Avant de choisir un nouveau procédé de fabrication, il est important de comprendre les notions fondamentales de la technologie. C’est-à-dire qu’il est nécessaire de se familiariser avec ce qu’est la fabrication de tôles métalliques, comment cela fonctionne, et quels sont les avantages associés. Dans cet article, nous aborderons les bases de la fabrication de tôles métalliques. Nous cherchons à éclairer cette technique de production métallique aux nombreuses applications dans de nombreux secteurs industriels.
Qu’est-ce que la Fabrication de Tôles Métalliques ?
La fabrication de tôles métalliques désigne la transformation de tôles métalliques plates en produits et structures métalliques. Cette technique implique généralement la transformation de différents types de tôles métalliques en pièces et composants. Il s’agit également d’un processus polyvalent qui peut créer une large gamme de composants métalliques en aluminium, acier, acier inoxydable, cuivre et laiton.
Dans la fabrication de tôles métalliques, différentes techniques sont généralement combinées pour produire la pièce souhaitée. Les processus de base comprennent la découpe, le pliage, le poinçonnage, l’estampage, la soudure et la finition. Ces techniques se complètent mutuellement et jouent un rôle essentiel dans la réussite d’un projet.
De plus, il est peu probable que vous passiez une journée sans rencontrer des produits en tôles métalliques. Que vous soyez chez vous, au travail, ou en déplacement, il est fort probable que vous trouviez ces produits partout. Cela témoigne de la durabilité, de la polyvalence et de l’ubiquité de la fabrication métallique.
Le Processus de Création des Pièces en Tôles Métalliques
La fabrication de tôles métalliques peut être complexe et difficile à comprendre pour de nombreuses personnes, ce qui peut entraîner des attentes irréalistes et des exigences pour un projet. Il est important de noter que le processus de création de pièces métalliques implique plusieurs étapes, du début à la fin.
L’idée
Chaque processus de prototypage rapide commence par une idée, et la conception de pièces en tôle métallique ne fait pas exception. Cela commence par des concepts de base de ce que vous souhaitez en tant que concepteur. Vous pouvez esquisser ces idées pour définir les exigences réalistes de votre projet. Cela peut également impliquer la conception d’un modèle 3D du composant souhaité. Le modèle inclut souvent des spécifications telles que l’épaisseur des parois, les rayons de pliage, l’orientation des trous, l’allowance de pliage, et bien d’autres.
Création de Dessins d’Ingénierie
Après la réalisation d’un modèle 3D, il est nécessaire de créer des dessins pour la fabrication. Avant que tout travail ne puisse commencer, les ingénieurs doivent développer des plans. Ces plans détermineront les spécifications de la tôle métallique nécessaire pour réaliser les dessins initiaux.
Les dessins sont ce qui sera envoyé à l’atelier d’usinage. Les dessins incluent généralement toutes les informations de fabrication telles que la sélection des matériaux, la finition de surface, et bien d’autres.
Analyse de la Fabricabilité
Parallèlement à d’autres calculs connexes, les dessins sont vérifiés pour s’assurer qu’ils respectent les exigences et les spécifications. En suivant une stratégie DfM (Design for Manufacturability), l’accent est mis sur la simplification des conceptions et la réduction éventuelle du nombre de pièces. Cette analyse suggère la standardisation des pièces pour diverses applications.
De plus, les ingénieurs obtiennent des informations pour développer des conceptions pouvant être facilement fabriquées. Une fois l’analyse de la fabricabilité terminée, un dessin final détaillé est réalisé, comprenant des calculs approfondis des niveaux de contraintes/déformations et des limitations de charge. Les informations disponibles détermineront le processus de fabrication de tôles métalliques.
Développement du Prototype
Une fois qu’il y a un modèle de conception de tôles métalliques, les ingénieurs réalisent plusieurs processus pour maintenir la géométrie du composant. Ces méthodes comprennent la découpe, le pliage, le poinçonnage, l’estampage et la soudure. Les finitions de surface aident également à améliorer l’esthétique du prototype créé. Il est important d’effectuer ces étapes les unes après les autres. Se précipiter ou sauter une étape peut compromettre la qualité et l’intégrité du produit final.
Test du Prototype
Après avoir développé le prototype, les clients évaluent celui-ci pour s’assurer qu’il répond à leurs attentes. Les tests peuvent également impliquer l’utilisation de ces composants dans des conditions réelles. De plus, l’évaluation peut être réalisée avec les utilisateurs qui donnent leur avis sur les produits.
Production à Grande Échelle
Un prototype qui passe les tests et répond aux spécifications requises passe à la production complète des pièces.
Les Principaux Types de Processus de Fabrication de Tôles Métalliques
Chaque pièce doit ensuite passer par les processus de fabrication de tôles métalliques nécessaires pour donner vie aux conceptions en composants fonctionnels en trois dimensions. Voici les plus courants.
Découpe
La découpe est généralement la première étape de la fabrication de tôles métalliques. Elle consiste à utiliser des outils spécialisés, tels que des cisailles ou des coupeurs laser, pour découper la tôle métallique dans la forme souhaitée.
Pour être plus précis, la découpe des tôles métalliques est possible en utilisant des cisailles qui utilisent des forces de cisaillement pour traverser le métal. Il existe trois options dans ce type de découpe – le cisaillement, le poinçonnage et l’évidement. D’autre part, les fabricants de tôles métalliques réalisent également des découpes sans cisaillement. Il s’agit du processus idéal pour les projets industriels nécessitant une découpe précise et des délais de production plus courts.
De plus, la découpe au laser est la méthode préférée pour obtenir des découpes de haute qualité. Nous vous recommandons donc de faire appel à un service professionnel de découpe au laser de tôles métalliques. Nous considérons que ce processus convient mieux aux applications industrielles. La découpe au laser permet d’obtenir un degré élevé de précision (+/- 0,1 mm) et est efficace en termes de temps.
Pliage
Le pliage peut créer une large gamme de formes et d’angles, des plis simples aux formes complexes nécessitant plusieurs plis. De plus, le pliage est un processus rentable qui peut fabriquer des pièces en grande quantité avec une qualité constante.
Le processus implique l’utilisation d’une presse plieuse pour plier la tôle métallique selon l’angle ou la forme souhaitée. Bien que le pliage puisse sembler simple à l’œil non averti, il s’agit en réalité d’un processus assez complexe qui nécessite un fabricant hautement qualifié. Cela est principalement dû à l’apparition du “retour élastique”, qui désigne le fait que le métal essaie inévitablement de retrouver sa structure plane d’origine après le pliage. Pour surmonter ce problème, les opérateurs doivent surplisser la pièce de manière à obtenir l’angle de retour élastique souhaité.
Poinçonnage
Le poinçonnage est une technique précieuse pour une large gamme de tôles métalliques. Pendant le processus de poinçonnage, les fabricants pressent la poinçon à travers la tôle métallique, créant un trou de la forme et de la taille souhaitées. Ils positionnent également la matrice en dessous de la tôle métallique pour collecter les déchets créés par le trou. En plus de créer des trous, le poinçonnage peut également réaliser des indentations dans la tôle métallique et créer des caractéristiques telles que des boursouflures ou des fraisures.
Chez RapidDirect, nous proposons des capacités de poinçonnage CNC pouvant créer des trous jusqu’à 50 mm de diamètre. Cette technique permet de réaliser un poinçonnage précis et efficace, garantissant que le produit final respecte toutes les spécifications et normes requises.
Soudage
Le soudage est un processus essentiel dans la fabrication de tôles métalliques qui consiste à assembler des pièces métalliques pour en créer une seule. Il existe différentes techniques de soudage disponibles, notamment le soudage à l’arc électrique, le soudage MIG et le soudage TIG.
Bien que les techniques de soudage diffèrent dans leur approche, elles servent toutes le même but, qui est d’assembler des pièces métalliques en faisant fondre les bords des pièces et en ajoutant du matériau de remplissage. Ce processus crée une liaison métallurgique entre les pièces, les fusionnant solidement. Le soudage n’est nécessaire que si un produit est composé de deux pièces ou plus distinctes.
Assemblage
L’assemblage est la dernière étape du processus de fabrication de tôles métalliques, qui permet la création de structures et de composants métalliques complexes. En utilisant les bonnes méthodes et techniques, les fabricants de tôles métalliques peuvent créer des produits de haute qualité qui répondent à toutes les spécifications et normes requises.
Différentes méthodes, telles que l’assemblage mécanique, le soudage et le collage adhésif, peuvent accomplir l’assemblage. L’assemblage mécanique utilise des boulons, des vis ou d’autres fixations pour relier les pièces métalliques entre elles. Le soudage crée une liaison permanente entre les pièces, garantissant que le produit final est solide et durable. Le collage adhésif convient aux assemblages temporaires et permanents et est souvent utilisé pour créer des structures légères ou pour des applications où le soudage n’est pas possible.
L’assemblage peut être un processus complexe qui nécessite un haut niveau de compétence et d’expertise. Il est essentiel d’assembler toutes les pièces correctement et en toute sécurité pour éviter tout problème avec le produit final.
Prêt à passer à l’étape supérieure avec des composants en tôles métalliques de haute qualité ? Contactez RapidDirect dès maintenant.
Sélection de Matériaux pour la Fabrication de Tôles Métalliques
Le choix du bon matériau est un aspect critique du processus de fabrication, car il peut avoir un impact sur la qualité, la durabilité et les performances du produit final. Avec une large gamme de matériaux disponibles, chacun avec ses propres propriétés et avantages uniques, choisir le bon matériau peut être une tâche intimidante. Cette section offre un aperçu des matériaux les plus courants pour les pièces en métal.
Acier Inoxydable : Il existe plusieurs types d’acier inoxydable parmi lesquels vous pouvez choisir. Ils peuvent être de type austénitique, c’est-à-dire des métaux non magnétiques avec des niveaux élevés de nickel et de chrome. Ils sont largement utilisés en raison de leur résistance à la corrosion et de leur formabilité. L’acier ferritique, quant à lui, est magnétique. Il convient aux applications non structurales ou décoratives. L’acier martensitique permet également d’obtenir des produits résistants et résistants à la corrosion.
Acier Laminé à Chaud : Il s’agit d’un type d’acier produit lorsqu’une série de procédés de laminage (à plus de 1700 degrés Fahrenheit) créent de l’acier. Vous pouvez facilement former de tels aciers en grandes pièces en raison de leur flexibilité.
Acier Laminé à Froid : Il s’agit essentiellement d’acier laminé à chaud avec un traitement supplémentaire. Ils sont plus lisses et offrent des tolérances plus précises.
Acier Prégalvanisé : Il s’agit également d’acier galvanisé recouvert d’un revêtement protecteur pour éviter la corrosion. Ils facilitent également les méthodes de traitement des tôles métalliques en raison d’une ductilité accrue.
Aluminium : Un autre choix populaire pour les secteurs manufacturiers. Il présente un excellent rapport résistance-poids. Il possède également de nombreuses caractéristiques qui lui permettent de répondre à de nombreuses exigences d’application.
Cuivre/Laiton : Il est facile de travailler avec le laiton grâce à sa faible teneur en zinc. Les métaux en cuivre sont également dotés de couches d’oxyde protectrices pour éviter la corrosion. Les deux matériaux sont prisés dans les produits architecturaux en raison de leur aspect esthétique agréable.
Sélection de la Finition de Surface pour la Fabrication de Tôles Métalliques
La bonne finition de surface peut considérablement améliorer l’apparence, la durabilité et la fonctionnalité du produit final. Que vous souhaitiez améliorer l’apparence de votre produit ou améliorer ses performances, il est essentiel de comprendre les différentes options de finition de surface métallique disponibles pour obtenir les résultats souhaités.
Voici quelques-unes des finitions de surface que vous pouvez appliquer sur les tôles métalliques :
Sablage : Cette méthode consiste à projeter du sable ou d’autres abrasifs contre la tôle métallique à grande vitesse. Cela donne aux pièces métalliques une texture mate afin de les préparer pour le revêtement.
Polissage au Polissoir : Cette méthode utilise une roue en tissu pour polir la surface métallique et lui donner un aspect brillant.
Revêtement en Poudre : Il s’agit de la pulvérisation directe de peinture en poudre sur la pièce métallique. Cela est suivi de la cuisson de la pièce dans un four pour former une couche résistante à l’usure.
Anodisation : L’anodisation contribue à donner au composant d’excellentes propriétés de résistance à la rouille. Elle améliore également la dureté et la durabilité de la surface.
Films Chimiques : Il s’agit de finitions qui offrent une bonne conductivité et une bonne résistance à la corrosion. Ce revêtement sert de base pour la peinture et donne une finition de surface dorée.
Considérations de Conception pour la Fabrication de Tôles Métalliques
Voici quelques-unes des caractéristiques de conception importantes à prendre en compte lors de la modélisation d’une pièce en tôle métallique :
Épaisseur des Parois : Il est essentiel d’obtenir une épaisseur uniforme pour produire des pièces de haute qualité. Les géométries qui ont plus d’une épaisseur de paroi requièrent des tôles métalliques de différentes épaisseurs. Cela peut entraîner des problèmes d’alignement et d’orientation, ce qui se traduit par des pièces inexactes et des temps de production plus longs. Il est donc essentiel de prendre soigneusement en compte la géométrie et l’épaisseur du matériau pour s’assurer que le produit final répond aux spécifications et aux normes requises.
Rayon de Pliage : Il est important de conserver le rayon de pliage intérieur de la tôle métallique au moins égal à son épaisseur. Cela permet d’éviter les déformations et les fractions dans les pièces finales. Le maintien du rayon de pliage de manière constante sur toute la pièce garantit une rentabilité et une bonne orientation.
Allowance et Déduction de Pliage : L’allowance de pliage est le matériau ajouté aux longueurs réelles des pièces pour aider à développer un modèle plat. La déduction de pliage est le matériau à retirer de la longueur des brides pour obtenir un patron plat.
Coefficient K : Le coefficient K est un paramètre critique qui détermine le rapport de l’axe neutre à l’épaisseur du matériau. Cette valeur n’est pas constante et peut varier en fonction des propriétés physiques et de l’épaisseur des matériaux utilisés dans le processus de fabrication. Comprendre le coefficient K est essentiel pour obtenir des plis précis et précis dans les tôles métalliques.
Orientation des Trous et des Fentes : Ces facteurs sont également très importants. Le diamètre des trous et des fentes doit être au moins égal à l’épaisseur de la tôle métallique. De plus, les trous doivent être espacés de manière raisonnable. Ils ne doivent jamais être trop proches du bord du matériau.
D’autres caractéristiques supplémentaires à prendre en compte comprennent les ourlets, les encoches, les épingles, les fronces, les filets, les fraisures.
Quelques Conseils de DfM pour la Fabrication de Tôles Métalliques
Il est important de noter quelques conseils de conception efficaces pour une création plus rapide et meilleure des composants.
Spécifiez les tailles, l’alignement et l’emplacement des trous dans la conception de la pièce. Les diamètres des trous inférieurs à l’épaisseur de la tôle métallique peuvent entraîner un brunissage long, une charge de poinçonnage élevée et des bavures excessives. Par conséquent, les diamètres des trous doivent être supérieurs à l’épaisseur du métal.
De plus, la distance entre les trous doit être au moins deux fois l’épaisseur de la tôle métallique. Dans les cas où il doit y avoir un trou près du bord, l’espace entre le trou et le bord doit être au moins l’épaisseur de la tôle.
Les colliers et les dégagements de pliage près des zones de perçage contribuent à renforcer les composants. Les structures de grains sont également importantes pour éviter les fissures dans les pièces comportant des languettes ou des pattes. Les pattes ne doivent pas être parallèles à la direction des grains. Cela peut entraîner la formation de fissures. Au contraire, elles doivent être perpendiculaires ou légèrement inférieures à 45 degrés vers la direction des grains.
Vous devez également garder les dégagements entre le poinçon et la matrice importants pour éviter une usure prématurée du poinçon. De plus, vous pouvez augmenter la rigidité en ajoutant des perles sur les plis et des chanfreins aux coins. De cette façon, vous pouvez réduire l’effet de retour élastique. Une pièce en tôle métallique peut facilement conserver sa planéité et sa résistance en réalisant une estampage autour des trous évasés.
Besoin de Composants en Tôles Métalliques de Qualité Supérieure ?
La fabrication de tôles métalliques est à la fois une science et un art. Sa vaste gamme de nuances et de techniques rend important de confier chaque projet à un fabricant de métal compétent. Maintenant que vous connaissez les bases de la conception de tôles métalliques, laissez un service professionnel s’occuper du reste !
Avec RapidDirect, vous pouvez bénéficier des services de fabrication de tôles métalliques ainsi que de notre service de production automatisé et hautement rationalisé. Avec notre service, vous pouvez obtenir un devis dans les 12 heures et des délais de réalisation aussi courts que trois jours.
Notre offre de prototypage rapide comprend également des capacités de fabrication solides et fiables (menées par notre équipe d’experts avec plus de 20 ans d’expérience), ainsi qu’une assurance technique et qualité, incluant des certifications matérielles SGS et RoHS, des rapports de qualité en cours de processus et une inspection du premier article.
