Concevoir en aluminium signifie définir comment le métal va s’écouler, refroidir, s’usiner, se finir et se comporter dans votre produit final.

Une conception performante de produit en aluminium extrudé relie l’intention technique à la réalité industrielle. Une section parfaite en CAO peut devenir coûteuse, instable dimensionnellement ou incohérente esthétiquement si le comportement à l’extrusion, la stratégie d’usinage, le choix d’alliage et les contraintes de finition ne sont pas intégrés dès le départ.

Voici les éléments essentiels à considérer lors de la conception de votre produit en aluminium extrudé sur mesure.

Choix de l’alliage : la base des performances de votre produit en aluminium extrudé

La conception commence par le choix de l’alliage. Celui-ci détermine :

• Limite d’élasticité et résistance à la traction

• Allongement à rupture (ductilité vs fragilité)

• Extrudabilité (aptitude à former des géométries complexes)

• Qualité de surface, notamment pour l’anodisation

• Usinabilité et usure des outils

• Résistance à la corrosion

En extrusion, les alliages courants sont 6060, 6063, 6061 et 6005A.

• 6063 est privilégié lorsque la qualité de surface et l’anodisation sont critiques.

• 6060 s’extrude très facilement et offre une excellente homogénéité esthétique.

• 6061 présente une résistance mécanique supérieure et une bonne usinabilité, mais est moins tolérant pour l’anodisation décorative exigeante.

• 6005A offre de meilleures performances structurelles que le 6063 tout en conservant un bon comportement à l’extrusion.

L’état métallurgique (T5, T6, etc.) est tout aussi déterminant. Le T6 augmente la résistance mais réduit la ductilité par rapport au T5, ce qui influence le risque de déformation et le comportement en usinage après extrusion.

Un mauvais choix d’alliage peut entraîner :

• Variations d’aspect après anodisation

• Fissuration dans les zones fines ou fortement sollicitées

• Usure excessive des outils

• Difficulté d’extrusion pour les sections creuses complexes

L’alliage optimal est celui qui équilibre contraintes mécaniques, exigences esthétiques, environnement corrosif, intensité d’usinage et séquence complète de fabrication.

Pour une comparaison technique détaillée des alliages de la série 6xxx, consultez notre guide de conception des produits en aluminium extrudé sur mesure.

Extrusion aluminium : concevoir en fonction de l’écoulement du métal et de la stabilité dimensionnelle

L’extrusion est un écoulement contrôlé du métal sous pression. La géométrie conditionne directement ce comportement.

Le principe clé est la maîtrise des épaisseurs de paroi. De fortes variations entraînent un écoulement et un refroidissement hétérogènes, générant des contraintes résiduelles responsables de vrillage, flèche et dérive dimensionnelle sur longueur. Elles peuvent aussi provoquer des différences de teinte après anodisation.

L’uniformité parfaite n’est pas toujours possible, mais les transitions d’épaisseur doivent être progressives. Les sections très asymétriques sont plus sensibles aux déformations en raison d’un refroidissement différentiel. La répartition des masses doit être équilibrée autant que possible.

Les rayons internes sont essentiels. Des angles vifs limitent l’écoulement, augmentent les contraintes sur la filière et réduisent sa durée de vie. Des rayons adaptés améliorent la qualité de surface et la stabilité dimensionnelle.

La conception ne vise pas seulement la faisabilité ponctuelle, mais la répétabilité industrielle, dans les tolérances, sans usure excessive de l’outillage ni rebut.

Usinage du produit en aluminium extrudé : accessibilité, stabilité et efficacité

L’extrusion fournit une ébauche proche de la forme finale. L’usinage garantit la précision et les interfaces fonctionnelles.

La conception doit intégrer les surfaces de référence pour le bridage. Sans faces stables, les temps de cycle augmentent et la répétabilité dimensionnelle diminue. Utiliser des faces esthétiques pour le serrage expose à des défauts de surface.

L’accessibilité des outils est critique. Poches profondes et étroites, nervures fines non soutenues ou rainures non standards augmentent les vibrations, réduisent la durée de vie des outils et ralentissent l’usinage. L’alignement avec des diamètres d’outils standards améliore la stabilité. Intégrer un maximum de fonctions directement dans l’extrusion réduit les opérations secondaires.

Les tolérances doivent être appliquées de manière ciblée. Des tolérances serrées augmentent les temps d’usinage, de contrôle et le taux de rebut. La précision doit être réservée aux zones fonctionnelles critiques.

Traitement de surface de l'aluminium : quand les choix de conception deviennent visibles

Les procédés de finition révèlent les faiblesses de conception.

En anodisation, des variations d’épaisseur et de masse peuvent générer des différences visibles de teinte, notamment en applications architecturales ou esthétiques. Une section plus homogène limite ce risque.

Les sections doivent permettre un drainage et une ventilation corrects lors de l’anodisation ou du thermolaquage. Des cavités fermées peuvent retenir des produits chimiques ou des poudres, entraînant taches ou irrégularités d’épaisseur.

Des transitions géométriques douces favorisent un dépôt uniforme. Les ruptures brusques accentuent les variations visuelles.

Si la pièce est visible dans votre produit final, la stratégie de finition doit orienter la conception dès l’origine.

Est-ce industrialisable ?

Avant validation, analysez le cycle complet :

• La section s’extrude-t-elle sans déformation ni surcharge de filière ?

• Les épaisseurs sont-elles équilibrées pour limiter les mouvements au refroidissement ?

• L’alliage choisi est-il cohérent avec les exigences mécaniques et esthétiques ?

• Les surfaces d’usinage sont-elles accessibles et stables ?

• Les tolérances sont-elles justifiées fonctionnellement ?

• L’anodisation ou le revêtement révéleront-ils un déséquilibre de section ?

Une conception réussie aligne exigences structurelles, physique de l’extrusion, contraintes d’usinage et comportement en finition.

Besoin de plus d’informations ?

Cet article présente les points essentiels pour concevoir efficacement votre produit en aluminium extrudé.

Pour une analyse complète couvrant alliages, extrusion, optimisation d’usinage, stratégie de finition et logistique, consultez notre guide complet de conception des produits en aluminium extrudé.