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mars 2017

Les tarauds & filières

Dans les filets de la productivité

Marché mature, les outils permettant de réaliser le taraudage et le filetage de pièces métalliques restent très utilisés dans tout atelier de mécanique, en maintenance et en production. Si la filière est en régression, concurrencée par d’autres moyens, le taraud lui se développe légèrement, notamment les taraud machines qui évoluent d’un côté sur des outils multi-applications et de l’autre, sur des outils hyper spécialisés d’une haute productivité.

Pour une fourniture industrielle, c’est l’un des incontournables d’une gamme d’outils coupants digne de ce nom. Dès qu’un artisan, un professionnel de la maintenance, une entreprise de production des secteurs de la mécanique, de la serrurerie ou encore de la métallerie a besoin de créer un pas de vis à l’intérieur d’un tube initialement lisse, le taraud se révèle l’outil de la situation. Le taraudage est en effet l’action qui consiste à usiner, généralement par enlèvement de matière, un pas de vis dans un tube préalablement calibré de façon à ce qu’il puisse accueillir une vis ou une tige filetée permettant l’assemblage de deux pièces. Opération inverse et complémentaire du taraudage, le filetage permet, lui, là encore par enlèvement de matière, de réaliser des filets sur une tige, à l’extérieur du cylindre, au moyen d’un outil appelé filière. 

Si chacun s’accorde à reconnaître que les tarauds, et dans une moindre mesure, leur alter ego, les filières, représentent environ 15% du chiffre d’affaires global des outils coupants pour le métal, ce marché est toutefois considéré comme mature. Le taraud maintiendrait une légère croissance, au rythme de l’activité des entreprises qui l’utilisent, notamment pour la partie production. En revanche, le sort de la filière est plus incertain. Cette dernière pâtit de l’évolution des process. Tout d’abord, d’autres moyens permettent de réaliser des filets, la fraise à fileter par exemple qui, d’ailleurs, peut réaliser des filetages, à l’intérieur comme à l’extérieur. Surtout, les entreprises ont de plus en plus recours à du filetage au mètre, pré-usiné donc. Cela dit, pas question pour un fournisseur ou un distributeur de tarauds d’évincer les filières même si ces dernières deviennent marginales. Dans les gammes, filières et tarauds restent donc liés.

Les spécialistes des outils d’usinage comme les Allemands Emuge Franken ou le groupe Walter pour ne citer qu’une petite partie de ceux qui commercialisent tout ou partie de leur offre à la distribution sont évidemment présents dans cet univers, surtout dès que le taraud est commercialisé dans le négoce technique pour l’industrie. Sans oublier bien entendu les Français, comme Tivoly, qui fabrique ses tarauds dans son usine du pays basque espagnol, ou Riss Industrie, ainsi que les importateurs comme Alpha Coupe ou Van Ommen, dont la marque Phantom a réussi à se positionner sur le marché français grâce à une offre composée des meilleurs produits chez différents fabricants.

Coupe ou déformation

Le taraud se décline en deux grandes catégories, en fonction de son utilisation à la main ou sur une machine. Certains préfèrent l’envisager selon qu’il s’adresse à des petits ateliers et à des petites opérations de maintenance, manuelle ou à la perceuse, ou selon qu’il répond à des exigences de haute-productivité et de haute-performance pour la production. 

Au-delà du type du process, le choix d’un taraud dépend de multiples facteurs, qui se combinent les uns avec les autres, se répercutant chez les fabricants en des gammes pouvant comporter des milliers de références. En fonction des matières à usiner, les tarauds possèdent effectivement des géométries différentes. Ainsi, par exemple, les outils destinés au taraudage de l’inox présentent souvent un amincissement progressif de la partie arrière pour limiter les contacts avec cette matière collante sujette au reflux. En revanche, les outils à dentures alternées sont les mieux adaptés au taraudage de l’aluminium, une matière élastique et collante. 

Devant obéir à des normes strictes pour garantir le bon ajustement des pièces, cet outil se décline ensuite en de multiples variantes liées aux profils de filet (métrique fin, métrique, UNC, UNF, BSP G, gaz pour les tuyauteries et robinetteries...), aux pas (distance entre deux filets) et diamètres du taraudage (de M1 à M60). Il s’agit également de connaître les caractéristiques de l’alésage à tarauder (trou borgne ou débouchant, profondeur du trou), ce qui déterminera le type d’entrée ou de goujure ainsi que sa longueur. 

Ainsi, lorsque la matière est peu épaisse, son usinage, par ailleurs toujours réalisé sous lubrification, ne pose pas de problèmes d’élimination des copeaux. Ce qui permet l’utilisation d’un taraud à goujure droite, considéré comme un outil standard, utilisé surtout en maintenance. Si la matière génère des copeaux un peu longs, ces derniers doivent être conduits dans un sens ou dans l’autre, pour éviter qu’ils se glissent entre le taraud et la matière, engorgent les goujures et dégradent la qualité du filet. Le lubrifiant peut également mieux circuler. Un taraud à entrée Gun (un affûtage supplémentaire est pratiqué dans la goujure de l’outil), qui repousse les copeaux vers le bas, s’impose alors pour les trous débouchants. En revanche, les tarauds à goujures hélicoïdales, qui poussent les copeaux vers le haut, sont préconisés pour le taraudage des trous borgnes. Le copeau n’est ainsi pas stocké au fond du trou. 

Alternative au taraudage traditionnel par enlèvement de métal, le taraudage par déformation permet la réalisation de filets en marquant la matière sans création de copeau. La matière est ‘‘refoulée’’ entre les filets de l’outil pour générer le profil du filetage. Utilisé en production sur les machines numériques et pour l’usinage des matières tendres et relativement élastiques, ce qui est le cas d’une majorité d’entre elles et notamment des aciers doux, alliages d’aluminium et bronzes, le taraud à refouler, encore marginal et plus coûteux que les tarauds à enlèvement, séduit de plus en plus les industriels par ses atouts. Il autorise une vitesse de travail plus élevée sans générer de copeaux, présente un meilleur état de surface et permet la création de filets très résistants puisque la fibre de la matière n’est pas coupée. Le poids de cette catégorie de tarauds devrait donc croître dans l’avenir avec l’évolution des process de production. 

Taraud manuel vers l’universel 

Le taraud manuel représente aujourd’hui 30 à 40% des ventes, face au taraud machine. Destiné aux artisans et aux opérateurs de maintenance pour la réalisation de pièces unitaires, il est mis en œuvre grâce à un tourne à gauche, dit aussi morille, un accessoire spécifique (il en existe des versions à cliquet) qui maintient l’outil par son carré d’entraînement pour en permettre la rotation. Celle-ci alterne avance à droite et retour à gauche, pour briser les coupes. Le taraudage manuel est presque toujours réalisé en trois passes impliquant le recours successif à trois tarauds, un ébaucheur (le plus fin et le moins mordant), un demi-finisseur et un finisseur. Le premier enlève peu de matière, le second un peu plus et le finisseur assure la finition. Pour cette raison, les tarauds manuels, des outils en acier rapide à goujure droite, sont très souvent commercialisés par jeux de trois unités. Pour les faibles épaisseurs ou les métaux doux comme l’aluminium et le cuivre, ou pour les plastiques durs, l’ébaucheur et le finisseur suffisent. 

Si l’innovation technologique est peu de mise dans cet univers, les fabricants ont toutefois cherché à simplifier l’offre en proposant des tarauds universels. Ces tarauds multi-applications permettent ainsi de travailler les principales matières auxquelles sont confrontées les petits ateliers (aciers doux, aciers pour traitement thermique, aciers inoxydables type 304L, 316L, aluminium). L’utilisateur n’a donc pas besoin de se soucier de l’adéquation entre son outil et la matière à usiner, au profit d’un gain de temps et d’une réduction des frais de stockage puisqu’il n’est plus nécessaire de garder à disposition différents types de tarauds. L’objectif de cette démarche est aussi d’alléger les stocks chez les distributeurs, en leur permettant de se concentrer sur une profondeur de gamme axée sur les différents types de filet, sans avoir à démultiplier à chaque fois ces derniers par matière, des produits parfois onéreux et à faible rotation. L’allègement des gammes est d’autant plus efficace que, globalement, le cœur de marché du taraud commercialisé par la distribution, est bien identifié. Avec une vingtaine de références concentrées sur les pas métriques et américains M4 à M10, et quelques pas spéciaux en fonction de sa clientèle, le distributeur couvre 90% des applications d’un taraud manuel. Et si le client a besoin d’une référence spécifique, la réactivité du fournisseur fait alors la différence avec la possibilité pour les plus performants de livrer sous 24 heures. Cet enjeu est évidemment encore plus crucial lorsqu’il s’agit de production. 

Domination des tarauds machines 

Dominant aujourd’hui le marché, avec environ 60% des ventes en valeur, les tarauds dits machines regroupent à la fois les outils utilisés sur des perceuses, fraiseuses, tours mais aussi sur des machines à commande numérique. Ils doivent notamment leur essor au développement de leur taux d’équipement dans le secteur de la maintenance et des petits ateliers de serrurerie, métallerie ou petite mécanique, dont les entreprises tendent à acquérir des tarauds machine au détriment des tarauds main pour équiper des perceuses de plus en plus performantes, avec vitesses lentes et autre réglage du couple. Les tarauds machines ont également l’avantage de ne s’utiliser qu’en une seule passe. 

Si un taraud machine peut équiper aussi bien une perceuse pour la réalisation de petites séries qu’une machine de production, les exigences demandées ne sont évidemment pas les mêmes. Par conséquent, ce marché se développe sur deux tendances, d’un côté les tarauds universels, de l’autre, les tarauds hyper spécialisés. Comme les tarauds manuels, les tarauds multi-fonctions peuvent travailler sur des plages de matière très larges allant jusqu’à des aciers dont la dureté atteint 80 kg/mm2 pour un outil non revêtu. Ses possibilités s’étendent jusqu’à des aciers 140 kg/mm2, à la fonte, l’inox ou l’alu, lorsque que le taraud dispose d’un revêtement qui améliore ses performances. 

Dès que le taraud est utilisé en production, il doit généralement répondre à une utilisation intensive sur un certain groupe de matières, avec des exigences de productivité importantes, ce qui implique le recours à des tarauds spécialisés. Ces tarauds haute-performance se distinguent souvent par le port d’une bague de couleur différente, selon la matière à laquelle ils sont dédiés. Dans cette catégorie, si les tarauds traditionnels sont souvent en acier rapide parfois enrichi de cobalt, ils peuvent également être en acier fritté. Plus l’entreprise est équipée de machines à commandes numériques, plus la technicité est de rigueur allant jusqu’aux tarauds carbure. 

Les fournisseurs investissent à la fois sur la qualité des substrats, mais aussi des traitements et des revêtements, qui jouent également leur rôle dans la performance d’usinage, le contrôle de l’usure de l’outil et l’augmentation du rendement. Un traitement vapeur donnera ainsi au taraud non seulement une couleur noire mais permettra d’éviter le collage de la matière sur les arêtes de coupe. Pour renforcer la précision et la résistance des arêtes de coupe, certains fabricants ont également intégré la technique de la tribofinition, qui permet d’obtenir un polissage et un traitement de surface performant. 

Les revêtements, par exemple le nitrure de chrome, Cr-N (taraudage dans l’aluminium) ou le nitrure de titane, TiN (pour travailler l’acier et le titane), favorisent aussi la longévité à l’outil, une constance de l’usure et une répartition progressive de l’usure sur les arêtes de coupe. En fonction de l’application, ils se proposent d’être très glissants pour les matières collantes comme l’alu ou très résistants à la montée en température pour l’usinage de matières très dures. 

L’important pour l’industriel est d’avoir la garantie de la conformité de ses filets. Son objectif est donc d’utiliser le taraud qui, en fonction de la matière à usiner, va rester précis le plus longtemps. Si la plage d’utilisation de l’outil est de 500 taraudages, le cinq centième filet devra être aussi conforme que le premier. Pour cela, il faut une adéquation parfaite entre la machine sur lequel le taraud est monté, la matière dans laquelle il va falloir faire le taraudage, la profondeur du taraudage, ce qui souvent passe par des essais dans les conditions de coupe qui sont celles de l’industriel, sur le site de l’entreprise ou chez le fournisseur lorsqu’il dispose d’un centre d’essais. Dans la production, ce n’est pas le coût de l’outil qui importe, mais le coût au filetage, donc la rentabilité qu’il va gagner.

Agnès Richard

 

Le jeu des mallettes

Au-delà des produits, les marques se différencient également par la proposition de jeux proposés en coffrets et  mallettes adaptés aux différents besoins, comprenant par exemple un ensemble perçage, taraudage, filetage ou les pas les plus courants. La mallette ou le coffret sont ainsi un moyen de promouvoir le taraud chez le distributeur et de constituer des ventes complémentaires. Moins cher à l’achat de l’outil à l’unité, la mallette permet au client de faire face à différents cas d’usinage. Elle permet aussi de bien protéger le taraud des chocs, cet outil fragile étant bien rangé dans les alvéoles. Sachant qu’en maintenance ou chez un artisan, le taraud n’est pas toujours utilisé quotidiennement, cette solution de rangement n’est pas superflue. De surcroît, elle permet au professionnel de retrouver un outil en bon état dès qu’il en a besoin, sans perdre de temps à le chercher. Pour une marque comme Tivoly, qui propose une dizaine de mallettes et une quinzaine de coffrets, ces solutions donnent aussi les moyens au distributeur d’argumenter sur un produit d’une certaine valeur. Il est vrai que plutôt que vendre un taraud de 6 x 100 qui convient à une tache particulière, le fait de proposer au client d’équiper son atelier d’un jeu complet qui lui permettra de faire face à différents besoins présente une valeur ajoutée supérieure. 

Les filières en voie de marginalisation

Les filières se présentent comme des outils indispensables à la gamme mais de plus en plus marginales dans les ventes. Usiné en forme de trèfle au nombre de feuilles variable, cet outil que l’on enchâsse dans un porte-filière pour sa mise en œuvre permet de creuser un sillon hélicoïdal autour d’une pièce cylindrique. Le filetage peut également résulter d’une opération de roulage, laquelle permet l’obtention de filetages plus résistants. Dans ce dernier procédé, la matière est déformée, comme elle l’est lors d’une opération de taraudage par refoulement. Concurrencées par d’autres technologies comme les fraises à fileter et les tiges filetées pré-usinées, les filières ne bénéficient pas d’innovations, d’autant qu’il existe peu de produits spécifiques pour l’industrie. Si comme le taraudage, le filetage peut être réalisé manuellement ou avec une machine, les filières sont aujourd’hui surtout utilisées en maintenance et dans la petite production, essentiellement en version manuelle, pour retoucher des pièces démontées qui ont subi un choc par exemple. 
En ce qui concerne les filières machine, les ventes sur le marché français seraient majoritairement réalisées auprès des décolleteurs de la vallée de la Cluse et relèveraient pour les trois-quarts de la vente directe. 

 

Van Ommen propose la gamme de  tarauds universels HP2 Phamtom, recommandée pour tous les types de matériaux. Le changement systématique d’outil devient inutile et permet à l’utilisateur de gagner du temps et de réduire ses frais de stockage. Ces tarauds offrent une haute qualité de perçage et de filetage alliée à une vitesse de coupe et à une durée de vie maximales, au profit d’une réduction des coûts de production, d’une productivité accrue et une durée de vie de l’outil allongée.

 

Izar propose ce taraud machine droit haute-performance, en acier fritté ASP 52 (ref  3125) et à entrée Gun, destiné  aux inox austénitiques (série 300).

 

Le taraud machine M2RC HSSCo+TICN de Celesa Bluemaster permet d’usiner les aciers jusque 1400 N/mm2. 

 

Les tarauds de Riss, comme le 3718 RT destiné aux usages intensifs, sont équipés du système Rotastop qui, grâce à sa forme géométrique, assure une transmission de couple optimale, un centrage et un blocage automatique de l’outil dans le mandrin. Le taraud ainsi ne glisse pas, ce qui lui apporte aussi une plus longue durée de vie. 

 

Les tarauds 3053 de Schill permettent des travaux de taraudage dans les inox et aciers < 1000 N/mm².

 

Ruko propose une large gamme de tarauds main et machine, dans l’objectif que chacun soit un véritable outil de précision lors de l’usinage du métal.

 

Fort de son expérience de producteur de tarauds depuis plus de 30 ans, Tivoly apporte à ses tarauds haute performance Flash Cut les dernières innovations en termes de préparation d’arête (tribofinition) et de revêtements haute performance. Cette gamme se décline par application matière à partir de substrats à haut rendement (aciers frittés ASP) et de géométries hyper spécialisées issues du centre de recherches de Tivoly, situé à Elorio au Pays Basque espagnol.

 

La technologie du taraud Microfinish de Hepyc agit après le surfaçage du taraud, qui est nettoyé des bavures et dont les arêtes de coupe sont arrondies. L’usure de l’outil est alors mieux contrôlée et plus stable, ce qui se traduit par une augmentation significative de son rendement et une amélioration des finitions du filetage.

 

​Alpha Coupe propose une large gamme de tarauds et filières spécifique à l’usinage des aciers inoxydables et disponibles du M3 au M30. Ces outils présentent tous un traitement vapeur (apparence noire) destiné à éviter le phénomène de collage sur les arrêtes de coupe. La géométrie des filets est optimisée pour garantir des performances et une durée de vie supérieure aux outils.