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.