Fabrication des boîtes métalliques

Introduction

Avant d’aborder le domaine du sertissage et les défauts qui lui sont liés, il paraît utile de présenter brièvement les points les plus importants relatifs à la fabrication des boîtes métalliques, notamment les métaux utilisés, les techniques de fabrication et le vernissage des boîtes à usage alimentaire.

Métaux utilisés dans la fabrication des boîtes métalliques

Deux grandes familles de métaux sont utilisées dans la fabrication des boîtes métalliques : l’acier (fer-blanc ou fer chromé) et l’aluminium.

Aciers pour emballage

Ce sont des aciers doux laminés à froid pour obtenir des feuilles de 0,12 mm à 0,49 mm d’épaisseur. Les feuilles d’acier sont ensuite revêtus d’étain (de 1 à 15 g/m2 selon utilisation) pour le fer-blanc, ou de chrome et d’oxyde de chrome (environ 0,1 g/m2) pour le fer-chromé.

De nos jours, on utilise souvent des feuilles de fer-chromé dans le cas où l’étain n’est pas nécessaire pour protéger contre la corrosion, ou pour faciliter la soudure de l’agrafe. Par exemple, le fer-chromé sert beaucoup à la fabrication des fonds et couvercles et des boîtes embouties.

Le fer-blanc est utilisé nu ou verni ; le fer chromé est toujours verni.

Aluminium

On utilise des alliages (contenant du magnésium ou du manganèse) laminés dans une gamme étendue d’épaisseur selon qu’il s’agit d’emballages rigides, semi-rigides ou souples. L’aluminium est toujours utilisé verni.

Techniques de fabrication des boîtes métalliques

Les feuilles d’acier ou d’aluminium sont expédiées aux usines de fabrication de boîtes sous forme de bobines. Une fois arrivés à l'usine, les bobines sont déroulées et coupées en tôles individuelles dont les dimensions varient en fonction du format des boîtes à réaliser (environ 1 mètre sur 1 mètre).

Fabrication des corps de boîtes

Pour la fabrication des corps de boîtes, 3 cas sont à distinguer :

  1. Les boîtes à trois pièces – soudées à l’étain ;
  2. Les boîtes à trois pièces – électro-soudées et
  3. Les boîtes à deux pièces (boîtes embouties).

Les boîtes à trois pièces – soudées à l’étain

Pour la fabrication du corps de ce type de boîtes on utilise uniquement du fer-blanc ; le fer-chromé et l’aluminium ne conviennent à cette technique.

Les feuilles sont découpées, entaillés et encochés. Les extrémités sont ensuite repliées, engagées l'une dans l'autre et martelées de façon à obtenir une agrafe qui est soudée à l’étain. S'il y a lieu, un revêtement organique (rechampi) est pulvérisé sur l'agrafe, à l'extérieur et/ou à l'intérieur du cylindre.

Selon les besoins, le corps des boîtes peut être mouluré. Les moulures permettent de renforcer la rigidité de la boîte.

Le corps soudé et mouluré est assemblé au fond (qui est fabriqué séparément) par sertissage.

Les boîtes à trois pièces – électro-soudées

Les feuilles d'acier (fer-blanc ou fer-chromé) enduites au préalable d'une couche de revêtement organique, s'il y a lieu, sont découpées et mis en forme de cylindre. Les extrémités constituant l'agrafe se chevauchent légèrement. Ces extrémités sont réunies par soudage électrique à résistance ou soudage au laser. Une fois le cylindre formé, un revêtement organique (rechampi) est pulvérisé sur l'agrafe à l'extérieur et/ou l'intérieur du cylindre, selon les besoins.

Les corps des boîtes électro-soudées peuvent également être moulurés. Cette opération se fait après le soudage du cylindre et la pulvérisation du rechampi sur l'agrafe, mais avant le sertissage du fond.

Les boîtes à deux pièces (boîtes embouties)

Les feuilles d'acier (fer-blanc ou fer-chromé) ou d'aluminium, enduites au préalable d'une couche de revêtement organique, le cas échéant, sont coupées en bandes qui alimentent une presse. Un disque est découpé, puis embouti en une ou plusieurs passes de manière à présenter la hauteur de boîte et le profil de fond désirés. La boîte ainsi formée passe dans une autre machine qui enlève l'excédent de métal du bord à sertir.

Si le corps de la boîte doit être mouluré, la boîte est acheminée vers la machine à où la moulure est exécutée.

Fabrication des couvercles

Les feuilles d’acier (généralement le fer-chromé) ou d’aluminium (pour les boîtes en aluminium) sont découpées en forme désirée puis pressées pour estomper le profil du couvercle dans le métal. Une autre machine plie l'arête de coupe pour former l'ourlet. Le couvercle ainsi obtenu est acheminé vers le poste d'injection du joint où une buse dépose le joint liquide dans la zone de l'ourlet (Figure 6).

Injection du joint d'étanchéité

Les couvercles à ouverture facile (OF), dont l’usage tend à se généraliser aux dépens de l’ouvre-boîte traditionnel, représentent une évolution technologique décisive. Ils associent dans leur réalisation une ligne de pré-ouverture obtenue par une réduction d’épaisseur localisée (incision) et un anneau de préhension riveté. C’est une fabrication délicate que ce soit par la précision requise dans les outillages (au niveau du micromètre pour les incisions) et également par les contraintes de protection liées à la forte déformation du métal.

Revêtements organiques

Les revêtements organiques (vernis) servent en quelque sorte de barrière entre le métal et le contenu de la boîte ou le milieu environnant. Le fer-blanc est utilisé nu ou verni ; le fer-chromé et l’aluminium sont toujours vernis.

Il existe de nombreux types de revêtements organiques, comme les revêtements phénoliques, oléo-résineux, acryliques, époxy-phénoliques et polybutadiènes pour n'en nommer que quelques-uns. Le choix du revêtement à utiliser doit prendre en compte des critères diversifiés parmi lesquels on peut citer :

  1. la corrosivité du contenu avec notamment :
    • l’acidité,
    • la présence de soufre ;
    1. la sensibilité du contenu (couleur, goût) lors d’interactions avec le contenant ;
    2. le degré de contraintes liées au mode de fabrication des boîtes (l’emboutissage, par exemple, interfère sur la tenue des revêtements et peut nécessiter des précautions particulières) ;
    3. les souhaits particuliers en ce qui concerne la durabilité (entre 2 et 5 ans en général pour les conserves) ou l’aspect interne des boîtes (choix entre vernis or ou vernis blanc).

    Les revêtements sont généralement appliqués sur le métal en feuille ou en bande avant les opérations de formage des boîtes ; dans certains cas particuliers (boîtes embouties-étirées, rechampissage des soudures et de l’incision des couvercles OF, etc.), le vernis est appliqué sur la boîte après formage. Selon les besoins, une ou deux couches de verni peuvent être appliquées sur la surface intérieure de la boîte ; la surface extérieure peut être vernie ou imprimée par lithographie.

    Lors du vernissage des feuilles destinées à la fabrication des corps des boîtes à trois pièces, une bordure non vernie et étroite est laissée le long des deux côtés qui seront réunis pour former l'agrafe. Sans ces bordures, les corps de boîtes ne peuvent pas être soudés. Les feuilles utilisées pour fabriquer les fermetures (couvercles et fonds) ou les boîtes embouties n’ont pas besoin de ces bordures.

    Ajouter un commentaire

    Plain text

    • Aucune balise HTML autorisée.
    • Les lignes et les paragraphes vont à la ligne automatiquement.
    • Les adresses de pages web et de courriels sont transformées en liens automatiquement.