L'emboutissage transforme une tôle plane en une pièce creuse ou en relief, non développable, en la déformant entre un poinçon et une matrice. Là où le pliage se contente d'une arête droite, il fait couler le métal dans plusieurs directions à la fois, ce qui permet d'obtenir des godets, des coques et des formes gauches d'une seule pièce.
Une déformation en volume, pas une simple pliure
Une pièce pliée peut toujours être remise à plat sans étirer le métal : ses surfaces sont développables. Une pièce emboutie ne le peut pas. Pour former le fond et la paroi d'un godet, la matière du flan doit se resserrer dans le sens circonférentiel et s'allonger dans le sens radial ; l'épaisseur varie, et la surface finale diffère de celle du flan. Ce changement de surface définit l'emboutissage, plus encore que l'outil employé.
On distingue l'emboutissage profond, où le flan glisse sous un serre-flan et alimente la paroi, de l'emboutissage par expansion, où le bord est bloqué et où le relief se forme uniquement par amincissement, comme pour une nervure de raidissement. La plupart des pièces réelles combinent les deux modes, décrits en détail dans la fiche sur le principe de l'emboutissage.
Emboutissage, pliage et repoussage : trois façons de former
Le pliage déforme la tôle le long d'une ligne droite ; il convient aux boîtiers, cornières et profils, mais ne sait pas créer de fond bombé. Le repoussage forme lui aussi des pièces creuses, par passes successives d'une molette sur une tôle qui tourne autour d'un mandrin. Il se limite aux pièces de révolution et aux petites séries, alors que l'emboutissage, plus coûteux en outillage, produit vite et en grand nombre. La comparaison est développée dans la fiche sur le repoussage au tour.
Dans le langage courant des ateliers, le mot s'emploie aussi pour des formages légers réalisés dans un outil de découpe : bossages, crevés, nervures, collets autour d'un trou. Il s'agit bien de mise en forme par déformation plastique, sur une faible hauteur.
Les grandes familles de pièces embouties
- Pièces de révolution creuses : godets, coupelles, boîtiers cylindriques, fonds de récipients, corps de filtres.
- Pièces prismatiques creuses : bacs, cuves, éviers, carters, boîtes rectangulaires aux angles arrondis.
- Coques et panneaux de grande taille : ailes, portes, capots, pavillons de carrosserie, faces d'appareils ménagers.
- Pièces de structure : renforts, traverses, longerons, souvent en aciers à haute résistance.
- Petites pièces techniques : contacts, cosses, agrafes, supports, produites à grande cadence en outil progressif.
Les usages par secteur sont présentés dans la fiche consacrée aux applications de l'emboutissage.
Ce que le procédé exige
L'emboutissage demande une matière ductile, capable de s'allonger sans se rompre : aciers doux d'emboutissage, inox austénitiques, alliages d'aluminium à l'état recuit, cuivre et laiton. Il demande aussi un outillage spécifique à chaque pièce, conçu et mis au point avant la production, ce qui le réserve aux séries où cet investissement se répartit sur un grand nombre de pièces. La forme, enfin, doit respecter des règles de conception : rayons suffisants, dépouilles, profondeur compatible avec la matière, absence d'angles vifs au fond.
Selon la température de travail, on parle d'emboutissage à froid, de loin le plus répandu, ou d'emboutissage à chaud, employé pour les aciers à très haute résistance. L'enchaînement complet des opérations figure dans la fiche sur le processus d'emboutissage.
Termes voisins à connaître
- Flan : tôle découpée à la forme et à la taille nécessaires avant mise en forme.
- Serre-flan : pièce de l'outil qui retient la périphérie du flan pour éviter les plis.
- Réemboutissage : passe supplémentaire qui réduit le diamètre et augmente la hauteur.
- Étirage : amincissement volontaire de la paroi entre poinçon et matrice, utilisé pour les boîtes de boisson.
- Hydroformage : formage par un fluide sous pression, qui remplace le poinçon ou la matrice.