Bonnes propriétés mécaniques, facile à travailler, très bonne conductivité et relativement bonne resistance aux éléments extérieurs, l’aluminium est une matière de choix pour la réalisation de composants mécaniques. Découvrez dans ce guide d’achat tout sur la réalisation de pièce aluminium sur mesure.
Tout sur la matière
Caractéristiques
L’aluminium est un métal (Al – numéro atomique 13) 3 fois plus léger que l’acier, sa densité (2,7g/cm3) juste légèrement supérieure à celle du verre. Du fait de sa faible densité, l’aluminium est très utilisé dans les applications spatiales & aéronautiques, de constructions (gratte-ciels) ou de matériel alimentaire (poëlles, cannettes).
Production
La production annuelle d’aluminium dans le monde est environ 65 millions de tonnes. Elle est effectuée en deux phases, avec l’extraction de l’alumine du Bauxite puis le raffinage par procédé électrique permettant d’extraire des billettes d’aluminium de pureté allant de 99 à 99,99%. Ce dernier procédé est très énergivore, le coût énergétique de la production d’aluminium étant de plus ou moins un tiers du coût de fabrication.
Le premier pays producteur d’aluminium, et de loin, est la Chine où pratiquement la moitié de l’aluminium produit dans le monde y est fabriqué.
Différentes qualités /grades d’aluminium
Il existe de nombreux grades d’aluminium, nous allons présenter ici les plus courants répartis par séries correspondant au type d’alliage.
| Nom de série d’aluminium | Particularité | Détail |
|---|---|---|
| Série 1000 | la série 1000 correspond à des aluminium d’une grande pureté (Al>99%) | Il est très versatile et peut être travaillé de nombreuses manières, en outre de fait de sa pureté est très facile à anodiser, utilisé pour applications alimentaires. Le grade le plus courant est l’aluminium 1100. |
| Série 2000 | Alliages renforcés au cuivre (Cu) | Offre de bonnes caractéristiques mécaniques mais une mauvaise soudabilité et anodisation. Il est très utilisé en usinage, le grade le plus courant est l’aluminium 2017A. |
| Série 3000 | Alliages renforcés au manganèse (Mn) | Prix très abordable mais moins résistant à la corrosion que le 6061 ou le 1100. Le grade le plus courant est l’aluminium 3003. |
| Série 4000 | Alliages renforcés au silicium (Si) | On y retrouve de nombreuses références, comme le grade aluminium 4032 utilisé pour l’extrusion ou le forgeage. |
| Série 5000 | Alliages renforcés au magnésium (Mg) | très présent dans les applications alimentaires. |
| Série 6000 | Alliages renforcés au magnésium et au silicium. | On y retrouve le grade 6061 qui dispose de très bonnes caractéristiques mécaniques, agréable à souder et facile à anodiser. |
| Série 7000 | Alliages renforcés au Zinc (Zn) | |
| Série 8000 | Autres types d’alliages. |
Prix de l’aluminium
Malgré la présence de bauxite en grande quantité sur terre, l’aluminium est une matière dont le prix est très variable du fait du coût énergétique de sa fabrication. Ces 15 dernières années, le prix varie autour de 1600-2600 USD/tonne avec un pix bas à 1150 USD/tonne en 2009 et un pic haut à 3500 USD/tonne fin 2021. Le prix de l’aluminium est environ 2 à 3 fois plus élevé à la tonne que celui de l’acier et subit également une plus grande fluctuation de prix.
Procédés de fabrication de pièce en aluminium
L’aluminium, du fait de sa faible dureté et de son relativement bas point de fusion (autour de 650°C) est une matière particulièrement facile à travailler.
Usinage
L’usinage de pièces en aluminium est très répandu, la matière est plus facile à usiner que l’acier et provoque moins d’usure des outils de coupe. Il est courant d’usiner des pièces sur des centres numériques à grande vitesse (UGV), l’aluminium peut être travaillé sur des tours, des décolleteuses ou des centres d’usinage.
Les copeaux d’usinages peuvent être facilement recyclés. Les blocs de matières se trouvent facilement, sous formes de cylindres ou de blocs. L’usinage de l’aluminium peut se faire pour tout type de tailles de pièces de la pièce unitaire à la grande série.
Il est possible d’atteindre des tolérances dimensionnelles de l’ordre du centième de millimètre.
Fonderie
Le procédé de fonderie pour l’aluminium est clé dans l’industrie automobile, la plupart des pièces d’un moteur étant réalisées en grande série sur des presses d’injection sous-pression.
Le procédé nécessite l’ouverture d’un moule et implique donc naturellement de grandes ou moyennes séries de production.
Selon la technologie utilisée, fonderie sable, fonderie à la cire perdue ou injection sous-pression il est possible d’atteindre différents types de qualité de pièces (aspect, tolérance, complexité, épaisseur de parois). Pour l’injection sous-pression les alliages renforcés en Silicium sont préférés car ils permettent une amélioration de l’injectabilité.
Tôlerie
Les lamineurs fournissent des rouleaux de feuilles d’aluminium, qui une fois découpées peuvent être retravaillées pour fournir différents types de pièces :
Pliage / poinçonnage
Réalisation de pièces de tôlerie fine, procédé utilisé notamment pour la réalisation de boîtiers électroniques. Il faut considérer les plaques d’aluminium comme une feuille de papier que l’on peut plier pour réaliser des formes solides de faibles épaisseurs. L’aluminium offrant un poids faible et une bonne protection contre la corrosion. En outre, l’aluminium étant un bon conducteur il peut permettre un bon raccordement électrique à la terre via le boîtier.
Le pliage peut également être utilisé pour la réalisation de pièces structurelles en aluminium.
Emboutissage
Ce procédé permet la mise en forme par une presse qui applique avec une force importante un stress sur une plaque de matière pour réaliser une pièce par étirement de la matière. Les formes de pièces sont limitées, ce procédé est très utilisé pour la réalisation des contenants, notamment poêles et évier.
Chaudronnerie
Réalisation de contenants, par mise en forme, soudure ou rivetage.
Extrusion
Forçage au travers d’un outillage creux d’une billette d’aluminium pour réaliser un profilé de plusieurs mètres de long qui peut ensuite être découpé à longueur voulue. L’extrusion d’aluminium ne permet la réalisation que de formes limitées, mais est très utilisée notamment pour la réalisation de supports de fenêtres ou de dissipateurs pour l’électronique.
Protection de l’aluminium
L’aluminium ne rouille pas comme l’acier, mais une légère couche d’oxidation se forme en surface au contact d’oxygène.
Anodisation
L’anodisation permet de forcer cette oxydation et de créer une couche protectrice très dure d’alumine en surface. Cette couche est incolore naturellement, mais elle peut être colorée artificiellement pour créer des pièces d’aspect. Par exemple, le boitier d’un MacBook est protégé par une couche d’anodisation grise, réalisée après usinage des pièces.
L’anodisation est un procédé chimique accéléré par la présence d’un champs électrique créé par la présence d’une anode et d’une cathode dans le bain chimique.
Dépôt de couche de peinture
De manière plus classique les pièces réalisées en aluminium, peuvent être peintes, mais ce procédé est beaucoup moins courant que l’anodisation qui est bon marché et offre une très bonne protection.
Polissage de l’aluminium
L’aluminium offre naturellement un aspect brillant, qui peut être sublimé par la réalisation d’un polissage en surface. Pour garder l’aspect réfléchissant après polissage il est nécessaire de protéger la surface polie avec un dépôt de silice pour éviter l’oxydation.
Comment acheter des pièces aluminium sur mesure?
Il est important de choisir le bon procédé pour la réalisation de pièces aluminium sur mesure, à choisir en fonction du type de pièce mais également de la quantité de pièces voulues. De nombreux fournisseurs spécialisés offres leurs services de sous-traitance pour les différents procédés de fabrication énumérés plus haut.
N’hésitez pas à contacter AGC Industrial Solutions, pour bénéficier de notre expertise et recevoir rapidement une offre de prix sur vos besoins de pièces mécaniques en aluminium.
