Qu’ils soient de torsion, de traction ou de compression, les ressorts passent par de nombreuses étapes complexes avant de former le produit fini. La fabrication de ressort implique une précision rigoureuse quant aux caractéristiques des matériaux ainsi que des traitements thermiques et mécaniques spécifiques.
Méthode de fabrication à froid
Destinés à être fortement sollicités, les ressorts métalliques doivent répondre à des caractéristiques mécaniques précises : résistance à la corrosion et à des températures élevées, résilience ou encore mémoire de forme (capacité à retrouver sa forme initiale après une déformation mécanique). Par ailleurs, des connaissances pointues dans les domaines de l’analyse des contraintes et de la mécanique rationnelle sont indispensables pour la conception de ces pièces mécaniques.
Le matériau utilisé pour la fabrication d’un ressort industriel doit être sans défaut et permettre une mise en forme facile. Généralement, il s’agira d’aciers (tréfilé à froid et allié ou non allié ou inoxydable) répondant à des normes bien définies. Toutefois, d’autres éléments comme les matériaux composites peuvent être utilisés pour des applications spécifiques.
-Processus de fabrication
Plusieurs étapes structurent la conception et la fabrication de ressort. Certaines opérations peuvent être réalisées manuellement quoique les contraintes de productivité obligent souvent les fabricants à recourir à des machines spécialisées.
L’acier est d’abord livré sous forme de bobines puis mis en mouvement par les galets d’entraînement de la machine. Celle-ci déroule la bobine de fil, l’étire, le redresse et le déforme pour obtenir une géométrie parfaite. La zone de déformation comprend plusieurs obstacles qui vont permettre de modeler les boucles du ressort ainsi que la forme de ses extrémités. Une fois formé, le ressort va subir des traitements mécaniques et thermiques spécifiques. Un traitement thermique de revenu permet d’éliminer les contraintes internes emmagasinées lors de la déformation plastique du fil.
-Les finitions nécessaires
Les opérations de finition sont essentielles à la réalisation de ressort résistant et durable. Le ressort va notamment subir des traitements mécaniques destinés à minimiser la formation et la propagation des fissures de fatigue. Ces traitements peuvent être le galetage ou le grenaillage de précontrainte. Le grenaillage consiste à déformer le matériau dans une couche superficielle en projetant des billes à grande vitesse.
Par ailleurs, il sera nécessaire de créer des contraintes résiduelles de compression ou de cisaillement adéquates aux endroits les plus sollicités du ressort. Ce procédé s’appelle la préconformation. Enfin, un traitement anticorrosion est appliqué sur le produit afin qu’il soit conforme aux exigences du cahier des charges.