Un dispositif de bridage est un mécanisme technique qui permet de fixer les pièces à usiner sur les machines-outils, de les positionner et de les maintenir en place malgré les forces générées pendant le processus d'usinage. Il assure la connexion entre la pièce à usiner et la machine et définit souvent la position de la pièce dans la zone d'usinage. Selon l'application, il s'agit soit d'un positionnement direct et précis, soit d'un simple positionnement approximatif, auquel cas la pièce doit faire l'objet d'un contrôle supplémentaire.
Les dispositifs de bridage se composent d’un dispositif de bridage destiné à maintenir la pièce, d’accessoires tels que des éléments de positionnement ou de bridage, et d’une interface permettant leur montage sur la table de la machine.
La fonction première d'un dispositif de bridage est de positionner avec précision la pièce à usiner et de la maintenir de manière fiable face à toutes les forces rencontrées au cours du processus de fabrication. Ce faisant, il remplit simultanément trois fonctions fondamentales :
Un dispositif de bridage mal construit entraîne des écarts dimensionnels, des marques de vibration ou la rupture de l’outil.
Les dispositifs de bridage se composent de plusieurs éléments de commande conçus pour fonctionner ensemble :
Dans de nombreux procédés d'usinage — en particulier dans la production en petites et moyennes séries —, on utilise des dispositifs de bridage standardisés ou des dispositifs de bridage universels, qui peuvent être ajustés avec souplesse aux différentes géométries des pièces. On peut citer comme exemples typiques les étaux, les blocs de bridage motorisés et les plaques à dépression. Ces systèmes reposent souvent sur une base modulaire et des composants complémentaires qui peuvent être ajustés à l’évolution des tâches d’usinage sans nécessiter une refonte complète de la conception.
En revanche, pour les tâches de fabrication complexes, récurrentes ou hautement automatisées dans la production à grande échelle, on utilise souvent des dispositifs de serrage dédiés, spécialement adaptés à la géométrie de la pièce, aux forces de processus et aux séquences de production. L’investissement plus important en termes de construction et de coûts permet d’obtenir une grande fiabilité des processus, une réduction de temps pour les réglages et des résultats reproductibles.
Les systèmes de bridage « zéro point » servent d’interface standardisée entre le dispositif de bridage et la table de la machine. Ils permettent une mise en place rapide et reproductible de différents dispositifs de bridage sur la machine. Selon l’application, on change soit uniquement le dispositif de bridage, soit l’unité complète composée du dispositif de bridage et de la pièce.
Les systèmes à changement rapide reposent également sur des interfaces standardisées et permettent une réduction de temps de réglage ainsi que des procédés de bridage reproductibles dans les environnements de fabrication automatisés.
Dans les centres d’usinage CNC, les dispositifs de bridage doivent répondre à des exigences élevées en matière de fiabilité du procédé, de précision de reproduction, d'accessibilité et d'automatisation.
La conception des dispositifs de bridage est déterminée à la fois par les exigences du processus d'usinage et par la matière ainsi que par la géométrie de la pièce à usiner. Outre la précision de reproduction, l'accessibilité et l'automatisation, les dispositifs de bridage doivent donc être spécifiquement ajustés aux propriétés mécaniques et à la capacité de charge de la matière concernée.
Métal et aluminium
Pour les matières métalliques, les dispositifs de bridage doivent absorber des forces d’usinage élevées et assurer un positionnement précis. Une conception suffisamment rigide empêche tout glissement entre la pièce et le dispositif pendant l’usinage. Pour les pièces métalliques à parois minces ou de grande surface, il est nécessaire de répartir la force sur plusieurs points de bridage, car des charges concentrées peuvent entraîner une torsion ou des écarts dimensionnels.
Plastiques
Les plastiques présentent une rigidité inférieure à celle des métaux et sont sensibles aux contraintes localisées. Les dispositifs de bridage doivent répartir la force de manière plus homogène et être adaptés aux propriétés spécifiques de la matière. Des surfaces d’appui empêchant les empreintes et des forces de bridage réduites évitent les déformations et les dommages superficiels pendant l’usinage.
Bois et matières dérivées du bois
Dans le travail du bois, les dispositifs de bridage sont souvent construits pour des pièces de grande surface présentant des géométries variées. Les points de bridage doivent être souples pour permettre le bridage de composants de formes différentes sans qu’il soit nécessaire de changer d’outillage. Les matières à base de bois pouvant conserver une sensibilité à la pression, on utilise couramment des soutiens souples ou des éléments de répartition de la pression entre le dispositif de bridage et la pièce.
Verre et matières fragiles
Le verre et les matières similaires nécessitent une répartition particulièrement uniforme de la force sur l’ensemble de la surface de contact. Même de légers pics de contrainte locaux peuvent entraîner des microfissures ou la rupture des matières fragiles. Le dispositif de bridage doit donc être conçu pour éviter totalement les charges ponctuelles causées par les mâchoires, les pinces ou les vis.
