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L’Extrusion de l’aluminium, un procédé « plasticine » pour une filière en croissance

Qui occupe une place importante au Québec, croît par bonds et par sauts. En effet, la demande pour ce métal léger est parfois liée à la vigueur de l’industrie aéronautique qui fonctionne souvent de façon cyclique. Toutefois, le marché récent pour des véhicules légers pourrait contribuer à la croissance du secteur en raison notamment de l’obligation internationale de réduction des gaz à effet de serre.

en raison notamment des politiques sur les changements climatiques, qui obligent de réduire la production de GES particulièrement dans le domaine des transports. Dans ce contexte, l’extrusion, un procédé vieux comme le monde en processus d’amélioration continue, représente la technique unique de base servant à la fabrication de ces matériaux utiles pour une série de produits finis maintenant associés à la protection de l’environnement.

Selon le Centre de Recherche et de développement de l’aluminium (CQRDA), « l’extrusion est un moyen de mise en forme qui n’est pas unique à l’aluminium, mais ce métal est le seul dont la formabilité permet d’obtenir des profilés de résistance structurale aux formes très élaborées qui répondent à des besoins spécifiques. C’est ce qui rend d’ailleurs l’extrusion très attrayante pour plusieurs transformateurs. »

À la file indienne

La technologie de l’extrusion consiste à installer de longs cylindres d’aluminium pleins, l’un à la suite de l’autre, dans une matrice (un moule de l’empreinte de la pièce à créer) d’une presse hydraulique afin de donner au matériau la forme désirée.

« La matière première est une billette d’aluminium semblable à une grosse bûche cylindrique dont le diamètre peut varier de quinze à trente centimètres selon la dimension de la presse et d’environ neuf mètres de longueur. La billette passe à travers l’orifice d’une filière en acier qui reproduit la section du profil à obtenir (barres, tubes, etc.) grâce à des pressions pouvant atteindre les 3 000 tonnes», explique Dany Tremblay, directeur d’ingénierie et production chez Pexal Tecalum.

Alexandre Bois-Brochu, chargé de projets au Centre de métallurgie du Québec (CMQ), poursuit l’explication.

« Cette opération s’effectue par écoulement du métal que l’on presse à travers l’orifice d’une filière en acier à des températures élevées (entre 450 °C à 500 °C), ce qui en diminue la résistance et rend le matériau plus formable. »

On traite ensuite les pièces profilées de grandes dimensions par divers procédés qui ajoutent de la valeur au produit extrudé.

« C’est semblable au principe de la plasticine», raconte Dany Tremblay. « On se sert d’une machine dans laquelle on insert une boule de pâte à modeler dans la partie où l’on va pousser; on place une forme que l’on va presser. On va forcer le matériau à passer à travers le moule choisi, et à la sortie, on retrouve une figure en long ou autre (ex. : étoile, demi-lune, spaghetti, etc.). »

Les recettes

La matière de base n’est pas constituée uniquement de simple aluminium.

« Il existe la série d’alliages 6000, qui permettent de former des pièces plus complexes », informe Alexandre Bois-Brochu. « Dans plus de 95 % des cas, ce sont les alliages de cette famille qui intègre environ 2 % de magnésium et de silicium. »

On les préfère également en raison de leur malléabilité à des températures élevées. On constate en outre qu’ils se traitent bien thermiquement et qu’ils réagissent favorablement aux différents traitements de finition et aux opérations de transformation ultérieures.

Le succès de l’opération repose notamment sur le contrôle des températures (billette préchauffée, filière ou moule, à la sortie de presse) sans négliger le taux de refroidissement, si on veut obtenir les caractéristiques recherchées (finis de surface, résistance mécanique et tolérances dimensionnelles).

« On reprend chaque filière d’acier afin que la bille d’aluminium qui la traverse devienne une extrusion parfaite. On lime, on polit et on réinvente les formes en tenant compte des indices de friction», ajoute Dany Tremblay de Pexal Tecalum.

Un procédé parfait?

Les profilés ne sont pas sans défaut à la sortie de la ligne d’extrusion. Une fois l’opération terminée, l’extrusion peut présenter des imperfections de surface ou encore des bavures.

« Le début et la fin du processus constituent des rebuts potentiels », admet Dany Tremblay. « De l’aluminium reste dans le moule si on se retrouve avec des dimensions non désirées. Une billette d’une certaine longueur va donner un certain volume d’aluminium.»

Les rejets de production peuvent atteindre de 15 à 20 %. Il faut les décoller et il reste toujours des résidus.

Lisez la suite de l’article dans l’édition Février 2017

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