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La fabrication de tôles est l'une des méthodes de production les plus précieuses utilisées de nos jours pour créer une variété de composants fonctionnels. Contrairement à d'autres techniques de fabrication, il s'agit d'un processus assez vaste qui implique une série d'étapes et de procédures qui traitent la tôle de différentes manières et produisent des pièces robustes.
Cet article se concentre sur les principes fondamentaux du processus de fabrication de la tôle. Voyons voir !
Qu'est-ce que la fabrication de tôles ?
La fabrication de tôles est un processus de fabrication dans lequel des pièces de tôle plates peuvent être transformées dans les formes souhaitées après avoir été conçues, coupées, formées et assemblées. En outre, les pièces fabriquées sont soumises à différentes techniques de finition qui offrent un large éventail d'états de surface.
Les fabricants utilisent une large gamme de matériaux de tôlerie pour produire ces pièces fabriquées, tels que l'acier inoxydable, l'aluminium, l'acier, le cuivre, le laiton, etc. La durabilité, la conductivité, la malléabilité, le poids et la résistance à la corrosion de ces matériaux en font des produits extrêmement solides et durables. La technique de fabrication des tôles est généralement utilisée pour fabriquer des pièces dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, de l'énergie et de la robotique.
Quelles sont les méthodes utilisées dans le processus de fabrication de la tôle ?
Voici quelques méthodes efficaces de mise en forme et de manipulation des tôles.
1. Conception et programmation
La première étape du processus de fabrication métallique consiste à concevoir le produit. Le processus de conception comprend de nombreuses étapes. La plus importante consiste à définir l'aspect que vous souhaitez donner à votre produit. Il s'agit principalement de concevoir un modèle 3D de la pièce de tôlerie requise. Ensuite, les ingénieurs de l'industrie sont censés élaborer des plans qui vous permettent de trouver les spécifications de la tôle pour réaliser les dessins. Enfin, les dessins sont revérifiés plusieurs fois en effectuant des calculs spécifiques.
Une fois la conception terminée, les fichiers CAO 3D sont traduits en codes machine qui servent à contrôler les opérations d'usinage. Ce processus est connu sous le nom de programmation.
2. Technique de coupe
Comme son nom l'indique, ce processus consiste à découper des tôles. Normalement, les fabricants prennent un morceau de tôle rectangulaire conforme à la conception du composant et le découpent à une taille et une forme spécifiques. Cependant, les tôles peuvent être découpées de deux manières.
| Techniques de coupe | Les types |
| Coupe - sans cisaillement | ● Découpe au laser
● Découpe au plasma ● Découpe au jet d'eau |
| Coupe - avec cisaille | ● Cisaillement
● Mise en blanc ● Poinçonnage ● Sciage |
a) Coupe - sans cisaillement
Pour couper les métaux sans cisaillement, on utilise plusieurs procédés qui font appel à la chaleur, à la pression et à la vaporisation. Examinons les principaux types de procédés :
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Découpe au laser
Le processus de découpe au laser concentre le faisceau laser à haute puissance sur une zone localisée afin de faire fondre le métal, ce qui a pour effet de vaporiser le matériau. Cette technique permet de découper un large éventail de tôles, telles que les métaux non ferreux, l'acier inoxydable et l'acier doux. Toutefois, certains métaux comme l'aluminium peuvent être difficiles à découper au laser.
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Découpage plasma
Le découpage au plasma est un procédé thermique dans lequel un gaz ionisé est utilisé pour découper la tôle. L'apport de chaleur élevé fait fondre le matériau, ce qui entraîne des coupes grossières avec des bavures. Le plus souvent, le découpage au plasma n'est efficace que sur les métaux conducteurs d'électricité.
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Découpe au jet d'eau
Le processus de découpe au jet d'eau diffère des deux autres techniques car il utilise un courant d'eau à haute pression plutôt que la chaleur ou la température pour découper le métal. La pression typique offerte par le processus de découpe au jet d'eau est d'environ 60 000 psi avec une vitesse de près de 610 m/s. Cette méthode de découpe polyvalente permet de découper des matériaux durs et tendres sans bavures ni distorsions dues à la chaleur.
b) Coupe - avec cisaillement
Le découpage par cisaillement est divisé en quatre catégories : cisaillement, découpage, poinçonnage et sciage.
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Cisaillement
Le cisaillement est un procédé de fabrication métallique qui permet d'effectuer des coupes sur des tôles sous l'influence d'une force de cisaillement. Cette force sépare principalement le matériau du point spécifique. Ce procédé est principalement utilisé pour couper des métaux tendres, notamment l'acier doux, l'aluminium, le laiton, etc. Il est à noter que le cisaillement n'est pas un procédé destiné à ceux qui recherchent des finitions nettes, car il crée des bavures et des déformations.
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Mise à blanc
Le découpage consiste à retirer la partie de la tôle d'une pièce de matériau plus grande à l'aide d'un poinçon et d'une matrice de découpage. La matrice est chargée de maintenir la tôle tandis que le poinçon applique une force de découpage à travers le métal. Ainsi, le matériau retiré constitue le produit requis, tandis que la tôle restante sur la matrice sert de stock de pièces brutes.
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Poinçonnage
Le poinçonnage est similaire au découpage, car il utilise également la force de cisaillement pour créer des trous dans la tôle. La seule différence est que, dans ce cas, le métal enlevé sert de matériau de rebut, alors que le matériau restant sur la matrice est le produit final. La fonction première du poinçonnage est de produire une variété de trous de formes et de tailles différentes. Comparativement, le poinçonnage est un processus plus rapide et plus propre que le découpage.
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Sciage
Le sciage est une technique différente qui utilise une dent de scie pour couper les matériaux. Les scies à ruban sont généralement utilisées à cette fin. La force de friction et de cisaillement joue un rôle prépondérant dans la séparation des copeaux des tôles.
3. Technique de formage
Le formage consiste à façonner la tôle en structures et pièces spécifiques. Divers procédés jouent un rôle dans l'étape de formage de la tôle. Les principaux sont décrits ci-dessous.
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Pliage
Le pliage est l'un des procédés de formage les plus utilisés qui déforme le métal en appliquant une force. La force permet principalement de plier le métal à partir d'une position spécifique à l'angle requis afin d'obtenir une certaine forme. Les presses plieuses et les machines à rouler jouent un rôle important dans le pliage. En règle générale, les presses plieuses utilisent le poinçon et la matrice pour déformer la feuille de métal, tandis que les machines à rouler roulent le métal pour lui donner différentes formes. Vous pouvez utiliser différents équipements pour produire des courbes en U ou en V.
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Roulant
Le laminage est une technique simple dans laquelle deux rouleaux sont utilisés pour presser la tôle présente entre eux afin de réduire et d'uniformiser son épaisseur. Pendant le processus, les rouleaux tournent constamment pour produire une force de compression.
Les fabricants réalisent le processus de laminage de deux manières : le laminage à chaud et le laminage à froid. Le laminage à froid s'effectue principalement à température ambiante, tandis que le laminage à chaud a lieu au-dessus de la température de recristallisation du métal. Les tubes, les tuyaux, les disques, les roues, etc. sont fabriqués par laminage.
4. L'assemblage
L'assemblage est une étape au cours de laquelle les fabricants fusionnent les pièces de la pièce à l'aide de différentes techniques. Normalement, les matériaux sont assemblés par soudage, brasage, rivetage et adhésifs. Toutefois, le soudage est la technique la plus répandue.
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Soudage
Tout le monde connaît le fonctionnement du soudage. En général, il utilise la chaleur, la pression ou, dans certains cas, les deux pour assembler les métaux. Il s'agit de faire fondre le métal de base avec ou sans ajout de matériau d'apport. Une liaison solide se forme dès le refroidissement. Les fabricants de tôles peuvent utiliser différents types de soudage dans le processus de fabrication.
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Rivetage
Le rivetage est également un processus d'assemblage impliquant l'utilisation de différents rivets ou attaches mécaniques. Au cours de la procédure, le perçage permet de former des trous dans les tôles à fixer, et les rivets sont installés dans les trous. Une fois les rivets fixés, leurs queues sont déformées.
Le rivetage est idéal pour les métaux non ferreux comme l'aluminium et le cuivre. Il s'agit en outre d'une technique d'assemblage fiable, rentable et efficace. Cependant, l'ajout de rivets augmente le poids du produit.
5. Finition
La dernière étape après le processus de fabrication de la tôle est la finition des composants afin d'améliorer leur apparence. Elle permet également d'améliorer la qualité de la surface du matériau et de le rendre résistant à la corrosion. En général, les fabricants de tôles utilisent des techniques de sablage, de polissage, d'anodisation ou de revêtement par poudre pour finir les produits finis.
Quels sont les matériaux à prendre en compte pour la fabrication de tôles ?
Il est essentiel de sélectionner le meilleur matériau de tôlerie afin de garantir une qualité optimale des pièces. Voici quelques matériaux que vous pouvez utiliser pour la fabrication :
- Acier inoxydable: L'acier inoxydable est réputé pour sa résistance à la corrosion et sa formabilité. L'acier inoxydable peut être à la fois non magnétique et magnétique.
- Acier: Les trois types d'acier servent également de matériaux fins pour la fabrication, à savoir l'acier laminé à chaud, l'acier laminé à froid et l'acier préplaqué.
- Aluminium: L'excellent rapport poids/résistance de l'aluminium lui permet d'être utilisé dans plusieurs procédés de fabrication.
- Laiton : Le laiton contient moins de zinc, ce qui le rend doux et facile à travailler.
- Le cuivre : Les métaux en cuivre sont les plus aptes à prévenir la corrosion en raison des couches d'oxyde protectrices qu'ils contiennent.
Conclusion
Nous espérons qu'après avoir lu cet article, vous avez compris le processus de fabrication de la tôle. La plupart du temps, la tôlerie est préférée en raison de sa grande résistance et de sa durabilité. En outre, elle est assez malléable, ce qui permet de la plier pour lui donner plusieurs formes uniques sans qu'elle ne se casse ou ne se fissure. De nombreuses entreprises préfèrent fabriquer des pièces en tôle plutôt que des composants moulés ou coulés, car cela permet de réduire les dépenses et les déchets de matériaux.
