Machpro 865B 17/03/08

Renouveau dans l’hydroformage

Une société suédoise a développé et breveté de nouvelles méthodes de production appelées à « réinventer » la technique de l’hydroformage. Aujourd’hui, cette entreprise innovante assure offrir à ses clients la solution la plus rentable au monde pour la production de composants hydroformés. Son investissement en machines-outils CNC joue un rôle clé dans ce processus.

Conception de l’hydroformage léger
L’hydroformage est un procédé peu coûteux consistant à mouler des métaux malléables en pièces de construction à la fois légères et rigides. Le matériau à température ambiante est pressé dans un moule sous l’effet d’eau à haute pression. Cette technique permet de produire des formes complexes qu’il serait difficile, voire impossible, d’obtenir par l’estampage conventionnel. Les pièces hydroformées présentent également un meilleur rapport rigidité-poids et un coût à l’unité plus avantageux que les pièces estampées et soudées. Le procédé en soi n’est pas nouveau : on lui doit de nombreux objets emblématiques du siècle écoulé, du casque des soldats britanniques de la Première Guerre Mondiale aux robinets de cuisine des années 1950. Mais cette technologie de formage du métal est aujourd’hui en plein essor.

C’est dans ce contexte que la société suédoise Hydroforming Design Light (HDL) AB, basée à Vansbro, a développé et breveté une conception de machine et des solutions d’outillage destinées à mettre l’hydroformage au diapason de l’industrie moderne et de ses contraintes de coûts. « Pendant longtemps, » nous explique le directeur général Alvar Palmcrantz, « l’hydroformage est resté plus ou moins réservé aux industries à gros volumes, comme l’automobile, ou aux secteurs qui bénéficient d’une haute disponibilité de capitaux d’investissement, comme l’aéronautique. Tout cela va changer. Toutes choses égales par ailleurs, notre modèle de machine représente une fraction de l’investissement qu’exigent les autres solutions sur le marché. » Car c’est bien d’un fabricant de machines qu’il s’agit. En effet, Hydroforming Design Light AB fabrique et assemble ses propres hydroformeuses. Pour l’heure, cependant, la société génère l’essentiel de son chiffre d’affaires en exploitant ses processus innovants en tant que sous-traitant. « Actuellement nous sommes avant tout un sous-traitant, » confirme Alvar Palmcrantz. « Nous avons déjà des clients désireux d’acheter nos machines et dans un ou deux ans, nous serons peut-être en mesure de capitaliser directement sur notre technologie; mais ce n’est pas encore le cas. »

Douceur et puissance de l’hydraulique
Mais quels sont, au juste, les avantages de l’hydroformage ? Avec le volume correct et la pression suffisante, l’eau est un outil très puissant. Il suffit de penser par exemple aux effets considérables de l’érosion par l’eau. L’hydroformage permet d’étirer le matériau de façon plus régulière que ne le permettent les techniques de formage conventionnelles comme l’estampage ou l’emboutissage. Plus économique, ce procédé donne aussi des pièces plus légères – avec un poids parfois réduit de moitié. L’hydroformage présente plusieurs autres avantages par rapport aux techniques plus courantes : possibilité de mouler des sections plus profondes, outillage moitié moins coûteux, réduction de l’effet de retour élastique du matériau, meilleure précision dans les détails et meilleur fini de surface. Hydroforming Design Light a introduit trois variations importantes dans le procédé d’hydroformage. L’hydroformage de tubes consiste à placer une pièce tubulaire dans un outil qui est ensuite rempli d’un fluide à des pressions atteignant 4 000 bars, jusqu’à ce que la déformation plaque le tube dans la cavité de l’outil. Cette méthode est notamment appropriée pour les composants automobiles tels que pièces d’échappement, leviers ou garnissages. L’hydroformage de feuilles consiste à placer par-dessus un outil une fine plaque de matériau qui est ensuite moulée contre le profilé par un fluide à haute pression. De nombreux panneaux de véhicules sont produits de cette manière. Enfin, l’hydroformage par gonflage consiste à dilater deux feuilles de métal qui sont ensuite jointes par soudage au laser à l’intérieur de l’outil. Cette technique permet par exemple de fabriquer des réservoirs d’huile ou de carburant.

Investissement en maîtrise de procédé
Ces trois procédés ont en commun de nécessiter des moules de précision. Récemment encore, HDL sous-traitait la fabrication de ces moules à des ateliers d’usinage locaux. « Nous avons acheté un centre d’usinage à broche verticale CNC Haas VF5 du Haas Factory (A.147) Outlet local, une division d’Edstroms, essentiellement pour fabriquer nos outils et nos moules, » explique Alvar Palmcrantz. « À terme, lorsque nous aurons plus de machines Haas, nous serons capables d’assurer en interne la fabrication d’au moins 50-60 % de notre outillage. Avec une croissance comme la nôtre, il est impératif de pouvoir fabriquer soi-même ses outils. » Bien que la société soit encore relativement jeune, son chiffre d’affaires dépasse déjà 1,5 million d’euros. D’après HDL, ce résultat pourrait encore quadrupler d’ici la fin 2008. HDL appartient au groupe Hydroscand, qui fournit des composants aux industries européennes depuis 1969. Le chiffre d’affaires total du groupe avoisine les 100 millions d’euros, à raison d’une augmentation d’au moins 20 % par an sur les cinq dernières années. « Nous avons également acheté la machine Haas afin d’être aussi réactif que possible aux demandes de nos clients, » poursuit Alvar Palmcrantz.

« L’un des aspects les plus impressionnant de la machine, c’est que nous pouvons usiner les moules en acier aussi rapidement que les moules en aluminium, comme il nous arrive de le faire pour des commandes de faible volume. Cette rapidité est évidemment un atout. Cela dit, étant donné la complexité des cavités que nous devons usiner, il n’est pas rare qu’un moule reste sur la Haas un jour entier, voire deux. »

L’imagination comme limites
Aujourd’hui, Hydroforming Design Light a pour principal client Volvo Truck. Il est évident que si les constructeurs et équipementiers constituent encore le plus gros de la clientèle, ce procédé innovant présente un potentiel plus vaste. La société travaille actuellement sur des projets client très divers, depuis des bâtons de ski jusqu’aux pièces d’échangeur thermique/refroidisseur d’eau en passant par les composants de télécoms, les portes de réfrigérateurs et les cadres de siège pour l’aéronautique. Dans toutes ces applications, les pièces hydroformées permettront des économies de matériau et de poids sans compromis sur la solidité.
« Dans une autre application, nous avons fabriqué des tubes de structure hexagonale pour mâts d’antenne, » ajoute Alvar Palmcrantz. « Notre conception a permis d’augmenter de 40 % la résistance du composant. D’après nos calculs, pour un mât de 30 m de haut, notre version pèserait 89 kg contre 1 400 kg avec des pièces de fabrication traditionnelle. Notre modèle permettrait au client d’employer de l’acier inoxydable; bien que ce matériau soit quatre à cinq fois plus cher que l’acier galvanisé par exemple, l’ensemble reviendrait toujours moins cher. » « Ce n’est pas l’épaisseur du matériau qui détermine la rigidité de la pièce – c’est la forme, » conclut-il. « Avec l’hydroformage, on a très peu de limites... hormis peut-être l’imagination du concepteur ! »