Le rivetage auto-poinçonneur

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Description détaillée

Le rivetage auto-poinçonneur est une technologie qui permet d'assembler des matériaux de nature et d'épaisseurs différentes. Le principe consiste à faire pénétrer un rivet creux par poinçonnage dans la ou les premières épaisseurs de matière, puis le faire s'évaser dans l'épaisseur inférieure sans perforer celle-ci, grâce à la reprise de l'effort par une matrice. On réalise ainsi un point d'assemblage en une seule opération, de haute résistance, vérification sans essai destructif, pas d'échauffement dans la zone d'assemblage, pas de préparation des surfaces à assembler, aucune émission d'étincelle, de fumée ou de gaz, procédé peu bruyant et faible consommation en énergie.

Le processus de rivetage se caractérise par un fonctionnement rapide et silencieux. Un cycle classique dure de 1 à 4 secondes.

Le rivetage auto-poinçonneur présente un certain nombre d'avantages par rapport à d'autres techniques d'assemblage te

• Rivetage de tôles de matériaux multiples et différents (acier, aluminium, plastique)
• Procédé non thermique pouvant être utilisé après le revêtement ou la peinture et en ne causant quasiment aucun dégât esthétique
• Faible consommation d'énergie
• Cycle de rivetage rapide
• Utilisation facile pour l'opérateur et respectueux de l'environnement (pas de chaleur ni de fumées, d'étincelles ou de déchets)
• Qualité homogène
• Assemblage vérifiable visuellement
• Compatible avec des adhésifs et des lubrifiants

Choix du type de rivet

Le choix d'un type de rivet pour une application donnée est dépendant de nombreux critères de performances.
Le développement de l'assemblage est le procédé permettant d'optimiser l'assemblage par rivets pour correspondre au mieux à l'application et garantir le résultat souhaité.

Quelques exemples d'exigences prises en compte pendant ce processus :

• Résistance statique de l'assemblage
• Résistance dynamique de l'assemblage (résistance à la fatigue)
• Solidité et durabilité
• Homogénéité de la résistance de l'assemblage (écart standard)
• Différences dans le type, la teneur et les propriétés des matériaux de base
• Résistance à la corrosion
• Absence, autant que possible, de transpercement de la feuille inférieure de l'assemblage par le rivet
• Assemblage par rivets accessibles par l'outillage
• Attrait visuel
• Affleurement des têtes
• Type de rivet couvrant toute une gamme de combinaisons de matériaux et d'assemblages  

Un rivet est choisi en conjonction avec un outillage approprié et correspondant aux caractéristiques d'application. Voir l'exemple ci-dessous : 

 

Toit amovible de la Porsche 911, fixation externe en aluminium sur les composants internes en aluminium.

Longueur du rivet et diamètre de la tige

Les rivets auto-poinçonneurs sont disponibles en différentes tailles selon l'épaisseur cumulée des panneaux à fixer (pile). Pour la longueur préconisée des rivets, jusqu'à 3 mm d'épaisseur de l'assemblage, la longueur préconisée est de e + 2 mm et à partir de 4 mm d'épaisseur de l'assemblage, e + 3 mm. Le diamètre dépend du constructeur.Exemple de dimensions conseillées:

(source Jaguar/Land Rover)

 

Le revêtement du rivet

Les rivets sont en acier et leur revêtement est un alliage de Zinc, d'Etain  et d'Aluminium (ZnSnAl), proche du Zamak. Ceci permet d'éviter la corrosion au  contact des différents métaux à assembler.

Comparaison rivet auto-poinçonneur/point de soudure

(Source VW)

Dans le cas du rivet auto-poinçonneur plein

Les rivets auto-perceurs en aluminium peuvent, à la différence des rivets en acier, faire l'objet d'un usinage mécanique ultérieur. La résistance de l'assemblage est toutefois inférieure à celle d'un assemblage réalisé par rivetage-poinçonnage.

Ce rivet est un élément optimal de liaison dans les cas où il est important d'assembler différents éléments métalliques minces et hautement sollicités :

• Pièces en aluminium ou en acier, tôles en acier résistant à la corrosion et aux acides.
• Assemblage d'éléments minces en aluminium avec tôles en acier.
• Assemblage de tôles épaisses et minces ; épaisseur de la tôle inférieure d'au moins 0,9 mm.

Caractéristiques

• Pose pratique affleurée des deux côtés.
• Auto poinçonnant, pas de problème de découpe du trou, coûts de montage réduits.
• Résistance mécanique élevée, force de traction d'environ 8000 N par rivet.
• Idéal pour des pièces à revêtement plastique ou des surfaces traitées.
• Adapté aux tôles d'acier, d'inox et d'alliages légers.
• Remplace le soudage par points. Pas de pollutions pour l'environnement.
• Intégration dans les chaînes de montage possible, un poste de travail séparé n'est pas nécessaire.
• La tête de rivet est couverte par la peinture. Pas de coût supplémentaire.
  
  

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Méthodes et pratiques

Aucune réparation n'est nécessaire sur ce type d'assemblage, c'est un assemblage très solide et très fiable. Les réparations se font uniquement en cas d'accident du véhicule, lors du remplacement d'un élément.

Il est néanmoins possible de remplacer un rivet auto-poinçonneur par un rivet de réparation.

Comment remplacer un rivet auto-poinçonneur ?
Il faudra changer les embouts de l'outil, mettre les têtes d'extraction. On se place ensuite au centre du rivet à extraire, le poinçon repousse le rivet.

Il faudra utiliser un rivet de réparation (Flow Form à droite de l'image).

Le rivet de réparation est plus gros, il faudra donc calibrer le trou à l'aide d'un autre ensemble poinçon/matrice, puis sertir le nouveau rivet.

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Impact sur les compétences en atelier

• Connaître les propriétés des matériau (acier et aluminium)
• Connaître les méthodes d'assemblage en carrosserie
• Connaître les méthodes de remplacement d'un élément riveté
• Savoir exploiter la documentation technique
• Savoir réaliser un assemblage par rivetage
• Savoir mettre en œuvre les procédés de collage souvent associé au rivetage

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Exemple d’outillage approprié

Les différents systèmes disponibles peuvent être utilisés avec des rivets conditionnés en vrac (sachet), ou sur une bande plastique. 

Ne peuvent être remplacé par aucun autre système de fixation. 

Les systèmes de pose utilisant l'énergie hydraulique, pneumatique ou électrique sont disponibles en différentes versions, adaptées aux besoins de chaque application.

Kit de Wieländer & Schill