Lemagnétoformage, ouformage électromagnétique, est unprocédé industriel deformage permettant de déformer ou découper une pièce métallique en utilisant un champ magnétique, le plus souvent ducuivre ou de l'aluminium. La pièce est remodelée par des impulsions magnétiques à haute intensité qui induisent un courant dans la pièce. La pièce peut être modifiée sans contact à partir d'un outil, bien que dans certains cas, la pièce peut être pressée contre unematrice.
Le principe de cetteviscoplasticité de métaux soumis à un fort champ magnétique est théorisé dès les années 1950, mais la technologie d'alors ne permet pas de passer à une expérimentation. En 2011, l'entreprise toulousaineBmax, comptant cinquante salariés, reprend les travaux scientifiques et lance des recherches, notamment en thèse, sur le comportement dynamique des métaux à haute vitesse de déformation[1].
Le principe du magnétoformage utilise laforce de Laplace, c'est-à-dire la force générée par unchamp magnétique.Une bobine spécifique est placée près de la pièce métallique à transformer, à la place du poussoir traditionnel de formage. Une énorme impulsion de courant est envoyée à la bobine en déchargeant rapidement une batterie de condensateurs haute tension à l'aide d'unignitron ou d'unéclateur, comme uninterrupteur. Cela crée un champ électromagnétique ultra puissant (par le biais de l'induction électromagnétique), oscillant rapidement autour de la bobine de travail.
Le courant induit crée un champ magnétique correspondant autour de la pièce conductrice (voirPincée (physique des plasmas) (en)). En raison de laloi de Lenz-Faraday, les champs magnétiques créés à l'intérieur de la pièce et de la bobine se repoussent fortement l'un l'autre.
L'impulsion magnétique et l'extrêmevitesse de déformation transforme le métal en un étatviscoplastique, augmentant la formabilité sans nuire à la force d'origine du matériau, ce qui lui permet d'épouser parfaitement le moule devant lui donner sa forme définitive[2]. L'intérêt de ce procédé réside donc dans la précision qui en résulte, ce qui intéresse notamment les industriels en termes de design[3].
Par ailleurs, la viscoplasticité permet d'améliorer les limites mécaniques des matériaux : Le fort courant de la bobine (typiquement quelques dizaines ou centaines de milliers d'ampères) crée des forces magnétiques ultra-puissantes qui dépassent facilement lalimite d'élasticité de la pièce de travail, provoquant ainsi une déformation permanente. Par exemple, l'élasticité de l'aluminium, normalement de 20 %, a pu être portée à 50 % environ[3].
Le processus de formage des métaux se produit très rapidement (généralement quelques dizaines demicrosecondes) et, en raison de la grandeur des forces, des portions de la pièce subissent desaccélérations pouvant atteindre 300 m/s2.
Le processus de formation est le plus souvent utilisé pour réduire ou agrandir des tubes cylindriques, mais il peut aussi mettre en forme la tôle en repoussant à haute vitesse la pièce de travail contre unematrice. Des joints de haute qualité peuvent être formés, soit grâce ausertissage par impulsion électromagnétique, soit grâce ausoudage par impulsion magnétique. Comme l'opération de formage implique de fortesaccélérations et décélérations, la masse de la pièce de travail y joue un rôle essentiel. Le processus fonctionne mieux avec de bonsconducteurs électriques tels que le cuivre oul'aluminium, mais il peut être adapté pour travailler avec des métaux moins conducteurs tels quel'acier.
Cette technique peut aussi être utilisée pour remplacer ladécoupe laser, notamment dans le secteur automobile[4],[5].
Le formage électromagnétique a un certain nombre d'avantages et d'inconvénients par rapport aux techniques conventionnelles de formage mécanique.
Certains des avantages sont :
Les principaux inconvénients sont :
