La fabrication de ressorts de qualité est une opération délicate qui requiert un grand savoir-faire. Dans cet article, nous nous intéressons à la conception des ressorts fabriqués à froid, qui est la méthode la plus répandue.
Les étapes de fabrication
Le processus de fabrication commence avec la livraison du fil aux fabricants de ressorts sous forme de bobines. Plusieurs manipulations sont nécessaires avant d’obtenir le produit fini. Certaines de ces opérations peuvent être réalisées manuellement, comme enrouler le fil autour d’un axe pour former le corps du ressort. Cependant, pour des raisons de productivité, la fabrication industrielle est principalement réalisée à l’aide de machines spécialisées.
Les machines utilisées
La machine la plus couramment utilisée pour la fabrication de ressorts hélicoïdaux à fils ronds est la machine à fabriquer les ressorts (SMI). Cette machine entraîne le fil provenant de la bobine à l’aide de galets. Le fil est redressé lorsqu’il passe à travers une première série de galets, afin d’obtenir une géométrie régulière avant d’entrer dans la zone de déformation.
Dans cette zone, des obstacles sont placés sur la trajectoire du fil pour lui donner sa forme finale. Pour garantir une géométrie régulière, le moment d’arrivée des outils est contrôlé par des cames ou par commande numérique. Ce type de machine permet de façonner le corps du ressort ainsi que certaines extrémités. Une fois la forme obtenue, le ressort est soumis à d’autres opérations de finition.
Les opérations de finition
Après sa sortie de la machine, le ressort subit souvent un traitement thermique de revenu. Ce traitement élimine les contraintes internes accumulées lors de la déformation plastique du fil et augmente la limite élastique de certains matériaux. Le ressort est placé dans un four à air dont la température varie entre 200 et 480 degrés Celsius, pendant une durée allant de 5 minutes à 4 heures. Idéalement, le four est positionné juste après la machine, de sorte que les ressorts tombent directement sur un tapis roulant et traversent le four à la vitesse désirée.
Pour augmenter la résistance à la fatigue du ressort, on peut également réaliser un grenaillage. Cette opération consiste à déformer plastiquement la couche superficielle du matériau en le martelant avec des billes projetées à grande vitesse. Pour être efficace, le grenaillage doit être régulier, car c’est toujours dans la zone la plus faible que le ressort se rompt. Les meilleurs résultats sont obtenus avec une grenaille homogène en acier dur trempé et revenu, dont la dureté doit être supérieure à celle des pièces traitées. Cependant, cette opération ne peut être réalisée que sur les ressorts présentant un espace suffisant entre les spires.
Enfin, des traitements anticorrosion sont régulièrement effectués en recouvrant la surface du ressort avec un matériau protecteur. Cette étape est généralement la dernière du processus de fabrication. Le ressort est ensuite contrôlé et conditionné avant d’être livré. Les procédures de conditionnement et de contrôle sont spécifiques à chaque type de ressort.
En conclusion, la conception des ressorts est un processus complexe qui demande une expertise et un savoir-faire particulier. Les machines spécialisées ainsi que les différentes opérations de finition garantissent la qualité et la résistance des ressorts.
