Dans ce guide, vous trouverez toutes les informations que vous recherchez sur la découpe de tôle. Que vous souhaitiez en apprendre davantage sur le processus réel, les avantages, le mécanisme de défaillance ou le comparer avec d’autres processus – vous trouverez toutes les informations ici.
Qu’est-ce que la Découpe de Tôle?
Dans la découpe de tôle, vous utiliserez un système de poinçon et de matrice pour extraire une pièce adaptée d’une grande feuille de métal. La pièce extraite est la pièce brute et une seule opération de machine peut bruter plusieurs feuilles simultanément.
Processus de Découpe de Tôle
Le processus de découpe de tôle implique une presse, un système de poinçon et de matrice travaillant sur une feuille de métal. Il prend la forme suivante:
i. La feuille de métal est positionnée sur la matrice contenant l’évidement de géométrie souhaité dans la presse de découpe. Le poinçon au-dessus de la feuille est également dans la forme de la pièce souhaitée.
ii. La presse exerce mécaniquement ou hydrauliquement une force verticale sur le poinçon qui agit sur les feuilles à grande vitesse.
iii. Les outils de poinçonnage et de matrice ont un ajustement de jeu permettant au poinçon de ciseler la feuille de métal dans la forme souhaitée.
iv. Le cisaillage se produit lors de l’impact, extrayant la pièce brute qui tombe dans la cavité de la matrice.
Différence entre la Découpe de Tôle et le Poinçonnage
Le processus d’exécution dans la découpe de tôle et le poinçonnage de tôle est virtuellement le même. Cependant, il existe une différence inhérente dans le produit final.
Dans la découpe de tôle, la pièce souhaitée est la section que vous découpez d’une feuille de métal dans la matrice. Cependant, dans le poinçonnage de tôle, vous éliminez la pièce extraite par le processus de poinçonnage. La partie restante est généralement la section utile.
Méthodes de Découpe de Tôle
Bien que le processus de découpe de tôles semble simple, il existe quelques variations qui donnent lieu aux méthodes suivantes:
1. Découpe en Bande Continue
Implique l’alimentation continue de feuilles de métal dans la presse de découpe permettant des reproductions précises. La production de composants tels que des médailles, des pièces de monnaie et des capsules de bouteilles utilise cette méthode.
2. Découpe Fine
Ne présente pas de zone de rupture lors du cisaillement grâce à la compression de toute la feuille avant l’extraction de la pièce brute par un couplage de poinçons supérieur et inférieur. La découpe fine permet d’obtenir des tolérances serrées et réduit l’occurrence de bavures, ce qui se traduit par des bords plus lisses réduisant le besoin d’opérations secondaires telles que l’ébavurage.
3. Estampage par Matrices Composées
Utilisé dans la production de pièces complexes façonnées à partir de bandes d’acier en alimentant une machine d’estampage à sortie rapide. La simplicité, la rapidité et la précision de la méthode d’estampage par matrices composées permettent une utilisation dans de grandes productions de pièces en acier.
4. Découpe
Combine les processus de travail des métaux de coupe et de découpe pour créer des planches personnalisées en formes longues et plates.
5. Découpe en Quadrilatère
Produit des pièces brutes quadrilatérales avec des contours en utilisant des outils de serrage uniques. C’est particulièrement utile lors de la fabrication de composants de forme carrée tels que des panneaux de boîtes.
6. Estampage par Matrices Progressives
Utilise des tôles minces en bandes enroulées avec la machine exécutant une opération d’estampage, de découpe et de cintrage pour les pièces. Les pièces sortent sous forme de bandes jointes séparées ultérieurement en pièces identiques et individuelles.
Machines de Découpe de Tôle
Lors de la découpe de tôles, vous avez besoin d’appliquer une force verticale pour pousser le poinçon à travers la matrice. La force verticale provient de machines de presse avec les plus courantes suivantes:
Presse Hydraulique
Les machines de presse hydraulique dans la découpe de tôle utilisent une pression hydraulique provenant d’un fluide fiable à travers un système de pompe et de valve. Bien qu’elles puissent soutenir des opérations de découpe étendues, elles sont relativement lentes et inadéquates pour des volumes de production importants.
Presse Mécanique
Utilise des moteurs comme force motrice de l’opération de découpe en transformant la force de rotation en une force verticale. L’exécution rapide des machines de presse mécanique les rend idéales pour les opérations de production de grande envergure.
Mécanisme de défaillance dans les poinçons et matrices de découpe de tôles
Les poinçons de découpe et les matrices utilisent typiquement de l’acier à outils ou du carbure dans leur construction pour leur résistance et leur durabilité. Cependant, la défaillance du système d’outillage de découpe n’est pas inconcevable, comme suit :
Usure abrasive
Les preuves d’abrasion se trouvent généralement le long des contacts glissants lors de l’interaction de l’outil et de la feuille de métal. L’outillage nécessite des niveaux de dureté élevés tels que les carbures pour surmonter l’usure abrasive.
Usure adhésive et adhérence
L’usure adhésive et l’adhérence résultent des contraintes dues à la compression, du frottement induit par les mouvements de contact et de l’élévation de la température. Avoir un outillage avec un coefficient de frottement élevé, une dureté et une ténacité est essentielle pour prévenir l’usure adhésive et l’adhérence.
Rupture et ébréchage
Lors de l’utilisation de matériaux avec une faible ténacité, des fissures peuvent se manifester et se terminer par l’ébréchage ou la rupture de l’outil. Disposer d’un matériau d’outil avec une structure homogène et fine offre une résistance fiable aux chocs et à la fatigue.
Déformation plastique
Parfois, la force de découpe sur le poinçon exerce un stress qui dépasse la limite élastique de l’acier des outils, ce qui entraîne une déformation. Lors de la découpe de feuilles de métal plus résistantes, il est essentiel d’utiliser un outillage plus dur tel que le carbure.
Matériaux métalliques lors de la découpe de tôles
L’application de la pièce découpée influence le matériau de la tôle dans la découpe. Chaque matériau offre différentes propriétés telles que la résistance à la corrosion, la ténacité et la conductivité.
Les matériaux que vous pouvez utiliser dans la découpe incluent :
1. Acier inoxydable
Contient du chrome qui augmente la résistance à la corrosion de ce matériau et donc sa durée de vie, permettant son utilisation dans des environnements humides et à forte humidité. Les composants en acier inoxydable découpés trouvent leur utilisation dans la fabrication de produits médicaux, emballages alimentaires, ustensiles de cuisine et même des constructions.
2. Aluminium
Les feuilles de métal en aluminium sont malléables, flexibles, à faible coût, légères, durables, hautement recyclables et facilement disponibles. La découpe de tôles en aluminium permet la production de pièces et de composants utilisés dans l’aérospatiale, l’emballage, l’automobile, l’énergie et l’équipement domestique.
3. Cuivre
Les feuilles de cuivre offrent des pièces découpées avec une impressionnante résistance à la corrosion et une conductivité thermique et électrique.
4. Acier au carbone
La teneur en carbone influence la dureté de l’acier au carbone, ce qui entraîne une classification en acier au carbone faible, moyen et élevé. Les composants découpés à partir de feuilles d’acier au carbone trouvent une application dans l’automobile et l’industrie grâce à la résistance et à la polyvalence de l’acier au carbone.
5. Fer
Les feuilles de métal en fer offrent des propriétés mécaniques incroyables telles que la ténacité utile dans la fabrication de pièces découpées pour les machines.
6. Acier galvanisé
L’acier galvanisé recouvre l’acier d’une couche uniforme de zinc pour offrir une protection accrue contre la corrosion. Les pièces découpées extraites de l’acier galvanisé sont utiles dans la fabrication automobile, aérospatiale et des appareils électroménagers.
Méthodes d’ébavurage dans la découpe de tôles
La découpe de tôles en métal entraîne des ébauches avec des imperfections de bords rugueux appelés bavures qui affectent la qualité de la pièce, sa fonctionnalité et sa sécurité. L’ébavurage vous permet d’éliminer ces imperfections pour garantir la qualité du produit, sa fonctionnalité et sa sécurité d’utilisation.
Les méthodes d’ébavurage courantes comprennent :
Tambour tonnant
Implique que les composants se heurtent les uns aux autres dans un tambour tonnant à grande vitesse, éliminant ainsi les bavures et autres imperfections de surface.
Ébavurage électromécanique
Dans ce processus d’ébavurage, l’élimination des bavures implique leur dissolution dans une solution électriquement induite de sels ou de glycol. Ce processus est approprié pour de petits composants ébauchés avec des géométries complexes, mais sa durée le rend adapté uniquement pour de petites productions.
Ébavurage manuel
Implique l’élimination des bavures à la main en utilisant des outils tels que des limes et du papier de verre. L’ébavurage manuel est un processus rentable qui donne d’excellents résultats lorsqu’il est effectué avec compétence. Cependant, réaliser un ébavurage manuel demande du temps et n’est donc pas adapté lorsque vous avez de gros volumes de composants.
Ébavurage thermique
Emploie la combustion dans un four scellé pour dissoudre ou brûler les bavures par explosion. L’ébavurage thermique élimine simultanément les bavures sur plusieurs surfaces de composants et est utilisé pour la production de composants de haute précision.
Cependant, cette configuration est coûteuse et n’est pas très efficace car elle peut échouer à éliminer certaines bavures. De plus, les conditions peuvent entraîner une déformation des pièces et le développement de la rouille sur les surfaces des composants.
Finition vibratoire
Particulièrement en ce qui concerne les ébauches de feuilles de métal tendres comme l’aluminium, cette méthode est très efficace et moins agressive. Implique de soumettre les composants à des milieux abrasifs dans un récipient vibrant qui élimine les bavures par frottement.
Avantages de la découpe de tôles métalliques
La découpe de tôles métalliques est un processus simple et rapide pour produire des composants identiques d’une géométrie souhaitée pour une utilisation dans différentes applications. Certaines caractéristiques exceptionnelles de la découpe de tôles métalliques sont donc décrites :
i. La configuration de l’équipement dans la découpe et le processus d’alimentation de tôles métalliques est simple étant donné la géométrie du composant souhaité, permettant une production rapide.
ii. La réalisation de lignes de production étendues sans interruption, comme les changements d’outillage, est possible, permettant des délais de production rapides.
iii. Possibilité de réaliser la découpe de composants avec différentes géométries avec une tolérance serrée en utilisant différents outils dans une seule machine.
iv. Réduit les déchets de matériau en permettant la réutilisation/recyclage du stock car le processus de découpe n’altère pas les propriétés du matériau.
Limitations dans la découpe de tôles métalliques
Bien qu’il y ait plusieurs avantages à utiliser la découpe de tôles métalliques, le processus de découpe présente les limitations suivantes :
- La plupart des méthodes de découpe de tôles métalliques entraînent des composants avec des imperfections de surface appelées bavures nécessitant une finition secondaire. Cela augmente le coût et le temps de production.
- Alors que l’utilisation de techniques plus fines comme la découpe fine peut limiter les bavures, cela nécessite un investissement élevé pour acquérir un tel équipement.
Applications de la découpe de tôles métalliques
La découpe est un processus essentiel dans la production de pièces et de composants hautement identiques. Certains des domaines où ces composants trouvent une utilisation comprennent :
- Fabrication de pièces d’avions
- Production automobile notamment des pièces de moteur, de transmission et de carrosserie
- Fabrication de pièces pour appareils électroménagers tels que les biens blancs
Conclusion
La découpe de tôles métalliques joue un rôle essentiel dans le processus moderne de fabrication de tôles métalliques. Cependant, vous ne pouvez obtenir des pièces et des composants de haute qualité que si vous suivez le bon processus.
Pour tous vos besoins en découpe de tôles métalliques, contactez-nous dès maintenant.
Plus de ressources :
Découpe et perforation – Source : Wikipedia
Découpe – Source : Science Direct
Poinçonnage de tôles métalliques – Source : KDMFAB
Estampage progressif – Source : Wikipiedia