EP3541545A1 - Procédé de formage électrohydraulique et dispositif associé - Google Patents

Procédé de formage électrohydraulique et dispositif associé

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Publication number
EP3541545A1
EP3541545A1 EP17798192.5A EP17798192A EP3541545A1 EP 3541545 A1 EP3541545 A1 EP 3541545A1 EP 17798192 A EP17798192 A EP 17798192A EP 3541545 A1 EP3541545 A1 EP 3541545A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blank
cavity
mold
liquid
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17798192.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gilles Avrillaud
Romain MERCIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ADM28 SARL
Original Assignee
ADM28 SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ADM28 SARL filed Critical ADM28 SARL
Publication of EP3541545A1 publication Critical patent/EP3541545A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/06—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure by shock waves
    • B21D26/12—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure by shock waves initiated by spark discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B21D26/023—Deforming sheet bodies including an additional treatment performed by fluid pressure, e.g. perforating

Definitions

  • the present invention relates to a method and an electrohydraulic forming device.
  • Electrohydraulic forming makes it possible to deform a blank of material against a mold by application of a dynamic pressure. For this purpose, an electrical discharge is generated between at least two electrodes in a cavity filled with liquid, for example water. An electric arc is then formed between the two electrodes causing a high temperature gradient and the vaporization of the liquid. A pressure wave, also commonly known as a "shock wave", moves at high speed and presses the blank of material against the mold. Electrohydraulic forming is particularly advantageous in comparison with other forming processes since it allows for a reduced springback and to obtain improved engraving type details and / or sharp angles and / or elongations before breaking. pieces to form.
  • Preforming the part by applying a quasi-static pressure makes it possible to favor the material blank in the mold, thus reducing the deformation of the material to by electrohydraulic forming and thus to reduce the forming time in the case where it is necessary to recharge the high-voltage pulsed electrical generator between two discharges or to reduce the size of the generator in the case where it would be desirable to carry out the successive discharges without having to wait between discharges that the generator is charging.
  • the filling time of the cavity with water under pressure can be relatively long, especially when using a pump having a limited flow rate.
  • the cavity must be refilled with liquid and be pressurized by a pump which increases the time required for forming the workpiece.
  • the present invention aims in particular to overcome the disadvantages of the aforementioned prior art.
  • the present invention proposes, in a first aspect, a method of electrohydraulically forming a blank of material in which
  • a blank of material to be deformed is placed between a mold and a blank holder
  • a liquid-tight cavity is filled with electrodes in which there are electrodes up to a predetermined liquid level
  • a hydraulic preforming of the blank of material is carried out, the blank of material being pushed towards the mold by the liquid of the cavity under pressure, thus undergoing a first deformation
  • an electrohydraulic forming of the blank of material is carried out, the blank of material being pressed against the mold by at least one pressure wave generated by an electric discharge between at least two electrodes, thus undergoing a second deformation.
  • the liquid of the cavity is pressurized for hydraulic preforming by moving all or part of one of the walls of the cavity.
  • the liquid in the cavity can be pressurized more quickly than using a pressurized pump whose flow rate is limited. We thus gain in cycle time.
  • the equipment to be used is less complex because it is not necessary to generate water under pressure.
  • a vacuum is created between the blank of material and the mold after contacting the blank of material with the liquid of the cavity in order to improve the hydraulic and electrohydraulic forming efficiency.
  • the liquid in the cavity is pressurized by moving the assembly formed by the mold and the material blank into the cavity.
  • the blank of material is then held against the mold by the blank holder and the entire blank of material moves at the same time as the mold towards the interior of the cavity and thus approaches the electrodes.
  • the mold is then mounted on the plate of a press to provide the necessary pressure for hydraulic preforming.
  • the mold and this wall can be mounted on a double-acting press.
  • the first effect can be used by the mobile wall supporting at least two electrodes to pressurize the liquid present in the cavity.
  • the second effect can be used by the mold to adjust the pressure exerted on the blank of material.
  • the assembly formed by the mold and the blank of material is moved while the electrodes are fixed.
  • the liquid in the cavity is pressurized by moving a wall having the electrodes inwardly of the cavity.
  • an electrohydraulic forming device for a blank of material comprising:
  • a sealed cavity capable of being filled with a liquid and one of whose walls comprises the blank of material
  • a blank holder capable of holding the blank of material against the mold.
  • the cavity comprises at least one movable wall, and the displacement of the movable wall is able to put the liquid of the cavity under a pressure sufficient to generate a deformation of the blank of material against the mold.
  • the device of the invention eliminates the use of a pressurized pump to pressurize the liquid.
  • a pressurized pump is expensive and increases the complexity of the device.
  • the flow rate of such a pump being limited, the pressurization of the tank is slower.
  • the pressurization of the liquid being made following the displacement of a movable wall, it is not necessary to refill the liquid cavity between each forming cycle of a new part.
  • the device comprises a vacuum pump.
  • the electrohydraulic forming device comprises a vacuum pump.
  • the vacuum pump makes it possible to evacuate the mold and the blank of material and makes it possible to obtain hydraulic and electrohydraulic forming more effective.
  • the vacuum pump can also be used to evacuate the interior of the cavity when filling the tank. This avoids the presence of air between the blank of material and the liquid of the cavity, which also allows to obtain a more efficient hydraulic and electrohydraulic forming.
  • the cavity is formed at least in part by the frame.
  • the device When the cavity is formed in part in the frame, the device is less complex and less bulky.
  • the at least two electrodes are carried by a base resting on a bottom wall of the frame.
  • the blank holder is distinct from the frame, the blank holder extends longitudinally in the frame towards the electrodes and preferably surrounds at least part of the electrodes.
  • the blank holder serves as a reflector and prevents the shock waves from propagating towards the walls of the cavity or the frame and to prevent their damage, particularly with regard to the welds, if it is made of a welded structure.
  • the movable wall comprises the blank of material and the assembly formed by the mold and the blank of material is mounted on a movable platen of a press.
  • the assembly formed by the blank of material and the mold can therefore move inside the cavity and inwardly of the cavity to pressurize the liquid present in the cavity.
  • the blank of material is moved inwardly of the cavity towards the electrodes by moving the mold when the blank of material is held against the mold by the blank holder.
  • the assembly formed by the mold, the blank of material and the blank holder is mounted on a movable platen of a press.
  • the blank holder is then directly screwed onto the blank of material and cooperates with the blank of material.
  • the assembly formed by the mold and the blank of material is mounted on a movable platen of a press, and the blank holder is mounted on at least one jack, a first end of each jack being fixed on the bottom wall of the frame, a second end of each cylinder being fixed to the blank holder.
  • the blank of material is then placed on the blank holder and the mold is pressed on the blank of material.
  • the pressure exerted by the blank holder can therefore be regulated independently, independently of the pressure exerted by the mold on the blank holder. This is particularly advantageous when the wall supporting the electrodes is fixed and the cavity is pressurized by moving the assembly formed by the mold and the blank holder to the inside of the cavity.
  • the at least one jack is a gas spring.
  • the pressure exerted on the blank of material is then constant regardless of the position of the mold in the frame, since the mold is in contact with the blank of material.
  • the assembly formed by the mold and the blank of material is mounted on a first plate of a press
  • the frame comprises a movable wall supporting the at least two electrodes mounted on a second mobile plate of a press, the second plate of the press being preferably able to provide a pressure greater than that which can be provided by the first plate of the press.
  • the two plates of a double-acting press can be used to move, on the one hand, the mobile wall of the frame supporting the at least two electrodes in order to pressurize the liquid present in the cavity and, d on the other hand, the mold to adjust the pressure exerted on the blank of material.
  • Pressurizing the liquid in the cavity being limited by the force of the press, it may be advantageous to use the double-acting press platen to provide a greater force to pressurize the liquid by moving the wall supporting the electrodes. Less pressure can be used to adjust the pressure on the blank of material.
  • the frame comprises a part that is not movable on which the blank holder.
  • the blank holder may rest directly on the non-movable portion of the bottom wall of the frame comprising the electrodes.
  • the blank of material is then placed on the blank holder and the mold is pressed on the blank of material.
  • the pressure exerted by the mold on the blank of material, and thus the pressure exerted on the blank of material, can be adjusted using the plate of the double-acting press.
  • the blank holder can also rest indirectly on the non-movable portion of the bottom wall of the frame.
  • the wall is not mounted on a press but is the movable wall of a piston, the cavity then forming one of the compartments of the piston.
  • FIGS. 1 to 4 illustrate various stages of an electrohydraulic forming process according to the invention, the method being implemented implemented with an electrohydraulic forming device according to a first embodiment
  • FIG. 5 illustrates an electrohydraulic forming device according to a second embodiment and an associated electrohydraulic forming method
  • FIG. 6 illustrates an electrohydraulic forming device according to a third embodiment and an associated electrohydraulic forming method. Detailed description of several embodiments of the invention
  • FIG. 1 represents an electrohydraulic forming device 100 according to a first embodiment.
  • This electrohydraulic forming device 100 comprises a frame 1 10 and a mobile plate 120 of a press on which is mounted a mold 130.
  • the plate 120, and therefore the mold 130, are movable relative to the frame 1 10.
  • a blank of material 150 to be deformed is placed between the mold 130 and a blank holder 140.
  • the blank holder makes it possible to hold the blank of material against the mold 130.
  • the blank holder is in facing relation of the mold, and more particularly of a wall of the mold, and cooperates with the mold to hold the blank of material against it.
  • the blank holder 140 is fixed on the mold 130. The blank holder 140 is therefore distinct from the frame.
  • the frame 1 10 comprises a bottom wall 1 12 and a side wall 1 14.
  • the bottom wall 1 12, the side wall 1 14 and the blank of material 150 define a cavity intended to be filled with a liquid, for example the water.
  • the cavity is sealed by sealing means, for example by an O-ring 195 present on a side wall of the mold 130. The sealing of the cavity is thus provided between the mold 130 and the side wall of the frame 1 14.
  • Electrodes 160 On the bottom wall 1 12 are mounted at least two electrodes 160 connected to current supply conductors, which may be, for example, cables or insulated metal plates (not shown in the drawings). These current supply conductors may be connected to an electrical generator for generating high voltage pulses sufficient to cause an electric discharge between two electrodes 160.
  • the current supply conductors may pass sealingly through the walls of the built or pass over the edges of the walls of the frame.
  • the electrical generator for generating high voltage pulses may comprise several modules simultaneously charged and discharged successively by the two electrodes if the electrohydraulic forming is carried out using several successive discharges.
  • one of the electrodes is formed by the bottom wall 1 12 of the frame.
  • a pumping circuit associated with a pump 180 makes it possible to fill the cavity with liquid.
  • the liquid inside the cavity is pressurized by moving a movable wall of the cavity, here the blank of material and more particularly the assembly formed by the mold 130, the material blank 150 and the blank clamp 140.
  • a pressure gauge 182 is used to measure the pressure inside the cavity and may be associated with a control system to manage the pressure in the cavity. This control system can, among other things, control the stopping of the movable wall of the cavity, when the pressure measured in the cavity is sufficient to allow hydraulic forming of the blank of material 150 against the mold 130.
  • a vacuum pump 170 makes it possible to evacuate the cavity and the space between the mold 130 and the blank of material 150 to be deformed.
  • the vacuum created in the cavity makes it possible to avoid the presence of air at the interface between the blank of material 150 and the liquid and at the interface between the blank of material 150 and the mold cavity 130. Hydraulic and electrohydraulic forming is thus improved.
  • the electrohydraulic forming device 100 comprises a valve associated with a pressure switch 184.
  • the valve associated with the pressure switch makes it possible to reduce the pressure of the liquid in the cavity before the electrohydraulic forming. This step reduces the voltage required to generate an electrical discharge between the electrodes, which would be higher by keeping the liquid under pressure.
  • a first step the blank of material 150 to be deformed between the mold 130 and the blank holder 140 is placed and the blank holder 140 is clamped against the blank of material 150, for example by means of screws. Then, the liquid already present in the cavity in which the electrodes 160 are located is filled or leveled with the aid of the pump 180 while also creating a depression in the cavity using the vacuum pump 170. The created depression promotes the filling or leveling of the cavity and also reduces the amount of air present in the cavity and thereby improve the efficiency electrohydraulic forming. The cavity is filled until the blank of material 150 is in contact with the liquid of the cavity. A vacuum is then created between the blank of material 150 and the mold 130 by means of the pump 170.
  • a wall of the cavity is moved, here the assembly formed by the mold 130, the blank of material 150 and the blank holder 140, towards the inside thereof. to reduce the volume of the cavity.
  • the use of a press makes it possible to increase the liquid pressure in the cavity to a predetermined value sufficient to allow hydraulic preforming of the blank of material 150, the liquid pressure in the cavity being in this case limited by the force of the press.
  • the approach of the mold 130 is stopped by the control system when the predefined liquid pressure is measured by the pressure gauge 182.
  • a third step causes at least one electric discharge between the two electrodes 160 so as to create an electric arc between the electrodes. Since the two electrodes 160 are immersed in a liquid, for example water, the electric arc causes a strong temperature gradient until the water is vaporized between the electrodes 160. This vaporization generates a pressure wave, as well. called “shock wave” thereafter, propagating in the liquid to reach the blank of material 150 to deform. Under the effect of the shock wave, the blank of material deforms against the mold as illustrated in FIG. 3. If necessary, other electrical discharges are caused between the two electrodes 160 until the blank of material has the desired shape as shown in Figure 4.
  • the pressure of the liquid in the cavity is reduced before the electrohydraulic forming. This reduces the voltage required to generate an electric discharge between the electrodes, which would be higher by keeping the liquid under pressure. This step makes it possible to use a less expensive and less voluminous electric generator than that used in the step described above.
  • FIG. 5 illustrates a second embodiment of an electrohydraulic forming device 200 which comprises, as in the first embodiment a frame 210, a movable plate 220 of a press on which is mounted a mold 230 and a blank holder 240 for holding the blank of material 250 to deform against the mold 230 cooperating with the mold.
  • the frame 210 has a bottom wall 212 and a side wall 214.
  • the electrodes 260 are mounted on a base 290 comprising, for example, three legs 292 supporting a base 294.
  • the electrodes 260 are sealingly connected through the base 294 to an electrical generator making it possible to generate short pulses of high voltage of high electrical power. sufficient to cause an electrical discharge between two electrodes 260.
  • the blank holder 240 extends longitudinally in the frame towards the electrodes parallel to the side wall 214 of the frame 210 and surrounds the electrodes 260.
  • the blank holder 240 makes it possible to reflect part of the shock wave generated following the electric discharge triggered between the electrodes, which limits the stress of the frame. Indeed, if the frame is biased by the shock waves very regularly, it can be weakened, for example at the welds between its different parts if it is made of welded structure. Thus, a frame with thinner walls can be used.
  • the blank holder 240 may be mounted on one or more cylinders 242 facing the mold, and more particularly one wall of the mold, as illustrated in FIG. 4, one end of each of these cylinders 242.
  • the blank holder is therefore distinct from the mold.
  • the pressure exerted on the blank of material 250 by the blank holder 240 is controlled by the cylinder (s) 242, the blank holder 240 pressing on the mold.
  • the cylinder (s) 242 are gas springs.
  • the pressure exerted on the blank of material is then constant regardless of the position of the mold in the frame, since the mold is in contact with the blank of material.
  • the base 290, and more particularly its base 294, the blank holder 240 and the blank of material 250 define a cavity intended to be filled with a liquid, for example water.
  • a pumping circuit associated with a pump 280 makes it possible to fill the cavity with liquid.
  • Such a cavity has the advantage of being able to be filled in an optimized manner with a smaller volume of liquid compared to the device described in the first embodiment.
  • the cavity is sealed by the addition of sealing means, for example at least one O-ring 295, for example between the side wall of the base 294 of the base 290 and the inner wall of the blank holder 240.
  • sealing means for example at least one O-ring 295, for example between the side wall of the base 294 of the base 290 and the inner wall of the blank holder 240.
  • the seal between the blank holder 240 and the blank of material to be deformed 250 is made using an O-ring 296 included in the upper part of the blank holder 240 and using an O-ring 297 included in the lower part of the mold, for example.
  • the O-ring 296 makes it possible to ensure the seal between the blank of material 250 and the blank holder 240 and the O-ring 297 makes it possible to seal between the blank of material 250 and the mold 230.
  • the vacuum pump 270 is used to evacuate the space between the mold 230 and the blank of material 250 and possibly also to create a vacuum in the sealed cavity when filling or upgrading. it.
  • the pressurization of the liquid in the cavity is carried out with the device described above by bringing the mold 230 closer to the electrodes 260.
  • the pressure gauge 282 is used to measure the pressure inside the cavity and the system control device is used to control the stopping of the movable wall of the cavity, when the pressure measured in the cavity is sufficient to allow a hydraulic forming of the material blank 250 by applying a sufficient quasi-static pressure.
  • the various steps of the electrohydraulic forming process are similar to those described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the blank of material is no longer held against the mold by means of a blank holder screwed onto the mold. .
  • the blank of material 250 to be deformed is deposited on the blank holder 240 and the mold 230 is lowered to come to rest on the blank of material 250 and the blank holder 240.
  • the pressure exerted on the blank 250 by the blank holder 240 can be controlled by the cylinder or cylinders 242, for example gas springs.
  • a wall of the cavity comprising the blank of material is moved, the assembly formed by the blank of material and the mold being mounted on the moving plate of a hurry.
  • the material blank is moved inwardly of the cavity towards the electrodes by moving the mold when the blank of material is held against the mold by the blank holder.
  • the blank of material is held against the mold by a blank holder mounted on the mold.
  • the blank holder is mounted on a jack and cooperates with the mold to hold the blank of material.
  • the assembly formed by the mold, the blank of material and the blank holder is movable.
  • a wall of the cavity supporting the at least two electrodes could be displaced by means of a press.
  • FIG. 6 illustrates an embodiment in which the portion of the wall of the cavity supporting at least two electrodes is movably mounted.
  • the electrohydraulic forming device 300 comprises a frame 310, a mold 230 mounted on a first mobile plate 320 of a press and a blank holder 340 intended to hold the blank of material 350 to deform against the mold 230.
  • the frame 310 has a bottom wall 312 and a side wall 314.
  • the bottom wall 312 comprises a movable wall 316 supporting at least two electrodes 360 and a fixed wall 318.
  • the movable wall 316 is mounted on a second plate 322 of the hurry.
  • the blank holder 340 rests on the part of the bottom wall 312 which is not movable, that is to say on the fixed wall 318.
  • the blank holder 340 is fixed and is located screw mold in the cavity formed by the blank holder 340, the movable wall 316 of the frame 310 supporting the electrodes 360 and the blank of material 350 to deform.
  • the cavity is sealed by the addition of sealing means, for example an O-ring 395 included in the movable wall side wall 316, an O-ring 396 included in the portion of the blank holder 340 in contact with the blank of 350 and a seal 397 included in the portion of the mold 330 in contact with the blank of material 350.
  • the O-ring 395 provides sealing between the movable wall 316 supporting the electrodes 360 and the blank holder 240 and optionally the fixed wall 318 of the bottom wall 312 of the frame 310.
  • the O-ring 396 makes it possible to seal the blank 350 and the mold 330 and the O-ring 397 makes it possible to seal between the blank of material 350 and the blank holder 340.
  • the displacement of the movable wall 316 makes it possible to pressurize the liquid of the cavity formed by the blank holder 340, the movable wall 316 of the frame 310 supporting the electrodes 360 and the blank of material 350 to be deformed.
  • the pressure exerted on the blank of material 350 is regulated by means of the pressure exerted by the plate 320 of the press when the mold 330 is in contact with the blank of material 350.
  • the electrohydraulic forming device comprises a pumping circuit associated with a pump 380, a pressure gauge 382 and a vacuum pump 370 as previously described. It may also include a valve associated with a pressure switch 384.
  • the plate of the press capable of providing a pressure greater than that of the other plate is mounted preferentially on the movable wall 316 supporting the electrodes 360. Indeed, the force to be provided to pressurize the liquid in the cavity is often greater to that which one wishes to exert on the blank of matter.
  • the tray capable of providing the highest force is the top plate.
  • the movable wall 316 supporting the electrodes 316 is then above and the mold 330 below the blank of material to be deformed 350 as illustrated in FIG. 6.
  • the blank of material 350 is placed on the mold 330 and the mold 330 is brought closer to the frame 310 until the blank of material is held between the blank holder 340 and the mold 330 with the blank. desired pressure.
  • the blank clamp thus cooperates with the mold to maintain the blank of material.
  • the cavity formed in part by the frame is filled with the aid of the pump 380 while also advantageously creating a vacuum in the cavity by means of the vacuum pump 370.
  • the fluid 316 supporting the electrodes 316 is above the blank of material 350 to be deformed, the liquid of the cavity is in contact with the blank of material 350 as soon as the pump 380 is actuated to fill the cavity.
  • the cavity is in this case filled until the wall 316 supporting the electrodes 360 is in contact with the liquid of the cavity.
  • a vacuum is then created between the material blank 350 and the mold 330 using the vacuum pump 370.
  • the movable wall 316 of the cavity supporting the electrodes is moved inwardly of the cavity so as to reduce the volume of the cavity.
  • the force exerted on the movable wall 316 makes it possible to increase the liquid pressure in the cavity to a predetermined value sufficient to allow hydraulic preforming of the material blank 350.
  • the approaching of the movable wall 316 is stopped by means of the control system. regulation when the predefined liquid pressure is measured by the pressure gauge 382.
  • a third step at least one electrical discharge is generated between the two electrodes 360 so as to create an electric arc between the electrodes and a "shockwave" propagating in the liquid until it reaches the blank 350 of material to be deformed. . Under the effect of the shock wave, the blank of material is deformed against the mold. If necessary, other electrical discharges are caused between the two electrodes 360 until the blank of material has the desired shape.
  • a wall of the cavity comprising the blank of material or a wall supporting the electrodes is moved. It could also also move all or part of a wall other than those supporting the electrodes or formed by the blank of material.
  • the wall is not mounted on a press but is the movable wall of a piston, the cavity then forming one of the compartments of the piston.
  • an electrohydroforming device and the forming methods described above make it possible to put the liquid of the cavity under pressure more rapidly than by using a pressurized pump whose flow is limited. It is also avoided having to refill the tank with pressurized liquid between each forming cycle of a room. We thus gain in cycle time.
  • the equipment to be used is less complex because it is not necessary to generate water under pressure.

Abstract

Procédé de formage électrohydraulique d'un flan de matière (150) dans lequel -on place un flan de matière (150) à déformer entre un moule (130) et un serre-flan (140), -on remplit de liquide une cavité étanche dans laquelle se trouvent des électrodes (160) jusqu'à un niveau de liquide prédéterminé, -on met en contact le flan de matière (150) avec le liquide de la cavité, -on réalise un préformage hydraulique du flan de matière, -on réalise un formage électrohydraulique du flan de matière. Le liquide de la cavité est mis sous pression pour le préformage hydraulique en déplaçant tout ou partie d'une des parois de la cavité.

Description

Procédé de formage électrohydraulique et dispositif associé
Arrière-plan de l'invention
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de formage électrohydraulique.
Objet et résumé de l'invention
Le formage électrohydraulique permet de déformer un flan de matière contre un moule par application d'une pression dynamique. A cet effet, on génère une décharge électrique entre au moins deux électrodes dans une cavité remplie de liquide, par exemple de l'eau. Un arc électrique est alors formé entre les deux électrodes provoquant un gradient de température élevé et la vaporisation du liquide. Une onde de pression, aussi communément appelée « onde de choc », se déplace à grande vitesse et vient plaquer le flan de matière contre le moule. Le formage électrohydraulique est particulièrement avantageux en comparaison avec les autres procédés de formage puisqu'il permet d'avoir un retour élastique réduit et d'obtenir des détails de type gravure et/ou des angles vifs et/ou des allongements avant rupture améliorés sur les pièces à former.
Dans certains cas, notamment lorsque les pièces à former sont particulièrement profondes, on réalise plusieurs décharges électriques successives.
Afin de réduire le nombre de décharges électriques successives nécessaires et ainsi limiter le temps de formage d'une pièce, il a été proposé de réaliser une étape de préformage hydraulique avant le formage électrohydraulique de la pièce. Pour se faire, on remplit la cavité avec du liquide sous pression tel que décrit par exemple dans le document US7802457 B2. Lorsque la pression de liquide est suffisante, le flan de matière se déforme partiellement contre le moule. On génère ensuite des décharges électriques pour provoquer des ondes de choc et compléter le formage de la pièce jusqu'à atteindre la forme voulue. Le préformage de la pièce par application d'une pression quasi-statique permet de favoriser avalement du flan de matière dans le moule, donc de réduire la déformation de la matière à réaliser par formage électrohydraulique et donc de réduire le temps de formage dans le cas où il faudrait recharger le générateur électrique impulsionnel à haute tension entre deux décharges ou de réduire la taille du générateur dans le cas où l'on souhaiterait réaliser les décharges successives sans avoir à attendre entre les décharges que le générateur se recharge. Dans ce cas, on utilise différents modules chargés simultanément mais déclenchés les uns après les autres. Dans ce cas, l'investissement en termes de générateur électrique est réduit puisque l'on peut utiliser moins de modules.
Un tel procédé présente certains inconvénients. Le temps de remplissage de la cavité avec de l'eau sous pression peut être relativement long, notamment lorsque l'on utilise une pompe présentant un débit limité. De plus, entre chaque cycle de formage d'une nouvelle pièce, la cavité doit être reremplie de liquide et être mise sous pression par une pompe ce qui augmente le temps nécessaire au formage de la pièce.
La présente invention vise notamment à pallier aux inconvénients de l'art antérieur précités.
À cet effet, la présente invention propose, selon un premier aspect, un procédé de formage électrohydraulique d'un flan de matière dans lequel
- on place un flan de matière à déformer entre un moule et un serre- flan,
- on remplit de liquide une cavité étanche dans laquelle se trouvent des électrodes jusqu'à un niveau de liquide prédéterminé,
- on met en contact le flan de matière avec le liquide de la cavité,
- on réalise un préformage hydraulique du flan de matière, le flan de matière étant poussé vers le moule par le liquide de la cavité sous pression, subissant ainsi une première déformation,
- on réalise un formage électrohydraulique du flan de matière, le flan de matière étant plaqué contre le moule par au moins une onde de pression générée par une décharge électrique entre au moins deux électrodes, subissant ainsi une deuxième déformation.
Selon le procédé de l'invention, le liquide de la cavité est mis sous pression pour le préformage hydraulique en déplaçant tout ou partie d'une des parois de la cavité. De cette manière, on peut mettre le liquide de la cavité sous pression plus rapidement qu'en utilisant une pompe pressurisée dont le débit est limité. On gagne ainsi en temps de cycle. Par ailleurs, les équipements à utiliser sont moins complexes car il ne faut pas générer d'eau sous pression.
De manière avantageuse, on crée un vide entre le flan de matière et le moule après la mise en contact du flan de matière avec le liquide de la cavité afin d'améliorer l'efficacité de formage hydraulique et électrohydraulique.
Par ailleurs, en créant un vide dans la cavité lors du remplissage de liquide de la cavité, on favorise le remplissage de la cuve et on évite la présence d'air à l'interface entre le liquide et le moule, ce qui favorise également l'efficacité de formage hydraulique et électrohydraulique. On notera que d'autres moyens peuvent être utilisés pour éviter la présence d'air entre le liquide de la cavité et le flan de matière à déformer.
Dans un mode de réalisation, le liquide de la cavité est mis sous pression en déplaçant l'ensemble formé par le moule et le flan de matière vers l'intérieur de la cavité.
Le flan de matière est alors maintenu contre le moule par le serre-flan et l'intégralité du flan de matière se déplace en même temps que le moule vers l'intérieur de la cavité et se rapproche donc des électrodes. Le moule est alors monté sur le plateau d'une presse afin de fournir la pression nécessaire au préformage hydraulique.
Lorsqu'une paroi de la cavité supportant au moins l'une des électrodes est également mobile, le moule et cette paroi peuvent être montés sur une presse à double effet. Dans ce cas, le premier effet peut être utilisé par la paroi mobile supportant au moins deux électrodes pour mettre sous pression le liquide présent dans la cavité. Le deuxième effet peut être utilisé par le moule pour régler la pression exercée sur le flan de matière.
Dans un mode de réalisation, l'ensemble formé par le moule et le flan de matière est déplacé tandis que les électrodes sont fixes.
Lorsque la paroi supportant les électrodes est fixe, on évite de déplacer les conducteurs d'amenée du courant reliant les électrodes au générateur de tension impulsionnel dans lesquels circulent des courants de l'ordre de quelques dizaines ou centaines de kA. Ces conducteurs d'amenée du courant sont donc lourds, volumineux, et ont tendance à s'endommager du fait des déplacements répétés.
De manière optionnelle, il est également possible de rapprocher l'ensemble formé par le flan de matière et le moule des électrodes entre chaque décharge électrique. Cela permet d'augmenter l'efficacité du formage et de réduire le volume d'eau à utiliser.
Dans un mode de réalisation, le liquide de la cavité est mis sous pression en déplaçant une paroi comportant les électrodes vers l'intérieur de la cavité.
Par ailleurs, la présente invention propose, selon un second aspect, un dispositif de formage électrohydraulique d'un flan de matière comprenant :
- un bâti,
- une cavité étanche apte à être remplie par un liquide et dont l'une des parois comporte le flan de matière,
- au moins deux électrodes placées dans la cavité,
- un moule,
- un serre-flan apte à maintenir le flan de matière contre le moule.
En outre, la cavité comprend au moins une paroi mobile, et le déplacement de la paroi mobile est apte à mettre le liquide de la cavité sous une pression suffisante pour générer une déformation du flan de matière contre le moule.
Avec le dispositif de l'invention, on s'affranchit de l'utilisation d'une pompe pressurisée pour mettre sous pression le liquide. Une telle pompe est coûteuse et augmente la complexité du dispositif. De plus, le débit d'une telle pompe étant limité, la mise en pression de la cuve est moins rapide. Par ailleurs, la mise sous pression du liquide étant faite suite au déplacement d'une paroi mobile, il n'est pas nécessaire de reremplir la cavité de liquide entre chaque cycle de formage d'une nouvelle pièce.
Par ailleurs, le dispositif comprend une pompe à vide.
Préférentiellement, le dispositif de formage électrohydraulique comprend une pompe à vide.
La pompe à vide permet de faire le vide entre le moule et le flan de matière et permet d'obtenir un formage hydraulique et électrohydraulique plus efficace. La pompe à vide peut également être utilisée pour faire le vide à l'intérieur de la cavité lors du remplissage de la cuve. On évite ainsi la présence d'air entre le flan de matière et le liquide de la cavité, ce qui permet également d'obtenir un formage hydraulique et électrohydraulique plus efficace.
Dans un mode de réalisation, la cavité est formée au moins en partie par le bâti.
Lorsque la cavité est formée en partie dans le bâti, le dispositif est moins complexe et moins volumineux.
Dans un mode de réalisation, les au moins deux électrodes sont portées par un socle reposant sur une paroi de fond du bâti.
Cela permet de réduire la taille de la cavité et le volume de liquide nécessaire pour la remplir.
Dans un mode de réalisation, le serre-flan est distinct du bâti, le serre- flan s'étend longitudinalement dans le bâti en direction des électrodes et entoure préférentiellement au moins en partie les électrodes.
Le serre-flan sert de réflecteur et empêche aux ondes de choc de se propager vers les parois de la cavité ou du bâti et d'éviter leur endommagement, notamment au niveau des soudures s'il est réalisé en structure mécano-soudée.
Dans un mode de réalisation, la paroi mobile comporte le flan de matière et l'ensemble formé par le moule et le flan de matière est monté sur un plateau mobile d'une presse.
L'ensemble formé par le flan de matière et le moule peut donc se déplacer à l'intérieur de la cavité et vers l'intérieur de la cavité pour mettre sous pression le liquide présent dans la cavité. Ainsi, on déplace le flan de matière vers l'intérieur de la cavité, en direction des électrodes, en déplaçant le moule lorsque le flan de matière est maintenu contre le moule par le serre-flan.
Lorsque la paroi supportant les électrodes est fixe, on évite de déplacer les conducteurs d'amenée du courant reliant les électrodes au générateur de tension impulsionnel dans lesquels circulent des courants de l'ordre de quelques dizaines ou centaines de kA. Ces conducteurs d'amenée du courant sont donc lourds, volumineux, et ont tendance à s'endommager du fait des déplacements répétés.
Dans un mode de réalisation particulier, l'ensemble formé par le moule, le flan de matière et le serre-flan est monté sur un plateau mobile d'une presse.
Le serre-flan est alors directement vissé sur le flan de matière et coopère avec le flan de matière.
Dans un autre mode de réalisation particulier, l'ensemble formé par le moule et le flan de matière est monté sur un plateau mobile d'une presse, et le serre-flan est monté sur au moins un vérin, une première extrémité de chaque vérin étant fixée sur la paroi de fond du bâti, une seconde extrémité de chaque vérin étant fixée au serre-flan.
Le flan de matière est alors posé sur le serre-flan et le moule vient appuyer sur le flan de matière. La pression exercée par le serre-flan peut donc être régulée de façon autonome, indépendamment de la pression exercée par le moule sur le serre-flan. Cela est particulièrement avantageux lorsque la paroi supportant les électrodes est fixe et que la cavité est mise sous pression par déplacement de l'ensemble formé par le moule et le serre-flan vers l'intérieur de la cavité.
Dans un mode de réalisation particulier, le au moins un vérin est un ressort à gaz.
La pression exercée sur le flan de matière est alors constante quelque soit la position du moule dans le bâti, dès lors que le moule est en contact du flan de matière.
Dans un mode de réalisation, l'ensemble formé par le moule et le flan de matière est monté sur un premier plateau d'une presse, le bâti comprend une paroi mobile supportant les au moins deux électrodes montée sur un second plateau mobile d'une presse, le second plateau de la presse étant préférentiellement apte à fournir une pression supérieure à celle pouvant être fournie par le premier plateau de la presse.
De manière avantageuse, les deux plateaux d'une presse à double effet peut être utilisés pour déplacer, d'une part, la paroi mobile du bâti supportant les au moins deux électrodes afin de mettre sous pression le liquide présent dans la cavité et, d'autre part, le moule afin de régler la pression exercée sur le flan de matière. La mise sous pression du liquide de la cavité étant limitée par la force de la presse, il peut être avantageux d'utiliser le plateau de la presse à double effet permettant de fournir une force plus importante pour mettre sous pression le liquide en déplaçant la paroi supportant les électrodes. Une pression moindre peut être utilisée pour ajuster la pression exercée sur le flan de matière.
De façon avantageuse, le bâti comprend une partie qui n'est pas mobile sur laquelle repose le serre-flan.
Le serre-flan peut reposer directement sur la partie non mobile de la paroi de fond du bâti comprenant les électrodes. Le flan de matière est alors posé sur le serre-flan et le moule vient appuyer sur le flan de matière. La pression exercée par le moule sur le flan de matière, et donc la pression exercée sur le flan de matière, peut être réglée à l'aide du plateau de la presse double effet. Le serre-flan peut aussi reposer indirectement sur la partie non mobile de la paroi de fond du bâti.
On notera que, dans d'autres modes de réalisation, on pourrait déplacer tout ou partie d'une paroi autre que celles comprenant les électrodes ou formées par le flan de matière. Dans ce cas, la paroi n'est pas montée sur une presse mais constitue la paroi mobile d'un piston, la cavité formant alors l'un des compartiments du piston.
Brève description des dessins
Des détails et avantages de la présente invention apparaîtront mieux de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : les figures 1 à 4 illustrent différentes étapes d'un procédé de formage électrohydraulique selon l'invention, le procédé étant mis en œuvre avec un dispositif de formage électrohydraulique selon un premier mode de réalisation, la figure 5 illustre un dispositif de formage électrohydraulique selon un second mode de réalisation et un procédé de formage électrohydraulique associé, et
La figure 6 illustre un dispositif de formage électrohydraulique selon un troisième mode de réalisation et un procédé de formage électrohydraulique associé. Description détaillée de plusieurs modes de réalisation de l'invention
La figure 1 représente un dispositif de formage électrohydraulique 100 selon un premier mode de réalisation. Ce dispositif de formage électrohydraulique 100 comprend un bâti 1 10 et un plateau mobile 120 d'une presse sur lequel est monté un moule 130. Le plateau 120, et donc le moule 130, sont mobiles par rapport au bâti 1 10.
Un flan de matière 150 à déformer est placé entre le moule 130 et un serre-flan 140. Le serre-flan permet de maintenir le flan de matière contre le moule 130. En particulier, le serre-flan est en vis-à-vis du moule, et plus particulièrement d'une paroi du moule, et coopère avec le moule pour maintenir le flan de matière contre celui-ci. Dans le mode de réalisation décrit ici, le serre-flan 140 est fixé sur le moule 130. Le serre-flan 140 est donc distinct du bâti.
Le bâti 1 10 comporte une paroi de fond 1 12 et une paroi latérale 1 14. La paroi de fond 1 12, la paroi latérale 1 14 et le flan de matière 150 définissent une cavité destinée à être remplie par un liquide, par exemple de l'eau. La cavité est rendue étanche par des moyens d'étanchéité, par exemple par un joint torique 195 présent sur une paroi latérale du moule 130. L'étanchéité de la cavité est donc assurée entre le moule 130 et la paroi latérale du bâti 1 14.
Sur la paroi de fond 1 12 sont montées au moins deux électrodes 160 reliées à des conducteurs d'amenée du courant, pouvant être, par exemple, des câbles ou des plaques métalliques isolées (non représentés sur les dessins). Ces conducteurs d'amenée du courant peuvent être connectés à un générateur électrique permettant de générer des impulsions de haute tension suffisantes pour provoquer une décharge électrique entre deux électrodes 160. Les conducteurs d'amenée du courant peuvent passer de manière étanche à travers les parois du bâti ou passer par-dessus les bords des parois du bâti.
Le générateur électrique permettant de générer des impulsions de haute tension peut comprendre plusieurs modules chargés simultanément et déchargés successivement par les deux électrodes si l'on réalise le formage électrohydraulique à l'aide de plusieurs décharges successives.
Dans une variante de réalisation, l'une des électrodes est formée par la paroi de fond 1 12 du bâti. Un circuit de pompage associé à une pompe 180 permet de remplir la cavité de liquide. Selon l'invention, le liquide à l'intérieur de la cavité est mis sous pression en déplaçant une paroi mobile de la cavité, ici le flan de matière et plus particulièrement l'ensemble formé par le moule 130, le flan de matière 150 et le serre-flan 140. Un manomètre 182 est utilisé pour mesurer la pression à l'intérieur de la cavité et peut être associé à un système de régulation pour gérer la pression dans la cavité. Ce système de régulation peut, entre autre, commander l'arrêt de la paroi mobile de la cavité, lorsque la pression mesurée dans la cavité est suffisante pour permettre un formage hydraulique du flan de matière 150 contre le moule 130.
Une pompe à vide 170 permet de faire le vide dans la cavité et dans l'espace entre le moule 130 et le flan de matière 150 à déformer. Le vide créé dans la cavité permet d'éviter la présence d'air à l'interface entre le flan de matière 150 et le liquide et à l'interface entre le flan de matière 150 et l'empreinte du moule 130. L'efficacité de formage hydraulique et électrohydraulique est donc améliorée.
Dans une variante de réalisation, le dispositif de formage électrohydraulique 100 comporte une vanne associée à un pressostat 184. La vanne associée au pressostat permet de réduire la pression du liquide dans la cavité avant le formage électrohydraulique. Cette étape permet de réduire la tension nécessaire pour générer une décharge électrique entre les électrodes, qui serait plus élevée en gardant le liquide sous pression.
Différentes étapes d'un procédé de formage électrohydraulique comportant un préformage hydraulique avec le dispositif ci-dessus sont décrites en référence aux figures 1 à 4.
Dans une première étape, on place le flan de matière 150 à déformer entre le moule 130 et le serre-flan 140 et on vient serrer le serre-flan 140 contre le flan de matière 150 par exemple à l'aide de vis. Ensuite, on remplit ou on met à niveau le liquide déjà présent dans la cavité dans laquelle se trouvent les électrodes 160 à l'aide de la pompe 180 tout en créant également une dépression dans la cavité à l'aide de la pompe à vide 170. La dépression créée favorise le remplissage ou la mise à niveau de la cavité et permet aussi de réduire la quantité d'air présente dans la cavité et par là d'améliorer l'efficacité du formage électrohydraulique. La cavité est remplie jusqu'à ce que le flan de matière 150 soit en contact avec le liquide de la cavité. On crée ensuite un vide entre le flan de matière 150 et le moule 130 à l'aide de la pompe 170.
Dans une seconde étape, illustrée par la figure 2, on déplace une paroi de la cavité, ici l'ensemble formé par le moule 130, le flan de matière 150 et le serre-flan 140, vers l'intérieur de celle-ci de manière à réduire le volume de la cavité. L'utilisation d'une presse permet d'augmenter la pression de liquide dans la cavité jusqu'à une valeur prédéterminée suffisante pour permettre un préformage hydraulique du flan de matière 150, la pression de liquide dans la cavité étant dans ce cas limitée par la force de la presse. Le rapprochement du moule 130 est stoppé grâce au système de régulation lorsque la pression de liquide prédéfinie est mesurée par le manomètre 182.
Dans une troisième étape, illustrée en référence à la figure 3, on provoque au moins une décharge électrique entre les deux électrodes 160 de manière à créer un arc électrique entre les électrodes. Puisque les deux électrodes 160 sont plongées dans un liquide, par exemple de l'eau, l'arc électrique provoque un fort gradient de température jusqu'à vaporisation de l'eau entre les électrodes 160. Cette vaporisation engendre une onde de pression, aussi appelée « onde de choc » par la suite, se propageant dans le liquide jusqu'à atteindre le flan de matière 150 à déformer. Sous l'effet de l'onde de choc, le flan de matière se déforme contre le moule comme illustré sur la figure 3. Si nécessaire, on provoque d'autres décharges électriques entre les deux électrodes 160 jusqu'à ce que le flan de matière ait la forme voulue tel qu'illustré sur la figure 4.
Dans une variante de réalisation, on réduit la pression du liquide dans la cavité avant le formage électrohydraulique. On réduit ainsi la tension nécessaire pour générer une décharge électrique entre les électrodes, qui serait plus élevée en gardant le liquide sous pression. Cette étape permet d'utiliser un générateur électrique moins coûteux et moins volumineux que celui utilisé dans l'étape décrite précédemment.
La figure 5 illustre un second mode de réalisation d'un dispositif de formage électrohydraulique 200 qui comprend, comme dans le premier mode de réalisation un bâti 210, un plateau mobile 220 d'une presse sur lequel est monté un moule 230 et un serre-flan 240 destiné à maintenir le flan de matière 250 à déformer contre le moule 230 en coopérant avec le moule.
Le bâti 210 comporte une paroi de fond 212 et une paroi latérale 214.
Les électrodes 260 sont montées sur un socle 290 comprenant par exemple trois pieds 292 soutenant une base 294. Les électrodes 260 sont reliées de manière étanche à travers la base 294 à un générateur électrique permettant de générer de brèves impulsions de haute tension de forte puissance électrique suffisantes pour provoquer une décharge électrique entre deux électrodes 260.
Dans ce mode de réalisation, le serre-flan 240 s'étend longitudinalement dans le bâti en direction des électrodes parallèlement à la paroi latérale 214 du bâti 210 et entoure les électrodes 260. Le serre-flan 240 permet de réfléchir une partie de l'onde de choc générée suite à la décharge électrique déclenchée entre les électrodes, ce qui permet de limiter la sollicitation du bâti. En effet, si le bâti est sollicité par les ondes de choc très régulièrement, il peut se fragiliser, par exemple au niveau des soudures entre ses différentes parties s'il est réalisé en structure mécano-soudée. Ainsi, un bâti avec des parois de moindre épaisseur peut être utilisé. Le serre-flan 240 peut être monté sur un ou des vérins 242 en vis-à-vis du moule, et plus particulièrement d'une paroi du moule, tel qu'illustré sur la figure 4, une extrémité de chacun de ces vérins 242 étant fixée sur la paroi de fond 212 du bâti et l'autre extrémité est fixée au serre-flan 240. Le serre-flan est donc distinct du moule. La pression exercée sur le flan de matière 250 par le serre- flan 240 est contrôlée par le ou les vérins 242, le serre-flan 240 appuyant sur le moule.
Dans une variante de réalisation, le ou les vérins 242 sont des ressorts à gaz. La pression exercée sur le flan de matière est alors constante quelque soit la position du moule dans le bâti, dès lors que le moule est en contact du flan de matière. Le socle 290, et plus particulièrement sa base 294, le serre- flan 240 et le flan de matière 250 définissent une cavité destinée à être remplie par un liquide, par exemple de l'eau.
Un circuit de pompage associé à une pompe 280 permet de remplir la cavité de liquide. Une telle cavité présente l'avantage de pouvoir être remplie de manière optimisée avec un plus petit volume de liquide par rapport au dispositif décrit dans le premier mode de réalisation.
En outre, la cavité est rendue étanche par l'ajout de moyens d'étanchéité, par exemple au moins un joint torique 295, par exemple entre la paroi latérale de la base 294 du socle 290 et la paroi interne du serre-flan 240. L'étanchéité entre le serre-flan 240 et le flan de matière à déformer 250 est réalisée à l'aide d'un joint torique 296 compris dans la partie supérieure du serre-flan 240 et à l'aide d'un joint torique 297 compris dans la partie inférieure du moule, par exemple. Le joint torique 296 permet d'assurer l'étanchéité entre le flan de matière 250 et le serre-flan 240 et le joint torique 297permet d'assurer l'étanchéité entre le flan de matière 250 et le moule 230.
Comme décrit précédemment, la pompe à vide 270 est utilisée pour faire le vide dans l'espace entre le moule 230 et le flan de matière 250 et éventuellement aussi pour créer une dépression dans la cavité étanche lors du remplissage ou de la mise à niveau de celle-ci.
Comme décrit précédemment, la mise sous pression du liquide dans la cavité est effectuée avec le dispositif décrit ci-dessus en rapprochant le moule 230 des électrodes 260. Le manomètre 282 est utilisé pour mesurer la pression à l'intérieur de la cavité et le système de régulation est utilisé pour commander l'arrêt de la paroi mobile de la cavité, lorsque la pression mesurée dans la cavité est suffisante pour permettre un formage hydraulique du flan de matière 250 par application d'une pression quasi-statique suffisante.
Les différentes étapes du procédé de formage électrohydraulique sont semblables à celles décrites en référence aux figures 1 à 4. En revanche, le flan de matière n'est plus maintenu contre le moule à l'aide d'un serre-flan vissé sur le moule. Dans ce mode de réalisation, le flan de matière 250 à déformer est déposé sur le serre-flan 240 puis le moule 230 est descendu pour venir s'appuyer sur le flan de matière 250 et le serre-flan 240. La pression exercée sur le flan de matière 250 par le serre-flan 240 peut être contrôlée par le ou les vérins 242, par exemple des ressorts à gaz.
On notera que dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, on déplace une paroi de la cavité comportant le flan de matière, l'ensemble formé par le flan de matière et le moule étant monté sur le plateau mobile d'une presse. En d'autres termes, on déplace le flan de matière vers l'intérieur de la cavité, en direction des électrodes, en déplaçant le moule lorsque le flan de matière est maintenu contre le moule par le serre-flan.
Dans le mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 4, le flan de matière est maintenu contre le moule par un serre-flan monté sur le moule. Dans le mode de réalisation décrit en référence à la figure 4, le serre- flan est monté sur un vérin et coopère avec le moule pour maintenir le flan de matière. Ainsi, l'ensemble formé par le moule, le flan de matière et le serre-flan est mobile.
Dans d'autres modes de réalisation, on pourrait déplacer à l'aide d'une presse une paroi de la cavité supportant les au moins deux électrodes.
La figure 6 illustre un mode de réalisation dans lequel la partie de la paroi de la cavité supportant au moins deux électrodes est montée mobile.
Le dispositif de formage électrohydraulique 300 comprend un bâti 310, un moule 230 monté sur un premier plateau mobile 320 d'une presse et un serre-flan 340 destiné à maintenir le flan de matière 350 à déformer contre le moule 230.
Le bâti 310 comporte une paroi de fond 312 et une paroi latérale 314. La paroi de fond 312 comprend une paroi mobile 316 supportant au moins deux électrodes 360 et une paroi fixe 318. La paroi mobile 316 est montée sur un deuxième plateau 322 de la presse. Le serre-flan 340 repose sur la partie de la paroi de fond 312 qui n'est pas mobile, c'est-à-dire sur la paroi fixe 318. Le serre-flan 340 est fixe et se trouve en vis-à-vis du moule dans la cavité formée par le serre-flan 340, la paroi mobile 316 du bâti 310 supportant les électrodes 360 et le flan de matière 350 à déformer.
La cavité est rendue étanche par l'ajout de moyens d'étanchéité, par exemple un joint torique 395 compris dans la paroi latérale de paroi mobile 316, un joint torique 396 compris dans la partie du serre-flan 340 en contact avec le flan de matière 350 et un joint 397 compris dans la partie du moule 330 en contact avec le flan de matière 350. Le joint torique 395 permet de réaliser l'étanchéité entre la paroi mobile 316 supportant les électrodes 360 et le serre- flan 240 et éventuellement la paroi fixe 318 de la paroi de fond 312 du bâti 310. Le joint torique 396 permet de réaliser l'étanchéité entre le flan de matière 350 et le moule 330 et le joint torique 397 permet de réaliser l'étanchéité entre le flan de matière 350 et le serre-flan 340.
Le déplacement de la paroi mobile 316 permet de mettre sous pression le liquide de la cavité formée par le serre-flan 340, la paroi mobile 316 du bâti 310 supportant les électrodes 360 et le flan de matière 350 à déformer. La pression exercée sur le flan de matière 350 est réglée à l'aide de la pression exercée par le plateau 320 de la presse lorsque le moule 330 est en contact avec le flan de matière 350.
Comme dans les modes de réalisation décrits précédemment, le dispositif de formage électrohydraulique comprend un circuit de pompage associé à une pompe 380, un manomètre 382 et une pompe à vide 370 tel que décrit précédemment. Il peut également comporter une vanne associée à un pressostat 384.
Le plateau de la presse apte à fournir une pression supérieure à celle de l'autre plateau est monté préférentiellement sur la paroi mobile 316 supportant les électrodes 360. En effet, la force à fournir pour mettre sous pression le liquide dans la cavité est souvent supérieure à celle que l'on souhaite exercer sur le flan de matière.
On notera que, lorsqu'une presse à double effet est utilisée, le plateau apte à fournir la force la plus élevée est le plateau supérieur.
La paroi mobile 316 supportant les électrodes 316 est alors au-dessus et le moule 330 en dessous du flan de matière à déformer 350 comme illustré sur la figure 6.
Les différentes étapes d'un procédé de formage électrohydraulique comportant un préformage hydraulique avec le dispositif décrit en référence à la figure 6 sont décrites ci-dessous.
Dans une première étape, on place le flan de matière 350 à déformer sur le moule 330 et on rapproche le moule 330 du bâti 310 jusqu'à ce que le flan de matière soit maintenu entre le serre-flan 340 et le moule 330 avec la pression voulue. Le serre-flan coopère ainsi avec le moule pour maintenir le flan de matière. Ensuite, on remplit la cavité formée en partie par le bâti à l'aide de la pompe 380 tout en créant également de manière avantageuse une dépression dans la cavité à l'aide de la pompe à vide 370. Lorsque la paroi mobile 316 supportant les électrodes 316 est au-dessus du flan de matière 350 à déformer, le liquide de la cavité est en contact avec le flan de matière 350 dès que la pompe 380 est actionnée pour remplir la cavité. La cavité est dans ce cas remplie jusqu'à ce que la paroi 316 supportant les électrodes 360 soit en contact avec le liquide de la cavité. On crée ensuite un vide entre le flan de matière 350 et le moule 330 à l'aide de la pompe à vide 370.
Dans une seconde étape, on déplace la paroi mobile 316 de la cavité supportant les électrodes vers l'intérieur de la cavité de manière à réduire le volume de la cavité. La force exercée sur la paroi mobile 316 permet d'augmenter la pression de liquide dans la cavité jusqu'à une valeur prédéterminée suffisante pour permettre un préformage hydraulique du flan de matière 350. Le rapprochement de la paroi mobile 316 est stoppé grâce au système de régulation lorsque la pression de liquide prédéfinie est mesurée par le manomètre 382.
Dans une troisième étape, on provoque au moins une décharge électrique entre les deux électrodes 360 de manière à créer un arc électrique entre les électrodes et une « onde de choc » se propageant dans le liquide jusqu'à atteindre le flan de matière 350 à déformer. Sous l'effet de l'onde de choc, le flan de matière se déforme contre le moule. Si nécessaire, on provoque d'autres décharges électriques entre les deux électrodes 360 jusqu'à ce que le flan de matière ait la forme voulue.
Comme décrit précédemment, il est possible de réduire la pression du liquide dans la cavité à l'aide d'une vanne associée à un pressostat 184 avant le formage électrohydraulique. On notera que, dans les modes de réalisation décrits ici, on déplace une paroi de la cavité comportant le flan de matière ou une paroi supportant les électrodes. On pourrait par ailleurs également déplacer tout ou partie d'une paroi autre que celles supportant les électrodes ou formées par le flan de matière. Dans ce cas, la paroi n'est pas montée sur une presse mais constitue la paroi mobile d'un piston, la cavité formant alors l'un des compartiments du piston.
Les diverses formes de réalisation d'un dispositif d'électrohydroformage et les procédés de formage décrits ci-dessus permettent de mettre le liquide de la cavité sous pression plus rapidement qu'en utilisant une pompe pressurisée dont le débit est limité. On évite aussi d'avoir à reremplir la cuve avec du liquide pressurisé entre chaque cycle de formage d'une pièce. On gagne ainsi en temps de cycle. Par ailleurs, les équipements à utiliser sont moins complexes car il ne faut pas générer d'eau sous pression.
La présente invention ne se limite pas aux différentes formes de réalisation décrites et illustrées et aux variantes évoquées mais elle concerne également les formes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de formage électrohydraulique d'un flan de matière (150 ; 250 ; 350) dans lequel
- on place un flan de matière (150 ; 250 ; 350) à déformer entre un moule (130 ; 230 ; 330) et un serre-flan (140 ; 240 ; 340),
- on remplit de liquide une cavité étanche dans laquelle se trouvent au moins deux électrodes (160 ; 260 ; 360) jusqu'à un niveau de liquide prédéterminé,
- on met en contact le flan de matière (150 ; 250 ; 350) avec le liquide de la cavité,
- on réalise un préformage hydraulique du flan de matière (150 ; 250 ; 350), le flan de matière (150 ; 250 ; 350) étant poussé vers le moule (130 ; 230 ; 330) par le liquide de la cavité sous pression, subissant ainsi une première déformation,
- on réalise un formage électrohydraulique du flan de matière (150 ; 250 ; 350), le flan de matière (150 ; 250 ; 350) étant plaqué contre le moule (130 ; 230 ; 330) par au moins une onde de pression générée par une décharge électrique entre au moins deux électrodes (160 ; 260 ; 360), subissant ainsi une deuxième déformation,
caractérisé en ce que le liquide de la cavité est mis sous pression pour le préformage hydraulique en déplaçant tout ou partie d'une des parois de la cavité.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on crée un vide entre le flan de matière (150 ; 250 ; 350) et le moule (130 ; 230 ; 330) après la mise en contact du flan de matière (150 ; 250 ; 350) avec le liquide de la cavité.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le liquide de la cavité est mis sous pression en déplaçant l'ensemble formé par le moule (130 ; 230) et le flan de matière (150 ; 250) vers l'intérieur de la cavité.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble formé par le moule (130 ; 230 ) et le flan de matière (150 ; 250 ) est déplacé tandis que les électrodes (160 ; 260) sont fixes.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le liquide de la cavité est mis sous pression en déplaçant une paroi (316) comportant les électrodes (360) vers l'intérieur de la cavité.
6. Dispositif de formage électrohydraulique (100 ; 200 ; 300) d'un flan de matière (150 ; 250 ; 350) comprenant :
- un bâti (120 ; 220 ; 320),
- une cavité étanche apte à être remplie par un liquide et dont l'une des parois comporte le flan de matière (150 ; 250 ; 350),
- au moins deux électrodes (160 ; 260 ; 360) placées dans la cavité,
- un moule (130 ; 230 ; 330),
- un serre-flan (140 ; 240 ; 340) apte à maintenir le flan de matière (150 ; 250 ; 350) contre le moule (130 ; 230 ; 330),
caractérisé en ce que
- la cavité comprend au moins une paroi mobile, et
- le déplacement de la paroi mobile est apte à mettre le liquide de la cavité sous une pression suffisante pour générer une déformation du flan de matière (150 ; 250 ; 350) contre le moule (130 ; 230 ; 330).
7. Dispositif de formage électrohydraulique (100 ; 200 ; 300) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe à vide (170 ; 270 ; 370).
8. Dispositif de formage électrohydraulique (100 ; 200 ; 300) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la cavité est formée au moins en partie par le bâti (120 ; 220 ; 320).
9. Dispositif de formage électrohydraulique (200) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les au moins deux électrodes (260) sont portées par un socle (290) reposant sur une paroi de fond (212) du bâti (210).
10. Dispositif de formage électrohydraulique (200 ; 300) selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le serre-flan (240 ; 340) est distinct du bâti et le serre-flan s'étend longitudinalement dans le bâti en direction des électrodes (260 ; 360).
11. Dispositif (100 ; 200) selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la paroi mobile comporte le flan de matière et en ce que l'ensemble formé par le moule (130 ; 230) et le flan de matière (150 ; 250 ) est monté sur un plateau (120 ; 220) mobile d'une presse.
12. Dispositif (100) selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que l'ensemble formé par le moule (130), le flan de matière (150) et le serre-flan (140) est monté sur un plateau (120) mobile d'une presse.
13. Dispositif (200) selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que : - l'ensemble formé par le moule (230) et le flan de matière (250) est monté sur un plateau (220) mobile d'une presse, et
- le serre-flan (240) est monté sur au moins un vérin (242), une première extrémité de chaque vérin (242) étant fixée sur la paroi de fond (212) du bâti (210), une seconde extrémité de chaque vérin (242) étant fixée au serre-flan (240).
14. Dispositif (300) selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que :
- l'ensemble formé par le moule (330) et le flan de matière (350) est monté sur un premier plateau (320) mobile d'une presse,
- le bâti (310) comprend une paroi mobile (316) supportant les au moins deux électrodes (360) montée sur un second plateau (322) mobile d'une presse, le second plateau (322) de la presse étant préférentiellement apte à fournir une pression supérieure à celle pouvant être fournie par le premier plateau (320) de la presse.
15. Dispositif de formage électrohydraulique (300) selon la revendication 14, caractérisé en ce que le bâti (310) comprend une partie qui n'est pas mobile (318) sur laquelle repose le serre-flan (340).
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