Depuis toujours, le métal a été l’un des matériaux les plus polyvalents et fiables pour la fabrication. À peu près chaque processus de fabrication est réalisé avec ce matériau, et son utilité a traversé les siècles.
Cependant, ces derniers temps, de nombreuses améliorations ont été apportées en ce qui concerne le travail de ce matériau polyvalent. Et une partie de cela a été la croissance de la découpe du métal.
Dans cet article, nous plongerons dans le processus de découpe du métal et vous aiderons à comprendre comment cela fonctionne – ainsi que les différentes méthodes disponibles.
Découpe du Métal : Signification, Histoire et Principes de Fonctionnement
Une Introduction à la Découpe du Métal
Le nom en dit long, bien sûr. En découpe de métal, vous avez un processus qui implique l’enlèvement d’un matériau métallique d’une pièce à usiner afin d’atteindre une dimension, une forme et une finition de surface définies.
La découpe du métal est appliquée dans différentes industries, avec ces opérations étant généralement réalisées à l’aide de différentes machines et outils de découpe. De plus, vous disposez même de différentes méthodes disponibles – sur lesquelles nous reviendrons dans une section ultérieure.
Lorsqu’il s’agit de comment couper des barres métalliques ou un autre matériau métallique, votre choix se base généralement sur des facteurs tels que les caractéristiques désirées, le matériau à couper lui-même et le volume de production. Tous ces éléments sont utiles pour déterminer la fabrication de différents composants métalliques, ainsi que les outils que vous utilisez.
Importance de la Découpe du Métal dans la Fabrication
En tant que processus, l’utilisation d’une machine de découpe de métal joue un rôle prépondérant dans la production de différents produits à travers diverses industries. En général, l’importance du processus de production peut être attribuée à différents facteurs, notamment:
Polyvalence Opérationnelle
La découpe du métal peut facilement fonctionner avec différentes options de matériaux. Que ce soit un métal pur ou un alliage – du moment qu’il peut être coupé, alors ce processus fonctionne pour celui-ci.
Précision et Exactitude
Peu importe l’option que vous choisissez, vous avez de bonnes chances de mener à bien cette tâche avec une précision impressionnante.
h4>Personnalisation
La plupart des fabricants qui utilisent un outil de découpe de métal pourront également créer des produits plus sur mesure. Une fois que vous avez vos exigences de conception, vous pouvez créer quelque chose qui les satisfait facilement.
Production en Masse
Pour produire de gros volumes de matériau, la découpe du métal contribue à améliorer l’efficacité économique et la fiabilité.
Géométries Complexes
Certains des différents types de techniques de découpe peuvent facilement gérer des géométries de pièces complexes sans aucun problème.
Enlèvement de Matériau
Le but de la découpe du métal est de retirer l’excès de matériau. Cela réduit le poids des matériaux tout en garantissant une bonne intégrité structurelle. Quel que soit le secteur, c’est très important.
Efficacité Économique
Une fois optimisée, la découpe du métal peut vous aider considérablement à économiser des coûts. Elle réduit le gaspillage de matériau et optimise la consommation d’énergie, tout en garantissant également que les coûts de main-d’œuvre peuvent être considérablement réduits.
Avantage Concurrentiel
Combiné avec les avancées en fabrication numérique et automation, vous constaterez que la découpe du métal peut aider les fabricants à obtenir un avantage concurrentiel significatif. Le processus améliore la productivité et réduit les délais, permettant ainsi aux fabricants de mieux répondre aux exigences de leurs clients.
Comment la Découpe du Métal Est Devenue une Industrie
La découpe du métal est un processus qui a une longue histoire – presque aussi longue que le développement des machines et des outils eux-mêmes.
Il est facile de voir la découpe du métal aujourd’hui et de penser que les choses se sont simplement développées. Cependant, le processus a parcouru un long chemin au fil des siècles.
Dès les temps préhistoriques, la découpe du métal était en activité. L’utilisation d’outils en pierre simples était monnaie courante à l’âge préhistorique, mais ceux-ci ont bientôt fait place aux outils en fer – dans ce que nous appelons maintenant l’âge du fer.
À cette époque, les forgerons étaient les principaux moteurs de l’évolution de la découpe du métal. Et avec des processus tels que le martelage et le trempage traditionnel, ils ont pu donner le rythme à la métallurgie et au changement de matériaux.
La prochaine évolution notable de ce processus est venue avec la Révolution Industrielle. Avec des inventions telles que la machine à vapeur, la mécanisation était rapide, tout comme la création d’outils tels que les tours et les fraiseuses. Tout cela a considérablement optimisé l’efficacité de la découpe du métal.
Au cours du siècle dernier, des développements ont conduit à des outils tels que la technologie de Commande Numérique par Ordinateur (CNC), qui a contribué à apporter l’automatisation à la procédure de découpe du métal.
À l’époque actuelle, plusieurs avancées en science des matériaux et revêtements de produits ont conduit à améliorer l’efficacité de la découpe du métal à tous les niveaux. Le processus est devenu plus rapide, plus efficace et plus précis.
Types de Processus de Découpe du Métal
Lorsque vous vous lancez dans une opération de découpe de métal, l’une des choses les plus importantes à prendre en compte sera l’utilisation de la presse de découpe de métal et les techniques auxquelles vous souhaitez recourir.
Ce processus est très varié, donc comprendre les différentes options sera crucial pour le succès.
Méthodes de Découpe Traditionnelles :
- Tournage : Dans ce processus, vous placez la pièce à travailler sur le tour et le laissez tourner. Pendant ce temps, le matériau est lentement retiré de la surface extérieure, créant la forme requise – dans la plupart des cas, un cylindre.
- Fraisage : Ensuite, vous avez un processus qui utilise un outil de coupe rotatif se déplaçant sur plusieurs axes pour enlever l’excès de matériau de la pièce à travailler. À la fin, vous obtenez un produit plat.
- Perçage : Avec un outil métallique tordu, vous percez des trous dans la pièce à travailler. L’opération de perçage est assez flexible car elle vous permet d’opérer en utilisant différentes arêtes de coupe. Ainsi, vous êtes libre de couper comme vous le souhaitez et de créer une forme personnalisée.
- Sciage : Le processus est assez explicite, bien sûr – vous prenez une scie et coupez directement à travers la pièce à travailler.
Méthodes de Découpe Avancées :
- Usinage par Érosion Électrique : Connue sous le nom d’« EDM » pour faire court, cette méthode utilise des décharges électriques pour éliminer l’excès de matériau de la pièce à travailler.
- Découpe au Laser : Avec la découpe au laser, vous dirigez un faisceau laser directement sur la pièce à travailler.
- Découpe au Plasma : Dans la découpe au plasma, un arc plasma à haute température est utilisé pour faire fondre le matériau. Vous pouvez en savoir plus sur le processus ici.
Cisaillement et Poinçonnage
Pour le cisaillement et le poinçonnage, vous avez principalement deux processus.
Le cisaillement utilise des lames pour percer directement la pièce à travailler. Les lames fonctionnent en lignes droites, vous permettant ainsi de mieux contrôler ce qui est coupé.
Quant au poinçonnage, vous percez des trous directement dans la pièce à travailler.
Rectification
Ce processus peut être encore divisé en rectification de surface et cylindrique.
La rectification de surface utilise une meule rotative pour enlever l’excès de matériau de la pièce à travailler. D’autre part, le processus de rectification cylindrique prend le même mécanisme et vise à créer des formes cylindriques.
Usinage Électrochimique (ECM)
Cette méthode semble un peu non conventionnelle, elle combine un courant électrique avec un électrolyte pour dissoudre lentement la pièce à travailler.
Finalement, le processus de découpe du métal que vous choisissez sera basé sur des facteurs tels que la nature du matériau et ce que vous souhaitez réaliser par vous-même. Chez KDM Fabrication, nous donnons la priorité à la qualité et serons plus qu’heureux de collaborer avec vous pour vous assurer d’obtenir la technique de découpe de métal adaptée à vos besoins.
Principes de Base de la Découpe de Métal
Tout comme pour chaque autre princesse de la fabrication, la découpe du métal repose sur le fonctionnement de certains principes de base qui la guident. Essentiellement, ces principes sous-tendent l’ensemble de la procédure impliquée dans la coupe des outils métalliques, et vous devez les comprendre pour saisir le fonctionnement du processus lui-même :
Formation du Plan de Coupe
Dans ce sens élémentaire, le processus de découpe de métal devra fonctionner avec la formation d’un plan de coupe. Ici, vous séparez le matériau avec l’outil de coupe, qui travaille le long d’un chemin prédéterminé.
Dans la plupart des cas, le plan de coupe est créé en utilisant le mouvement relatif entre l’outil de coupe et la pièce à travailler.
Mécanisme d’Enlèvement de Matière
Une fois que le processus est terminé, vous devrez retirer le matériau de la pièce à travailler. Ce processus est réalisé à l’aide de mécanismes tels que la déformation, le cisaillage, le labourage, et autres.
Il est important de se rappeler que le mécanisme que vous utilisez dépendra de différents facteurs. Comprendre et optimiser ceux-ci contribuera grandement à la prospérité de votre opération.
Dureté de l’Outil de Coupe
Les meilleurs outils de coupe de métal sont généralement fabriqués à partir de matériaux plus solides que la pièce à travailler. Grâce à cette différence de dureté, le processus de coupe peut être plus efficace – surtout avec l’outil de coupe maintenant son propre tranchant.
Géométrie de l’Outil de Coupe
Vous devez également prêter une attention particulière à la géométrie et à la conception lors du choix du meilleur outil de coupe de métal. Des paramètres tels que l’angle de dépouille, l’angle de coupe et les angles de bord de coupe doivent être optimisés car ils peuvent influencer des facteurs tels que la finition de surface et l’usure des copeaux.
Vitesse de Coupe et Avance
Dans ce processus, la vitesse de coupe décrit la surface de la pièce à traiter en relation avec l’outil de coupe. D’autre part, l’avance est la vitesse à laquelle l’outil est avancé dans la pièce à travailler.
Comprendre et ajuster soigneusement ces paramètres vous aidera à mieux contrôler le taux d’enlèvement de matière.
Formation de Copeaux
L’interaction continue entre la pièce à travailler et l’outil de coupe conduit à la génération de limailles ou de copeaux. Vous devez donc être prêt pour cela.
Génération et Gestion de la Chaleur
La procédure de découpe du métal génère une quantité considérable de chaleur car des frottements sont générés. À cet égard, assurez-vous d’avoir les bonnes procédures de lubrification et de refroidissement en place pour aider à gérer cette chaleur et prévenir toute forme de déformation de la pièce travaillée.
Forces de Coupe
Le processus de coupe global génère différentes forces – des forces tangentielles et radiales aux forces axiales et plus encore. Vous devez comprendre et contrôler ces forces pour garantir la stabilité adéquate de l’outil.
Usure de l’Outil
Étant donné que le processus d’options de coupe des outils métalliques est effectué avec une force et une température élevées, il y a toujours la possibilité d’usure de l’outil. En tant que tel, vous devrez gérer ce processus et surveiller l’état de tous vos outils à mesure que le processus avance.
Rigidité et Stabilité de la Machine
Vous voulez garantir une stabilité et une rigidité optimales de votre machine de coupe pour vous assurer que toutes les forces sont correctement appliquées. Cela réduit les vibrations et aide à optimiser votre précision de coupe.
Matériaux Nécessaires Pour la Découpe de Métal
Les processus de découpe de métal nécessitent des outils et des matériaux particuliers pour fonctionner de manière efficace et efficace. La combinaison d’outils variera en fonction des méthodes de coupe de l’acier et du matériau de la pièce à travailler, mais vous pouvez généralement vous fier aux composants suivants :
Matériaux Principaux
Matériau de la Pièce à Travailler
Choisissez le bon matériau en fonction de vos spécifications et de ce que vous essayez d’atteindre. Vous avez différentes options de métaux et d’alliages, donc prenez votre temps pour prendre une décision.
Matériau de l’Outil de Coupe
Ensuite, vous devez envisager l’outil de coupe. En fin de compte, rappelez-vous que votre outil doit être plus fort que la pièce à travailler – sinon, vous pourriez vous retrouver avec une coupe désordonnée.
Gardez à l’esprit que certains des matériaux les plus remarquables pouvant être utilisés dans le machine de coupe de métal incluent :
- Acier à Haute Vitesse (HSS) : Ici, vous avez un matériau qui fonctionne le mieux pour couper des métaux mous – ainsi que certains alliages spécifiques.
- Diamant : Un autre matériau connu pour sa dureté, le diamant est parfait lorsque vous travaillez avec une pièce difficile.
Outils et Équipements :
Maintenant, examinons certains des équipements importants qui sont utilisés avec le processus lui-même:
- Tour: Un tour est un outil qui aide dans les opérations de tournage. Généralement, la pièce est placée dessus et autorisée à tourner pendant que la machine de découpe en acier entre en action.
- Fraiseuse: Pour les opérations de fraisage, vous devez choisir parmi les nombreux types de machines de découpe de métal. Et, les fraiseuses seront votre choix. Ici, l’outil de coupe tourne et se déplace parmi différents axes pour enlever l’excès de matériau de la pièce.
- Perceuse à colonne: Utilisée pour le perçage, cette machine peut également être équipée de dispositifs de taraudage pour soutenir le filetage.
- Rectifieuse: Ces outils sont utilisés pour des opérations de rectification cylindrique et de surface. Ils sont idéaux pour des finitions précises et délicates.
- Équipement de sciage: Qu’il s’agisse d’une scie circulaire, d’une scie à ruban ou d’une scie à métaux, vous pouvez utiliser différents outils de sciage pour découper votre pièce en des designs et formes spécifiques.
- Machine de découpe au laser: Dans le processus de découpe au laser, un laser haute énergie est utilisé pour traverser la pièce. Ce processus est également très précis et il est également idéal pour les matériaux plus épais.
- Machine de découpe au jet d’eau: La machine de découpe au jet d’eau utilise un flux d’eau haute pression, combiné à des particules abrasives pour produire l’effet de découpe.
- Machine de découpe au plasma: Pour ce processus, vous avez besoin d’un arc plasma à haute température qui vous aide à couper et fondre le matériau métallique. Comme la découpe au laser, le processus fonctionne également pour les matériaux épais.
Réfrigérants et lubrifiants:
Dans la plupart des cas, le liquide de coupe est l’idéal pour la coupe des métaux. Cela aide à lubrifier l’outil de coupe, à dissiper la chaleur et à améliorer l’évacuation globale des copeaux. Pour réduire les frottements et l’usure, ce composant ne peut pas être surestimé.
Équipement de sécurité:
Pour garantir la sécurité de tous ceux qui manipulent la découpe des métaux, n’oubliez pas l’utilisation des éléments suivants:
- Équipement de protection individuelle (EPI): Des lunettes, des gants et des vêtements appropriés doivent être portés en tout temps pour vous protéger.
- Protecteurs de machine: Lorsque vous envisagez quel machine coupe du métalSystèmes de suppression des incendies: Si vous travaillez dans un environnement où il y a un risque d’étincelles et d’incendie, vous aurez besoin de systèmes de suppression des incendies pour garantir la sécurité.
Facteurs influençant la sélection du processus de découpe des métaux
Nous avons déjà souligné le fait qu’il existe différents processus de découpe de métaux disponibles. Cependant, lors de la prise de décision, il est important de prendre en compte une grande variété de facteurs. Certains d’entre eux incluent:
- Matériau de la pièce: Le type d’alliage ou de métal que vous usinez devra être un facteur clé dans votre processus de prise de décision. Les différents matériaux ont leurs propriétés, et vous voulez vous assurer de choisir le processus qui fonctionne avec le matériau.
- Taille et géométrie de la pièce: La forme, la taille et la complexité de votre pièce globale joueront également un rôle majeur finalement. Certains processus sont meilleurs pour produire des formes complexes, tandis que d’autres fonctionnent mieux pour des géométries simples.
- Tolérances et exigences de finition de surface: Si vous travaillez sur une pièce de haute précision avec une tolérance serrée, alors vous pourriez avoir besoin d’un processus avec un contrôle dimensionnel excellent et une finition de surface utilisée.
- Volume de production: Vous devez être attentif à votre volume de production anticipé. Si vous avez besoin d’une production à grand volume, alors vous avez besoin d’un processus avec une efficacité et une vitesse optimales.
- Épaisseur du matériau: L’épaisseur de votre matériau de pièce influence le choix de votre méthode de coupe. Certains processus fonctionnent mieux pour les matériaux minces, tandis que d’autres conviennent mieux pour les pièces plus épaisses.
- Sensibilité à la chaleur: Si vous travaillez avec un matériau sensible à la chaleur, alors il va de soi que vous voulez un processus qui génère une chaleur minimale. La découpe au laser et au jet d’eau viennent facilement à l’esprit.
- Disponibilité d’outils et d’équipements: La disponibilité d’outils spécifiques, de machines et d’équipements peut avoir un impact sur la décision sur les méthodes de découpe de l’acier.
- Vitesse de coupe et efficacité: Vous devez également être attentif à votre efficacité et taux de production souhaités. Une machine de découpe automatique de métal sera capable de fonctionner plus vite et plus efficacement, mais vous devriez également tenir compte d’autres paramètres.
- Considérations de coût: En fin de compte, personne ne veut dépenser autant d’argent pour la découpe des métaux. Par conséquent, prenez en compte les coûts indirects – outillage, énergie, main-d’œuvre et entretien des outils – pour vous assurer de rentabiliser votre investissement.
- Impact environnemental: Avec la production respectueuse de l’environnement devenant de plus en plus une priorité, il pourrait être utile de tenir compte de l’impact environnemental de vos opérations à long terme.
- Considérations de sécurité: Autant que possible, vous voulez optimiser la sécurité pour tous ceux travaillant sur le projet de découpe au laser.
- Délai de mise en œuvre: Si vous avez un projet de production urgent, vous devrez en tenir compte lors de la sélection du processus. Vos exigences en termes de délai de livraison joueront également ici, car certaines méthodes offrent un délai d’exécution plus rapide que d’autres.
Applications de la découpe des métaux
La découpe de métal est un processus très essentiel qui a été appliqué dans plusieurs domaines par le passé. Avec son accent sur la précision dans le façonnage et l’enlèvement de matière, le processus est utile dans certains des espaces suivants :
Industrie Aérospatiale
Avec la découpe de métal, les acteurs de l’industrie aérospatiale fabriquent des composants d’aéronefs – pièces de moteurs, trains d’atterrissage, etc. Le processus aide également à découper des profils d’aile et des aubes de turbine, et à fabriquer des fixations et des connecteurs d’avion.
Industrie Automobile
Les fabricants de véhicules utilisent la découpe de métal pour fabriquer des blocs moteur et d’autres outils. De la structure et de la carrosserie aux tuyaux d’échappement et au châssis, la découpe de métal est nécessaire.
Construction et Infrastructure
Les matériaux en aluminium et en acier utilisés dans la construction sont produits à l’aide de la découpe de métal. Le processus aide également à fabriquer des colonnes, poutres et plus encore, ainsi qu’à produire différents composants pour tunnels et ponts.
Secteur de l’Énergie
Nous voyons ce processus utilisé dans le secteur de l’énergie pour produire des turbines, des générateurs et plus encore. De plus, des tuyaux utilisés pour le transport de pétrole et de gaz peuvent être fabriqués avec la découpe de métal.
Industrie Électronique et Électrique
La découpe de métal optimise la précision dans la fabrication de bornes et de connecteurs. Elle optimise la fabrication de dissipateurs thermiques et aide à produire des boîtiers et des logements métalliques.
Fabrication de Dispositifs Médicaux
Les médecins, les chirurgiens et toute personne travaillant dans le domaine médical auront besoin de plusieurs outils. Le travail du métal garantit que ces composants peuvent être fabriqués – implants, dispositifs, et plus encore.
Étant donné que ces outils sont utilisés dans le domaine médical, vous devez toujours privilégier leur biocompatibilité et leur sécurité.
Biens de Consommation et Appareils
De nos jours, de nombreux biens de consommation sont fabriqués en métal. Pour qu’ils soient correctement fabriqués, le processus de découpe de métal est utilisé.
Défense et Militaire
Les composants de véhicules dans l’espace militaire requièrent une découpe machinale pour être construits. Le processus est également utilisé dans la production de munitions et d’armes à feu, ainsi que dans le développement d’équipement de protection.
Fabrication de Bijoux
Les designers de bijoux emploient l’accent de la découpe de métal sur la précision pour aider à découper et façonner les métaux précieux. La compatibilité de ce processus avec la création de designs complexes sera également utile ici.
Les métaux à utiliser dans l’industrie marine doivent être en parfait état et résister aux environnements rigoureux. Cependant, la découpe de métal aide également à garantir que ces composants puissent être coupés et façonnés. Des rivets aux composants de pont et plus encore, le processus est utilisé à tous les niveaux de fabrication.
Exploitation Minière et Équipement Lourd
Dans le domaine minier, la découpe de métal aide à produire des composants utilisés dans les machines d’extraction minière. Elle optimise la fabrication d’outils de terrassement et de construction, renforçant ainsi l’efficacité des opérations minières.
Conclusion
La découpe de métal est un processus complexe qui nécessite précision et efficacité pour être bien réalisé. Et compte tenu de son importance pour la fabrication globale, il va sans dire que vous avez besoin des bons experts pour y parvenir.
Heureusement, chez KDM Fabrication, nous avons tout ce qu’il vous faut. Contactez-nous aujourd’hui et voyons comment nous pouvons vous aider.