation de commandes en vrac. Le prélèvement en vrac est un processus au cours duquel des pièces sont empilées au hasard dans des boîtes, puis saisies et placées sur un tapis roulant ou emballées dans des boîtes pour le processus suivant.

La reconnaissance d’images est utile pour les tâches où le robot doit se déplacer à des coordonnées différentes à chaque fois, mais il est important de noter que la construction d’un système est coûteuse.

2. Rôle du bras robotique industriel

Les bras robotiques industriels sont de plus en plus populaires dans divers secteurs, tels que les usines, les sites de fabrication et les centres de distribution. L’avantage de l’introduction d’un bras robotisé est qu’il peut travailler à la place des personnes, même la nuit ou pendant les vacances, sans prendre de pause. Pour ces utilisateurs, le bras robotisé devrait contribuer à des solutions d’économie de main-d’œuvre et de travail pour résoudre les pénuries de main-d’œuvre et améliorer la productivité.

On dit qu’une grande partie des erreurs qui se produisent dans la production sont des erreurs humaines, et le travail humain peut entraîner des variations de qualité et une réduction de l’efficacité. L’introduction de bras robotisés industriels peut contribuer à réduire les erreurs humaines et à maintenir une qualité constante du travail et des produits. De plus, comme les données relatives à l’historique de la production sont conservées, il est possible de les analyser pour améliorer la qualité et d’obtenir un retour d’information rapide en cas de réclamation.

De plus, les robots peuvent être utilisés pour manipuler des matériaux dangereux, travailler en hauteur, effectuer des tâches lourdes telles que le transport d’objets lourds, et des tâches nécessitant de la précision, lorsqu’il existe un risque de blessure ou une possibilité d’accident, garantissant ainsi la sécurité des travailleurs et améliorant l’environnement de travail.

Qu’est-ce qu’une scie à métaux ?

Une scie à métaux est une lame de scie en forme de beignet qui est fixée à une machine de découpe et utilisée pour couper des matériaux et usiner des rainures.

Elle est fabriquée en acier à outils rapide (HSS) et peut traiter une large gamme de matériaux. Elles peuvent être réaffûtées et utilisées de nombreuses fois jusqu’à ce que le diamètre circulaire de la lame soit réduit au-delà des limites de la machine de coupe.

La vitesse de rotation étant plus lente que celle des machines de coupe à grande vitesse qui utilisent une meule, cette caractéristique permet de travailler avec moins de projections d’étincelles et de poussières.

Utilisations des scies à métaux

Les scies à métaux sont utilisées pour couper des bois ronds, carrés et des cornières en L, ainsi que pour couper des matériaux sensibles à la chaleur de friction, tels que les tuyaux en PVC et l’aluminium, qui ne conviennent pas aux machines de coupe à grande vitesse. En revanche, les matériaux tels que les métaux non ferreux et les tuyaux en PVC nécessitent le choix d’une lame adaptée au matériau concerné.

Comme elles sont moins susceptibles de produire des étincelles, elles peuvent être utilisées dans des zones où des précautions contre le feu doivent être prises. Selon le type de scie, l’angle de l’étau ou de la pince qui maintient le matériau en place peut être modifié à volonté, ce qui permet de réaliser des coupes angulaires.

Principe des scies à métaux

Bien qu’il s’agisse de la même machine de coupe, leurs caractéristiques sont sensiblement différentes de celles des machines de coupe à grande vitesse équipées de meules. Tout d’abord, les scies à métaux ne tournent pas aussi vite que les tronçonneuses à grande vitesse et génèrent donc moins de poussière.

Par rapport aux meules, la lame s’use plus rapidement et doit être réaffûtée plus vite. Si le diamètre de la lame devient trop petit après plusieurs affûtages, son remplacement est coûteux et prend du temps.

Les meules ont une durée de vie relativement longue et peuvent continuer à couper pendant longtemps. Toutefois, la vitesse d’usinage est légèrement inférieure à celle des scies à métaux, et la meule tourne à grande vitesse, ce qui génère de grandes quantités d’étincelles et de poussière. L’environnement de travail doit faire l’objet d’une attention particulière.

De plus, les scies à métaux sont moins affectées par la chaleur, de sorte que les bavures sont moins susceptibles d’apparaître sur la section transversale après la coupe, et la surface coupée présente l’avantage d’une finition propre.

Autres informations sur les scies à métaux

1. Différences entre les scies à métaux et les scies à main

Une scie à main est une “scie”, c’est-à-dire une bande de métal munie d’un tranchant. Les scies à métaux sont entièrement fabriquées dans un matériau dur tel que le HSS, alors que les scies à main n’utilisent le HSS que pour le tranchant.

La bande de métal est élastique et peut être affaiblie par l’application d’une force. Le métal est fixé à une poignée et coupé manuellement contre l’objet.

La principale différence entre les scies à métaux et les scies à main est le tranchant, alors que les scies à main ont une “griffe” sur les côtés gauche et droit de la lame pour améliorer la coupe. Les scies à métaux n’ont pas cette “griffe”.

2. Conditions de coupe des scies à métaux

Les conditions de coupe des scies à métaux dépendent du matériau à couper, du matériau de la scie à métaux et du travail effectué dans chaque processus.

La vitesse de coupe peut être réglée selon les cas suivants :

Cas où une vitesse de coupe plus lente est nécessaire :

• Cas où la priorité est donnée à la durée de vie de la scie à métaux
• Cas où le matériau à travailler est un matériau dur
• Cas où une coupe grossière doit être effectuée
• Cas où un nouveau travail doit être entamé
• Cas où la scie à métaux est soumise à une usure importante

Cas où la vitesse de coupe est augmentée :

• Cas où le matériau à usiner présente une bonne usinabilité
• Cas où un degré élevé de finition est requis (pour une coupe de finition proche de l’achèvement ou pour une finition de précision des détails)

L’avance par lame est réglée selon les cas suivantes :

Cas où l’avance doit être réduite :

• Cas où la pièce est instable lorsqu’elle est montée sur la machine de découpe, ou lorsque la forme de la pièce est mince ou instable
• Cas où des scies à métaux minces et flexibles doivent être utilisées
• Cas où un degré élevé de finition est requis (pour une coupe proche de la finition ou une finition de précision des détails)
• Cas où il y a de petits copeaux sur l’arête de coupe et où la vitesse d’avance est réduite, sans toutefois être inférieure à la vitesse d’avance minimale
• Cas où des rainures profondes sont réalisées

Cas où la vitesse d’avance est augmentée :

• Cas où le matériau présente une bonne usinabilité
• Cas où les surfaces de travail sont intermittentes
• Cas où l’usure de la surface de dégagement augmente de manière significative
• Cas où la machine vibre (des vibrations se produisent et des marques de vibration sont laissées sur la pièce)

3. Affûtage des scies à métaux

Lorsque les lames de scie en métal sont affûtées à plusieurs reprises, leur diamètre diminue progressivement. Tant que la lame peut atteindre l’objet coupé, elle peut être réaffûtée et réutilisée, mais si la lame ne peut plus atteindre l’objet coupé par la machine de coupe, la scie à métaux doit être remplacée.

Si l’affûtage est effectué le plus rapidement possible, il est possible d’éviter les fissures dans la scie à métaux et d’autres problèmes de fonctionnement. L’entretien des copeaux de la machine à découper permet également de prolonger la durée de vie de la scie à métaux et de réduire les coûts d’exploitation.

4. Machines utilisées en combinaison avec les scies à métaux

Les machines utilisées avec la scie à métaux comprennent les scies à ruban et les scies à froid. Les scies à froid ont une surface de coupe plus nette que les scies à ruban et sont utilisées lorsqu’une coupe de haute précision est nécessaire.

Ces deux machines peuvent être utilisées en combinaison avec des scies à métaux pour obtenir des capacités d’usinage plus élevées. Elles peuvent également couper une large gamme de matériaux en sélectionnant les lames et en ajustant les conditions de coupe. De plus, les progrès récents de la technologie de l’automatisation permettent d’atteindre une productivité et une sécurité élevées lorsque ces machines sont automatisées.

Scies à ruban
Les scies à ruban sont des machines qui utilisent des lames larges et fines pour effectuer la coupe. L’épaisseur du matériau à couper dépend de la longueur de la lame. Les scies à ruban sont également très productives car elles peuvent alimenter le matériau automatiquement.

Scies à froid
Les scies à froid utilisent des lames en forme de disque pour couper, les lames tournant à grande vitesse pour couper le matériau.

Qu’est-ce qu’un tuyau en polyéthylène ?

Les tuyaux en polyéthylène sont des tuyaux fabriqués en polyéthylène. Ils sont utilisés pour les conduites de gaz, les conduites de produits chimiques dans les usines chimiques et les conduites d’approvisionnement et de distribution d’eau.

Le polyéthylène présente une excellente résistance aux intempéries et aux produits chimiques, de sorte qu’il n’y a pas de risque d’eau rouge due à la rouille, comme c’est le cas avec les tuyaux en acier. Le polyéthylène est également flexible car il s’agit d’un matériau résineux, ce qui présente l’avantage de rendre les réseaux de canalisations enterrés plus résistants aux tremblements de terre et autres catastrophes.

Utilisations des tuyaux en polyéthylène

Les tuyaux en polyéthylène ont attiré l’attention ces dernières années, principalement en tant que tuyaux d’infrastructure pour l’acheminement de l’eau et du gaz. Les tuyaux en polyéthylène peuvent être utilisés dans toutes les applications, à l’exception des fluides à haute température, par exemple comme tuyaux de distribution d’eau en raison de leur excellente résistance à la rouille et de l’hygiène de l’eau, comme tuyaux d’égout en raison de leur stabilité chimique et de l’absence de blocages causés par la rouille rouge, et comme tuyaux de climatisation en raison de leur légèreté et de leur rapidité d’installation.

De plus, les tuyaux en polyéthylène réticulé peuvent être utilisés à des températures inférieures à 95°C pour l’approvisionnement en eau chaude sans se détériorer sur une longue période.

Caractéristiques des tuyaux en polyéthylène

Par rapport aux tuyaux en acier traditionnellement utilisés pour les conduites enterrées, les tuyaux en polyéthylène sont supérieurs en ce sens qu’ils ne rouillent pas, ne se corrodent pas dans les sols corrosifs ou les zones affectées par le sel, ont d’excellentes propriétés d’isolation électrique et ne sont pas sujets à la corrosion électrique, et sont moins sujets aux obstructions de tuyaux causées par l’adhérence du calcaire.

Les avantages du matériau en résine sont sa légèreté, qui rend le transport et l’installation plus efficaces, sa facilité de pliage et sa résistance aux tremblements de terre en raison de sa flexibilité.

Les joints des tuyaux en polyéthylène comprennent les joints de fusion, les joints mécaniques et les joints d’électrofusion. Dans le cas des joints par fusion, le point d’insertion du côté du tuyau en polyéthylène et le point de réception du côté du joint sont chauffés dans une machine chauffante pour les faire fondre ensemble.

Cette méthode nécessite un contrôle de la température de chauffage, ce qui rend souhaitable l’utilisation d’une machine de chauffage dédiée, et elle est également quelque peu problématique en termes de maniabilité. L’électrofusion (EF), un type d’assemblage par électrofusion, est une méthode qui permet de surmonter cette difficulté.

Cette méthode est très intéressante du point de vue de la simplicité d’utilisation : le chauffage est effectué en alimentant le joint à l’aide d’un fil chauffant électrique intégré, qui fait fondre et fusionne simultanément le tuyau et le joint, réalisant ainsi un joint complètement intégré.

En raison des nombreux avantages décrits ci-dessus, les tuyaux en polyéthylène sont souvent présentés comme une alternative aux tuyaux en acier conventionnels et devraient contribuer à la création de villes résistantes aux catastrophes, qui sont récemment devenues plus importantes dans la société, et, en fin de compte, à la réalisation d’une société durable.

Tuyaux à double couche en polyéthylène

Les tuyaux en polyéthylène à double paroi sont des tuyaux en polyéthylène dotés d’une structure à deux couches composée d’une couche extérieure résistante aux intempéries (une couche de polyéthylène contenant du noir de carbone) et d’une couche intérieure résistante à l’eau chlorée (une couche de polyéthylène naturel). Ils sont largement utilisés dans les applications d’approvisionnement en eau, principalement dans les tuyaux d’eau, les tuyaux de drainage et les tuyaux temporaires.

Grâce à son excellente flexibilité, il peut suivre avec souplesse les affaissements du sol et les tremblements de terre. Il présente également une excellente stabilité chimique, de sorte qu’il n’y a pas de risque de corrosion dans le sol dans lequel il est enterré.

De plus, il est hygiénique car il n’utilise aucun additif nocif. Il est donc idéal pour les canalisations d’eau potable en termes de qualité de l’eau et d’hygiène, car il n’y a pas de rouille et très peu d’adhérence du calcaire.

Cette tuyauterie se caractérise par une surface intérieure extrêmement lisse et une faible résistance au frottement, ce qui signifie que l’adhérence du calcaire est extrêmement faible. Par conséquent, elle présente l’excellente caractéristique d’une très faible réduction du débit au fil du temps.

Différences entre les tuyaux en polyéthylène et en PVC

Les deux types de tuyaux étant fabriqués en matière plastique, ces deux matériaux sont souvent confondus, mais il convient de noter que leurs caractéristiques et leurs applications sont différentes.

Comme nous l’avons expliqué au début de cet article, les tuyaux en polyéthylène sont faits de polyéthylène et sont très flexibles, ce qui les rend très résistants aux tremblements de terre lorsqu’ils sont enterrés.

Les tuyaux en PVC, quant à eux, sont des tuyaux en chlorure de polyvinyle et présentent un certain degré de flexibilité, mais pas autant que les tuyaux en polyéthylène.

Durée de vie des tuyaux en polyéthylène

Les tuyaux en polyéthylène sont connus pour leur longue durée de vie.

Il existe une demande pour des conduites d’eau ayant une durée de vie de plus de 100 ans, et une grande durabilité est également requise pour les conduites en polyéthylène destinées à la distribution d’eau. Au Japon, le rapport 2013 de l’A<association des systèmes de canalisations en polyéthylène pour la distribution de l’eau (POLITEC) est un exemple d’étude sur ce sujet.

L’étude a examiné la vérification contre la pression interne et externe, contre les tremblements de terre (résistance sismique) et contre le chlore résiduel (résistance à l’eau chlorée).

Les résultats ont montré que toutes les vérifications dépassaient 100 ans dans les conditions supposées définies, ce qui indique que les canalisations en polyéthylène pour la distribution d’eau ont une durée de vie bien supérieure à 100 ans.

Tuyaux en polyéthylène haute densité

Les tuyaux en polyéthylène haute densité (polyéthylène d’une densité comprise entre 0,942 et 0,970) présentent une excellente résistance aux chocs et une grande souplesse (caractéristiques de flexion et d’inflexion).

Par conséquent, le matériau des tuyaux est résistant aux dommages, même en cas de catastrophe. En raison de ces excellentes propriétés physiques, le matériau est utilisé dans le génie civil, l’agriculture, l’exploitation minière et d’autres domaines, tels que les tuyaux de drainage routier longitudinal, les travaux de réhabilitation des canaux, les travaux de conversion des ponceaux des canaux à petite échelle, divers travaux de drainage des eaux de pluie et les tuyaux de drainage des sites d’élimination des déchets industriels.

Qu’est-ce qu’un robinet à boisseau sphérique ?

Un robinet à boisseau sphérique est un robinet dont le clapet est en forme de boule. En principe, il fonctionne soit en ouverture totale, soit en fermeture totale. Il ne convient pas au réglage du débit par ouverture.

Cependant, comme la voie d’écoulement interne est identique au diamètre du tuyau, il n’y a pratiquement pas de perte de pression. C’est pourquoi ils sont souvent utilisés dans des endroits où il n’y a pas de problème de commande en ouverture ou en fermeture totale. La résistance à la corrosion peut également être assurée en changeant le matériau.

Utilisations des robinets à boisseau sphérique

Les robinets à boisseau sphérique sont utilisés dans un large éventail d’applications, des produits de consommation courants aux applications industrielles. Dans les produits de consommation, les robinets à boisseau sphérique sont utilisés pour les robinets des cuisinières à gaz. Ils peuvent également être utilisés pour les vannes de conduites d’eau.

Dans les applications industrielles, ils sont utilisés dans de nombreuses situations en raison de leur très faible perte de charge et de leurs performances élevées en matière de fermeture. Ils sont particulièrement utilisés dans les conduites d’eau et de gaz.

Ils sont également utilisés dans les conduites transportant des solides alimentaires et dans les conduites de drainage contenant des boues, car il n’y a pas d’obstruction dans la voie d’écoulement lorsqu’elles sont complètement ouvertes. En appliquant un revêtement PFA à l’intérieur ou en fabriquant le robinet en PVC ou en PTFE, il peut également être utilisé dans des lignes chimiques telles que l’acide chlorhydrique.

Principe des robinets à boisseau sphérique

La construction d’un robinet à boisseau sphérique est très simple. Il contient un clapet de vanne en forme de boule avec un trou cylindrique à l’intérieur, qui s’ouvre et se ferme en le faisant tourner de 90°. La direction de la poignée est généralement complètement fermée si elle est perpendiculaire au canal d’écoulement et complètement ouverte si elle est parallèle au canal d’écoulement. Comme ils sont facilement identifiables, il n’y a pas de risque de mauvaise manipulation.

Toutefois, en raison de leur construction, ils ne conviennent pas pour le contrôle du débit. Le PTFE est souvent utilisé pour assurer l’étanchéité du clapet. Il est autolubrifiant et peut être utilisé pour de nombreux fluides, mais pas à des températures élevées comme dans les conduites de vapeur. En cas de températures et de pressions élevées, il convient d’utiliser des matériaux résistants à la chaleur ou des joints métalliques.

Plus l’alésage d’un robinet à boisseau sphérique est important, plus le couple d’ouverture et de fermeture est élevé en raison de la grande surface de contact entre le joint et la sphère ; au-delà de 100 A, le couple est considérablement plus élevé et il est difficile d’ouvrir le robinet à la main.

Autres informations sur les robinets à boisseau sphérique

1. Sens d’écoulement des robinets à boisseau sphérique

Il existe différents types de robinets (vannes), tels que les robinets-vannes, les clapets anti-retour, les robinets à soupape et les robinets à tournant sphérique. Les différents types ont des caractéristiques différentes.

Les robinets-vannes et les robinets à boisseau sphérique ne contrôlent pas le débit. Les robinets à soupape peuvent contrôler le débit, mais ont une perte de charge plus importante. Chaque vanne a également ses propres restrictions en ce qui concerne le sens d’écoulement.

Les clapets anti-retour sont installés pour empêcher les retours d’eau, de sorte que le débit s’écoule dans un sens et non dans l’autre. Les robinets à soupape sont également unidirectionnels. En fonction de leur construction, ils peuvent également être utilisés dans le sens inverse. Les robinets-vannes et les robinets à boisseau sphérique n’ont pratiquement aucune restriction quant au sens de l’écoulement.

Les robinets à boisseau sphérique fonctionnent en tournant la poignée de 90° pour arrêter le fluide. En raison de leur simplicité de fonctionnement, ils peuvent être ouverts et fermés plus rapidement que les robinets-vannes. Toutefois, il faut veiller à éviter les coups de bélier. En général, la poignée est considérée comme ouverte si elle est parallèle à la tuyauterie.

2. Robinets à boisseau sphérique à passage intégral

Il existe deux types de robinets à boisseau sphérique : à passage réduit et à passage intégral. Les robinets à passage réduit ont un diamètre d’ouverture du clapet inférieur au diamètre de passage de la tuyauterie. Les robinets à passage intégral ont le même diamètre d’alésage que l’alésage de la tuyauterie et l’ouverture du clapet.

La perte de charge est plus faible dans un robinet à passage intégral que dans un robinet à passage réduit. C’est pourquoi des calculs de perte de charge sont effectués lors de la conception de la tuyauterie, afin de déterminer si un alésage réduit ou un alésage complet doit être envisagé. S’il y a un problème de perte de charge en raison d’une perte de charge plus élevée, on utilisera un passage intégral.

Qu’est-ce qu’une fraise à bout sphérique ?

Une fraise à bout sphérique est une fraise, un outil de coupe utilisé dans les machines-outils, dont l’extrémité est de forme sphérique.

La forme de la section transversale de la surface de coupe est à angle droit en raison de la forme plate des fraises à bout sphérique, alors que la forme de la section transversale peut être incurvée lors de la coupe avec une fraise à bout sphérique.

L’utilisation d’une fraise à bout sphérique permet de former librement des surfaces incurvées tant que le rayon de courbure est supérieur au rayon de la sphère de la fraise à bout sphérique, sans avoir recours à un centre d’usinage à 5 axes doté d’un mécanisme d’inclinaison de l’outil de coupe.

Utilisations de la fraise à bout sphérique

La fraise à bout sphérique convient à l’usinage de surfaces courbes. Il est particulièrement utilisé pour la copie et l’usinage R sur les machines-outils à commande numérique. Outre les surfaces courbes, la fraise à bout sphérique peut également être utilisé pour les surfaces planes, les poches et diverses autres formes. Cependant, comme la pointe de la lame est sphérique, l’usinage sans R n’est pas possible.

Les fraiseuses à 4 et 5 axes permettent de découper une grande variété de formes, ce qui les rend adaptées à la fabrication de pièces et de moules pour l’automobile et l’aéronautique, qui requièrent des formes complexes. De plus, le point zéro de la vitesse périphérique de la pointe de l’outil peut être contré, ce qui augmente la durée de vie de la lame et la vitesse de la pièce à usiner.

Principe de la fraise à bout sphérique

La fraise à bout sphérique est une méthode d’usinage permettant de découper des surfaces courbes en trois dimensions. Elle est devenue indispensable pour les moules et les composants de plus en plus complexes. Pour les surfaces courbes, la surface de coupe peut être finie avec une grande précision et, si elle est finie avec une grande précision, le temps nécessaire au processus de polissage manuel pour la finition peut être réduit.

L’inconvénient du fraisage en bout de bille est que la pointe de la lame est sphérique, ce qui laisse une cuspide lors de la coupe de surfaces planes. Par conséquent, la finition de la surface n’est pas très bonne. Pour améliorer la rugosité de la surface, les trajectoires d’usinage doivent se chevaucher, ce qui augmente le temps de coupe. La précision de la surface usinée dépend également du point de contact entre la fraise à billes et le matériau à couper. Par conséquent, en inclinant la fraise à billes et en coupant au point où la lame peut bien couper, il est possible de couper avec une grande précision et d’éviter la rupture de l’outil. Cependant, l’angle doit être ajusté pour s’adapter à la surface incurvée du matériau, ce qui augmente la difficulté de la programmation.

L’inclinaison des fraises n’est pas possible avec les machines à 3 axes, alors que les machines à 5 axes permettent de gagner du temps et d’obtenir une coupe de haute précision.

Autres informations sur les fraises à bout sphérique

1. Comment utiliser les fraises à bout sphérique

La forme ronde et sphérique de l’arête de coupe signifie que les fraises à bout sphérique peuvent être utilisées pour couper n’importe quelle forme, y compris les surfaces planes, les surfaces latérales et les surfaces sphériques, ainsi que pour arrondir les angles à l’aide du rayon de la fraise à bout sphérique. En raison de la nature sphérique de l’arête de coupe, le diamètre de l’outil augmente progressivement de la pointe vers l’extérieur et la vitesse de rotation change également.

Comme le diamètre de l’outil à la pointe est nul, la vitesse de rotation reste nulle quelle que soit la vitesse de rotation de l’outil. Par conséquent, l’usinage uniquement à la pointe, où la rotation est nulle, ne produit pas de bons résultats pour la fraise ni pour la pièce, comme des surfaces sales ou des arêtes déversées. Pour obtenir de bons résultats d’usinage avec une fraise à bout sphérique, il est important d’utiliser la plus grande partie possible de l’extérieur de la face de coupe et d’entrer en contact avec la pièce à une vitesse de rotation élevée.

Sur les machines à 5 axes dont les angles de la table et de la broche sont librement variables, la fraise ou la table peut être inclinée à n’importe quel angle pour obtenir une bonne précision. Il n’est pas impossible d’usiner des surfaces planes avec une fraise à billes. Bien que cela prenne plus de temps qu’avec une fraise, il est possible d’usiner une surface plane en la décalant de moitié (10 mm pour 20 mm) par rapport au diamètre de la bille et en remplissant la surface plane.

Dans ce cas, la surface sera sensiblement irrégulière et non propre. Bien qu’elle soit limitée aux utilisations d’ébauche, une seule fraise à billes peut être utilisée universellement pour tout, des formes de surface complexes à l’usinage de surfaces planes avec usinage latéral.

2. Fraises à billes à pointe

Pour les fraises à billes de grand diamètre, supérieur à 20 mm, il existe des modèles pleins et des modèles à deux arêtes de coupe amovibles et interchangeables. Les plaquettes interchangeables ne peuvent pas être réaffûtées et réutilisées, comme c’est le cas pour les modèles pleins.

En revanche, elles sont faciles à remplacer en cas de détérioration du tranchant, ce qui est simple et réduit le temps nécessaire pour changer les lames. Selon le type de pointe, il en existe deux : l’une pour l’ébauche et l’autre pour la finition ; pour l’ébauche, une pointe est symétrique en haut et en bas.

Dans de nombreux cas, une pointe peut être utilisée pour deux opérations d’usinage si elle est retournée et ajustée après utilisation. Les billes pour la finition sont des plaquettes monoblocs en forme de demi-lune et ne peuvent pas être réusinées en remontant les arêtes de coupe comme c’est le cas pour l’ébauche.

3. Machines utilisées

Les principaux types de machines utilisées avec les fraises à billes sont les toupies CNC à 3 axes, les toupies CNC à 4 axes et les toupies CNC à 5 axes. Chaque défonceuse CNC lit les données 3D créées par un logiciel de CAO/FAO et les traite à l’aide de fraises à billes.

La précision de l’usinage peut être ajustée en fonction du rayon de l’arête de coupe de la fraise à billes, du nombre de tours et de la vitesse de progression. Récemment, des machines dotées d’une fonction de coupe à grande vitesse ont également été introduites spécifiquement pour l’usinage à grande vitesse.

• Défonceuses CNC à 3 axes
  Les fraiseuses CNC à 3 axes sont commandées par trois axes – X, Y et Z – et conviennent pour le fraisage plan et le rainurage à faible profondeur.
• Défonceuses CNC à 4 axes
  Les défonceuses CNC à 4 axes possèdent un axe rotatif en plus des axes X, Y et Z. Elles conviennent à l’usinage tridimensionnel et à la gravure, car elles peuvent tourner pendant l’usinage.
• Défonceuses CNC à 5 axes
  Les défonceuses CNC à 5 axes disposent d’un axe de basculement en plus de l’axe 4 axes, ce qui permet d’usiner des formes plus complexes.

Qu’est-ce qu’un collier de serrage ?

Les colliers de serrage sont des pièces métalliques en forme d’anneau utilisées pour fixer des raccords tels que des tuyaux en caoutchouc.

Également appelés manivelles, ils sont utilisés dans diverses machines industrielles.

Structure des colliers de serrage

Il existe deux types de colliers de serrage : les colliers à vis, qui sont serrés par des vis, et les colliers à ressort, qui sont serrés par la force du ressort du collier lui-même.

Colliers de serrage filetés

Les colliers de serrage filetés sont disponibles en version filaire et en version à vis sans fin.

Parmi les colliers de serrage à vis, le type à fil présente la structure illustrée à la figure 2, où l’anneau comporte une plaque de serrage et lorsque le boulon est serré, l’ensemble de l’anneau est également serré.

Parmi les colliers de serrage filetés, le type à vis sans fin possède un cadre sur la surface de l’anneau.

Lorsque la vis sans fin est serrée, le bouton de la bande et l’élément de calfeutrage qui se déplace à l’unisson avec la vis sans fin s’engagent et se déplacent sur la périphérie de l’anneau, comme indiqué par la flèche orange, attirant la bande et la serrant.

La force de la vis permet de serrer fortement le collier de serrage, de sorte que le tuyau peut être fixé en toute sécurité même si le diamètre du collier de serrage est plus grand et plus large.

Collier de serrage à ressort

Les colliers de serrage à ressort sont disponibles en version à fil et en version à plaque.
Les colliers de serrage à ressort à fil sont constitués d’un seul fil recourbé en forme de collier.

Lorsque le tuyau est serré, il est écarté dans le sens de la flèche jaune-vert et serré par la force du fil qui reprend sa forme initiale, comme indiqué par la flèche orange, de sorte que le tuyau peut être fixé avec une force légère.

Les colliers de serrage à plaque sont constitués d’une plaque courbée en forme de collier et, comme le type à fil, serrent par la force de la plaque qui tente de revenir à sa forme initiale.

Outre le type à plaque unique, il existe également un type à double plaque avec une section de plaque double, et la force de serrage est plus importante dans le type à double plaque que dans le type à plaque unique.

Plus la taille du collier de serrage à plaque est grande, plus la force de réaction du ressort est importante et plus il est difficile à manipuler, de sorte que le diamètre et la largeur du collier de serrage sont déterminés par des normes.

Matériaux du collier de serrage

Comme indiqué ci-dessus, les colliers de serrage sont fabriqués en métal, souvent résistant à la corrosion et beaucoup moins sensible aux détériorations environnementales que les bandes de fil de fer ou de plastique.

Ces colliers de serrage sont disponibles en deux matériaux : acier inoxydable et acier plaqué.

Les colliers de serrage plaqués acier sont moins chers mais plus susceptibles de rouiller.

Par conséquent, lorsqu’ils sont utilisés dans des environnements spéciaux tels que les usines et les ports, les colliers de serrage en acier inoxydable sont utilisés pour leur résistance à la corrosion.

Conclusion

Comme décrit ci-dessus, il existe de nombreux types de colliers de serrage en termes de structure (méthode de fixation), de matériau et de taille.

Il est important de choisir et d’utiliser le collier de serrage approprié en fonction de l’environnement dans lequel il est utilisé, du type de tuyau auquel il est fixé et de son application.

Qu’est-ce qu’une presse à chaud ?

Une presse à chaud est un dispositif qui applique une pression élevée à un matériau chauffé à haute température en vue de sa transformation.

La température élevée du métal le ramollit et l’application d’une pression forte dans cet état permet la transformation du plastique. Les presses à chaud sont donc largement utilisées dans de nombreux domaines.

La méthode de pressurisation des presses à chaud est essentiellement un type à axe unique qui applique la pression dans une seule direction. Il existe toutefois des types à axes multiples qui peuvent appliquer la pression dans plusieurs directions. Elles peuvent être sélectionnées en fonction de l’application souhaitée. Les températures utilisées dans les presses à chaud vont de quelques centaines de degrés jusqu’à plus de 2 000 °C requises pour le traitement des céramiques.

Utilisations des presses à chaud

Il existe deux principaux types de presses à chaud, chacun d’entre eux étant utilisé à des fins différentes.

1. Presse à chaud pour l’assemblage

Les presses à chaud d’assemblage sont utilisées pour assembler et former des métaux et des matériaux composites. Elles sont utilisées à des températures relativement basses, de l’ordre de plusieurs centaines de degrés Celsius. Les presses à chaud d’assemblage utilisent la chaleur et la pression pour assembler les matériaux et fabriquer des produits de haute qualité.

2. Presse à chaud de frittage

Cet équipement est utilisé pour produire des substrats en céramique et des films d’oxyde métallique. Les presses à chaud pour le frittage sont utilisées pour les matériaux qui nécessitent un traitement à haute température, comme l’oxyde d’aluminium et d’autres substrats en céramique et en film d’oxyde métallique.

En pressant la poudre d’oxyde d’aluminium sous haute pression, il est possible d’obtenir des céramiques extrêmement dures.

Principe des presses à chaud

Le pressage à chaud est une méthode de traitement qui combine des températures élevées et une forte pression. La pression hydraulique est d’abord utilisée pour la pressurisation. La pression peut varier de 1 MPa (environ 10 fois la pression atmosphérique) à 70 MPa, selon l’équipement.

Dans les machines à axe unique, la pression est appliquée à la pièce dans une seule direction. En revanche, dans les types multi-axes, la pression peut être appliquée dans plusieurs directions, car certains matériaux nécessitent une pression dans plus d’une direction.

Les appareils de chauffage permettent d’atteindre des températures élevées, jusqu’à environ 2 500 °C. Les températures élevées peuvent être obtenues par chauffage par résistance à l’aide d’éléments chauffants en graphite. Dans un mécanisme de presse à chaud simple, des produits tels que des feuilles de plastique sont fabriqués en chauffant deux plaques plates, en plaçant une feuille de matériau entre elles et en pressant.

Parce qu’ils sont utilisés à des températures élevées, les produits fraîchement fabriqués sont souvent très chauds et ne peuvent pas être déplacés tant que la chaleur n’a pas diminué. Dans ce cas, des systèmes de refroidissement sont installés pour réduire le temps de traitement.

Autres informations sur les matériaux à haute résistance

1. Presses à chaud pour matériaux à haute résistance à la traction

Le châssis, également connu sous le nom de colonne vertébrale d’une automobile, est directement lié à la résistance et à la rigidité du véhicule. Comme il joue également un rôle important dans la protection des passagers en cas d’accident, sa résistance a été accrue par l’utilisation de matériaux métalliques lourds et épais. Cependant, les préoccupations environnementales ont conduit à une forte volonté de réduire le poids des véhicules afin d’améliorer la consommation de carburant. L’utilisation de matériaux métalliques (matériaux à haute résistance) qui sont légers, durs et minces a donc été adoptée pour la section du châssis.

Par rapport aux matériaux conventionnels, les matériaux à haute résistance sont très efficaces pour réduire le poids. Cependant, leur résistance élevée les rend difficiles à transformer en produits. Lors du formage des matériaux à haute résistance, il est nécessaire d’utiliser de grandes presses et d’appliquer des charges de formage élevées, ce qui augmente également les poches de ressort. La formation de poches de ressorts est un phénomène qui se produit lorsque la force nécessaire pour redonner à un objet sa forme initiale est supérieure à la force nécessaire pour modifier la forme de l’objet (pressage).

En raison de la difficulté à reproduire la précision du formage et la contrainte exercée sur les matrices, le traitement des matériaux à haute résistance à la traction dans les presses conventionnelles (presses à froid) a été considéré comme très difficile. Les presses à chaud, en revanche, chauffent les matériaux durs à haute résistance à la traction et les ramollissent pour faciliter le formage. De plus, les poches de ressort peuvent être supprimées, ce qui facilite l’obtention d’une précision dimensionnelle exacte.

2. Avantages et inconvénients de la presse à chaud

Outre l’avantage de faciliter le processus de formage, les presses à chaud ont également pour effet d’augmenter la résistance du produit. En appliquant une pression sur le matériau chauffé dans le moule pour le refroidir et le durcir, un effet de trempe se produit et le produit fini devient encore plus solide. Le plus grand avantage des presses à chaud est que le produit est mou pendant le processus de formage et puis devient dur.

En revanche, les presses à chaud présentent l’inconvénient d’entraîner des coûts de production très élevés. Un four est nécessaire pour chauffer le matériau, ce qui implique un investissement initial et des coûts d’exploitation. De plus, le temps nécessaire à la production est beaucoup plus long que pour les produits pressés de manière conventionnelle, car le produit a besoin de temps pour refroidir dans le moule pendant la production.

D’autres restrictions s’appliquent aux traitements supplémentaires. En raison de leur grande résistance, ils ne peuvent pas être remodelés et sont limités au perçage et à la découpe.