Non-standard customized rivet solutions: overcoming the difficulties of stainless steel and aluminum composite processing

Aperçu du client et du projet

Contexte du secteur et besoins des clients

Notre client est une entreprise leader au Kirghizistan, spécialisée dans la fabrication de moules et la production de pièces métalliques surdimensionnées, destinées aux secteurs de la construction, de l'automobile et des équipements industriels. Face à la demande croissante du marché pour des connecteurs métalliques légers et haute résistance, il souhaite développer un rivet composite sur mesure, non standard, pour des applications d'assemblage de plaques métalliques de haute précision.

Objectif du projet

 

Concevoir et produire en série un rivet bimatière composé d'un noyau en acier inoxydable 304 et d'une enveloppe en aluminium 6061-T6 , répondant aux exigences suivantes :

Assurer un assemblage harmonieux de deux matériaux différents ;

La tolérance dimensionnelle est contrôlée à ±0,05 mm près ;

Répondre aux exigences des conditions de travail difficiles telles que la résistance à la corrosion et la résistance au cisaillement.

Conception du produit et paramètres techniques

Structure et scénarios d'application des rivets

• Combinaison de matériaux : noyau en acier inoxydable (haute dureté) + enveloppe en aluminium (légère) ;
• Fonction : spécialement conçu pour la liaison permanente de plaques métalliques (telles que des plaques d'acier et des plaques d'aluminium), convient aux charpentes de bâtiments, à l'assemblage de machines lourdes et à d'autres domaines ;
• Avantages : combine la durabilité de l'acier inoxydable à la légèreté de l'aluminium, réduisant ainsi le poids structurel global.

Analyse étape par étape du processus de fabrication

Traitement du noyau d'arbre en acier inoxydable :

• Utilisez des tours automatiques pour tourner avec précision des barres en acier inoxydable 304 afin de garantir que la tolérance du diamètre de l'arbre est ≤±0,03 mm.

Moulage de coque en aluminium :

• Les tours CNC traitent les billettes d'aluminium 6061-T6 et réalisent les filetages internes et les rainures externes par étapes.

Assemblage composite :

• Utiliser un procédé de pressage hydraulique pour calibrer la coaxialité de l'arbre en acier inoxydable et de la coque en aluminium grâce à des dispositifs personnalisés.

Défis de production et solutions innovantes

Difficulté principale : Déformation de l’aluminium et tolérances non contrôlées

L'aluminium 6061-T6 est un matériau relativement tendre. Lors de l'usinage et du pressage CNC, il est facile de provoquer une déformation de la coque due à la concentration des contraintes, entraînant les problèmes suivants :

• Le jeu entre le filetage interne et l'arbre en acier inoxydable est irrégulier ;
• Le diamètre extérieur du produit fini dépasse la plage de tolérance (±0,05 mm).

Solution révolutionnaire pour les ingénieurs

Forte de 22 ans d'expérience dans le traitement des métaux, l'équipe a surmonté les obstacles techniques grâce aux mesures suivantes :

Optimisation du traitement par phases :

• La coque en aluminium est divisée en deux étapes : usinage grossier (avec une marge de 0,1 mm) et usinage fin (environnement de refroidissement à basse température) afin de réduire la déformation due aux contraintes thermiques ;

Conception de luminaires sur mesure :

• Concevoir un dispositif d'équilibrage hydraulique dynamique pour garantir que la coque en aluminium soit soumise à une contrainte uniforme pendant le pressage ;

Système de détection de processus complet :

• L'introduction d'un scanner laser pour surveiller les dimensions clés en temps réel a permis de réduire le taux de défauts de 12 % à 0,5 %.

Résultats du projet et commentaires des clients

Vérification de la commande d'essai et production en série

• La première phase a livré 1 000 rivets, dont 100 % ont réussi le test de brouillard salin du client (500 heures) et le test de résistance à la traction (≥450 MPa) ;
  

• Évaluation du client : « Ce produit a résolu le problème persistant d’assemblage de matériaux hétérogènes auquel nous étions confrontés, et sa précision a largement dépassé nos attentes. »
• Confirmation de commande par lots : 300 000 pièces demandées, et le volume annuel d’approvisionnement devrait dépasser les 2 millions de pièces.

Pourquoi nous choisir ?

• Expertise technique : plus de 10 ans d'expérience dans la personnalisation de pièces métalliques non standard, maîtrise du traitement composite de différents matériaux ;
• Capacités de l'équipement : tour entièrement automatique + centre CNC à cinq axes, permettant la production en une seule étape de structures complexes ;
• Engagement qualité : certification ISO 9001, traçabilité de la conception à la livraison.

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