La fabrication de tôles est une méthode précieuse de prototypage et de production pour la fabrication de pièces fonctionnelles robustes telles que des panneaux, des supports et des boîtiers.
Cependant, contrairement à d'autres techniques de fabrication, le travail de la tôle comprend en réalité de nombreux procédés différents, qui consistent tous à manipuler la tôle de diverses manières. Ces procédés peuvent inclure la découpe, la mise en forme ou l'assemblage de différentes pièces de tôle.
Ce guide examine les principaux procédés de fabrication de tôles et explique leur fonctionnement et leurs applications.
Qu'est-ce que la fabrication de tôles?
La fabrication de tôles est un ensemble de procédés de production permettant de transformer des feuilles de métal en pièces fonctionnelles. Dans ce guide, nous avons divisé ces procédés en trois catégories : découpe, déformation et assemblage.
Les métaux en tôle les plus courants comprennent l'acier, l'acier inoxydable, l'aluminium, le zinc et le cuivre, et ces matériaux sont généralement disponibles dans des épaisseurs comprises entre 0.006 et 0.25 pouce (0.015 et 0.635 centimètre). Les tôles plus fines sont plus malléables, tandis que les plus épaisses peuvent être mieux adaptées aux pièces robustes soumises à des applications exigeantes.
Pour les pièces partiellement plates ou creuses, la fabrication de tôles peut constituer une alternative économique à des procédés tels que le moulage et l'usinage . Ce procédé est également rapide et génère un minimum de déchets de matière.
La fabrication de tôles est largement utilisée pour les pièces industrielles et grand public, ainsi que dans des secteurs spécialisés comme l'automobile, l'aérospatiale, l'énergie et la robotique.
Fabrication de tôlerie : Découpe
One of the three main ways to manipulate sheet metal is to cut it. In this sense, sheet metal fabrication can be considered a subtractive manufacturing process (like CNC machining), because usable parts can be made by simply removing sections of material.
Les fabricants peuvent découper la tôle à l'aide de diverses machines, dont certaines sont spécifiques à la fabrication de tôles.
La découpe laser est l'une des principales méthodes de découpe de tôle . Une machine de découpe laser utilise un laser puissant, intensifié par une lentille ou un miroir. Précise et économe en énergie, elle convient aux tôles fines et moyennes, mais peut avoir des difficultés à découper les matériaux les plus durs.
Un autre procédé de découpe de tôle est la découpe au jet d'eau. Ce procédé d'usinage utilise un jet d'eau à haute pression (mélangé à un abrasif) pour découper le métal. Les machines de découpe au jet d'eau sont particulièrement adaptées à la découpe de tôles à bas point de fusion, car elles ne génèrent pas de chaleur susceptible de déformer le métal.
Une troisième option de découpe de tôle est coupage plasmaUn découpeur plasma crée un canal électrique de gaz ionisé qui génère un jet de plasma chaud capable de pénétrer facilement même les tôles épaisses. Bien que moins précis que les découpeurs laser ou à jet d'eau, les découpeurs plasma sont rapides et puissants, et leur installation est peu coûteuse.
Ces trois machines de découpe peuvent être utilisées sur d'autres matériaux que la tôle, mais certaines techniques sont exclusivement réservées à la fabrication de tôles.
Le poinçonnage ( parfois appelé perçage ) permet, par exemple, de créer des trous précis dans une tôle à l'aide d'un poinçon et d'une matrice. La tôle est placée entre les deux éléments, et le poinçon la traverse pour atteindre la matrice. Lors du poinçonnage, les chutes de matière circulaires sont mises au rebut, mais elles peuvent aussi être réutilisées comme nouvelles pièces : c'est ce qu'on appelle le découpage.
Pour la réalisation de nombreux trous, un équipement similaire peut être utilisé pour la perforation de la tôle.
Fabrication de tôlerie : Déformation
Une autre catégorie importante de procédés de fabrication de tôles est la déformation de la tôle. Ce groupe de procédés comprend une multitude de méthodes pour modifier et manipuler la tôle sans la découper.
L'un des principaux procédés de déformation est le pliage de la tôle . À l'aide d'une machine appelée plieuse, une entreprise de tôlerie peut plier la tôle en V, en U et en profilés en U jusqu'à un angle de 120 degrés. Les tôles fines sont plus faciles à plier. Il est également possible de faire l'inverse : les fabricants de tôlerie peuvent supprimer le pli horizontal des bandes de tôle grâce au procédé de redressage.
L' emboutissage est un autre procédé de déformation, mais il peut aussi être considéré comme une sous-catégorie à part entière. Il consiste à utiliser une presse à emboutir hydraulique ou mécanique équipée d'un outil et d'une matrice, et son fonctionnement est similaire au poinçonnage, bien que le matériau ne soit pas nécessairement enlevé. L'emboutissage peut être utilisé pour des tâches spécifiques comme le roulage , l'étirage , le gaufrage , le bordage et l'ourlet.
Le repoussage est un procédé de fabrication de tôles qui se distingue des autres techniques de déformation par l'utilisation d'un tour pour faire tourner la tôle pressée contre un outil. Ce procédé, similaire au tournage CNC ou même au repoussage de poterie, est utile pour la création de pièces en tôle arrondies : cônes, cylindres, etc.
Les procédés de déformation de tôle moins courants comprennent rouler, qui sert à réaliser des courbes complexes dans la tôle, et roulant, dans lequel une tôle est introduite entre deux rouleaux pour réduire son épaisseur (et/ou augmenter la régularité de son épaisseur).
Certains procédés se situent à mi-chemin entre la découpe et la déformation. Par exemple, le procédé d' expansion de la tôle consiste à découper de multiples fentes dans le métal puis à étirer la tôle comme un accordéon.
Fabrication de tôlerie : Assemblage
La découpe et le formage de la tôle sont deux méthodes de mise en forme. Une troisième méthode consiste en l'assemblage, soit par des fixations courantes, soit par d'autres procédés.
Bien que l'assemblage de composants disparates en tôle à l'aide de boulons, de vis et de rivets ne soit pas toujours considéré comme un processus de fabrication à part entière, il constitue une étape importante du processus de production global. D'autres procédés de fabrication de tôle, comme le poinçonnage, peuvent être réalisés spécifiquement pour percer des trous destinés aux rivets et autres fixations.
Les pièces en tôle peuvent également être assemblées par soudage . Ce procédé consiste à appliquer de la chaleur pour faire fondre une partie du métal à l'endroit où il rejoint une autre pièce. Le métal fondu fusionne alors entre les deux pièces pour former une liaison solide. Les tôles courantes comme l'acier inoxydable et l'aluminium présentent une bonne soudabilité, bien que certains métaux puissent se souder plus facilement avec certains types de soudage : à l'arc, par faisceau d'électrons, par résistance, etc.
Choisir les bons procédés de fabrication de tôlerie
Si vous avez déjà conçu des pièces en tôle, vous avez probablement une bonne idée des procédés de fabrication nécessaires à leur réalisation. En effet, certains logiciels de CAO comme Autodesk Fusion 360 et Dassault Systèmes Solidworks permettent de créer des fonctions correspondant à des procédés physiques de fabrication de la tôle, tels que le pliage et l'emboutissage.
Quel que soit votre niveau d'expérience, les experts en tôlerie de 3ERP peuvent vous aider à finaliser vos conceptions et à choisir entre des procédés similaires comme la découpe au jet laser et la découpe au jet d'eau.
Pour en savoir plus sur la fabrication de tôles, consultez notre Guide de conception de la fabrication de tôles pour un aperçu complet.
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