Généralités – processus de fabrication
La création de ressorts de qualité est une tâche délicate. En effet, pour s’adapter aux variations de propriétés des matériaux, l’ajustement des machines modernes nécessite une grande expertise de la part des opérateurs. Dans cet article, nous allons nous intéresser à la conception des ressorts fabriqués à froid, qui est la méthode la plus répandue.
Le fil est livré aux fabricants de ressorts sous forme de bobines. Avant d’obtenir le produit fini, plusieurs étapes de manipulation doivent être effectuées. Certaines de ces opérations peuvent être réalisées manuellement, comme l’enroulement du fil autour d’un axe pour former le corps d’un ressort. Cependant, dans un souci de productivité, la fabrication industrielle est principalement réalisée à l’aide de machines spécialisées.
Les machines
Voici le principe de fonctionnement le plus couramment utilisé pour la fabrication (à froid) de ressorts hélicoïdaux en fil rond.
Le fil provenant de la bobine est mis en mouvement par les galets d’entraînement de la machine. Tout d’abord, il passe à travers une série de galets qui le redressent afin qu’il atteigne la zone de déformation avec une géométrie régulière.
Une fois passé par les galets d’entraînement, le fil est poussé dans la zone de déformation. Dans cette zone, des obstacles sont progressivement placés sur la trajectoire du fil pour lui donner forme.
Afin d’assurer une géométrie régulière du ressort, le moment où les outils interviennent est contrôlé par des cames ou par une commande numérique. Grâce à ce type de machine, il est possible de réaliser le corps du ressort ainsi que certaines extrémités. Une fois mis en forme, le ressort est généralement soumis à d’autres opérations.
Les opérations de finition
Après avoir quitté la machine, il est souvent nécessaire d’effectuer un traitement thermique de revenu pour éliminer les contraintes internes accumulées lors de la déformation plastique du fil. Ce traitement thermique augmente également la limite élastique de certains matériaux. Le ressort est placé dans un four dont la température varie entre 200 degrés Celsius et 480 degrés Celsius, pendant une durée pouvant aller de 5 minutes à 4 heures. Lorsque les conditions de production le permettent, le four est directement placé après la machine. Les ressorts tombent alors sur un tapis roulant et traversent le four à une vitesse adaptée pour y rester le temps nécessaire.
Pour améliorer la résistance à la fatigue du ressort, il est possible de le soumettre à un traitement de grenaillage. Cette opération consiste à déformer plastiquement la surface du matériau en le bombardant avec des billes projetées à grande vitesse. Pour obtenir un grenaillage efficace, il est essentiel que celui-ci soit réalisé de manière uniforme, car la rupture du ressort survient toujours dans la zone la plus faible. Les meilleurs résultats sont obtenus en utilisant une grenaille homogène en acier dur trempé et revenu, dont la dureté doit être supérieure à celle des pièces traitées. Cette opération ne peut être effectuée que sur des ressorts présentant suffisamment d’espace entre les spires.
Il est également courant d’appliquer des traitements anticorrosion en recouvrant la surface du ressort d’un matériau protecteur. C’est généralement la dernière étape du processus de fabrication du ressort. Une fois cette étape terminée, le ressort est contrôlé puis conditionné en vue de sa livraison. Les procédures de conditionnement et de contrôle sont spécifiques à chaque type de ressort.
En conclusion, la fabrication de ressorts requiert une grande expertise, tant au niveau de la conception que de l’ajustement des machines. Les différentes étapes, de la manipulation du fil à la réalisation des opérations de finition, sont essentielles pour obtenir des ressorts de qualité.
