Avant de choisir de travailler avec un nouveau procédé de fabrication, il est important de comprendre les bases de la technologie. Autrement dit, vous devez vous familiariser avec ce que c’est, comment ça fonctionne et ses différents avantages. Dans cet article, nous allons couvrir les bases de la fabrication de tôles. Nous cherchons à éclairer sur cette technique de production de métaux avec de nombreuses applications dans de nombreux secteurs.
Qu’est-ce que la fabrication de tôles ?
La fabrication de tôles consiste à transformer des tôles métalliques plates en produits et structures métalliques. Cette technique implique généralement la transformation de différents types de tôles en pièces et composants. C’est aussi 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, 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 les unes les autres et jouent un rôle vital dans la réalisation réussie d’un projet.
De plus, il est peu probable que vous passiez une journée sans rencontrer des produits en tôle. Ainsi, que vous soyez chez vous, au travail ou en déplacement, il est très probable que vous trouviez ces produits partout. Cela témoigne de la durabilité, de la polyvalence et de l’ubiquité de la fabrication de métaux.
Le processus de création de pièces en tôles métalliques
La fabrication de tôles métalliques peut être complexe et difficile à comprendre pour de nombreuses personnes, ce qui entraîne 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 tôles métalliques ne fait pas exception. Cela commence par des concepts de base de ce que vous voulez en tant que concepteur. Vous pouvez mettre ces idées en bas pour fournir des exigences réalistes pour votre projet. Cela peut également impliquer la conception d’un modèle 3D du composant souhaité. Le modèle comprend souvent des exigences telles que l’épaisseur de paroi, le rayon de pliage, l’orientation des trous, l’ajustement de pliage, et plus encore.
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 puisse commencer, les ingénieurs doivent développer des plans. Ces plans détermineront les spécifications de la tôle nécessaire pour réaliser les dessins initiaux.
Les dessins sont ce qui sera envoyé à l’atelier d’usinage. Les dessins comprennent souvent toutes les informations de fabrication telles que la sélection des matériaux, la finition de surface, etc.
Analyse de la manufacturabilité
Avec d’autres calculs associés, les dessins seront vérifiés pour s’assurer qu’ils respectent les exigences et les spécifications. Une stratégie de DfM (Design for Manufacturability) permet de se concentrer sur la simplification des conceptions et la réduction possible du nombre de pièces. Cette analyse suggère de standardiser les pièces pour différentes applications.
De plus, les ingénieurs auront des idées pour développer des conceptions faciles à fabriquer. Une fois l’analyse de la manufacturabilité terminée, il y aura un dessin d’atelier final avec des calculs approfondis des niveaux de contrainte/déformation et des limites de charge. Les informations disponibles détermineront le processus de fabrication de la tôle métallique.
Développement de prototypes
Une fois qu’il y a un modèle de conception de tôle métallique, 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 dans le processus ou sauter une étape peut compromettre la qualité et l’intégrité du produit final.
Tests de prototype
Après avoir développé le prototype, les clients évaluent ensuite le prototype pour s’assurer qu’il répond à leurs exigences. Les tests peuvent également impliquer l’utilisation de ces composants dans des conditions réelles. De plus, l’évaluation peut être effectuée avec des utilisateurs donnant des commentaires sur les produits.
Production à grande échelle
Un prototype qui réussit les tests et répond aux spécifications requises passera en production totale de pièces.
Types courants de processus de fabrication de tôles métalliques
Chaque pièce doit ensuite passer par les processus de fabrication de tôles métalliques nécessaires pour obtenir des composants fonctionnels tridimensionnels. 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 machines de découpe au laser, pour découper la tôle métallique dans la forme souhaitée.
Plus précisément, la découpe des tôles métalliques est possible à l’aide d’une cisaille, qui utilise des forces de cisaillement pour couper le métal. Il existe trois options impliquées dans ce type de découpe – le cisaillage, le poinçonnage et l’évidage. D’autre part, les fabricants de tôles métalliques effectuent également des découpes sans cisaillement. C’est le processus idéal pour les projets industriels nécessitant une découpe précise et des délais de livraison plus rapides.
En outre, 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 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 rapide.
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 consiste à utiliser une presse plieuse pour plier la tôle métallique selon un angle ou une forme souhaité. Bien que le pliage puisse sembler simple pour un œil non averti, il s’agit d’un processus plutôt complexe qui nécessite un fabricant hautement qualifié. Cela est dû principalement à l’apparition de “ressort”, qui est le terme désignant le moment où le métal essaie inévitablement de retrouver sa structure plate d’origine après le pliage. Pour surmonter ce problème, les opérateurs doivent surplier la pièce pour que son angle de rappel soit l’angle souhaité.
Poinçonnage
Le poinçonnage est une technique précieuse pour une large gamme de tôles métalliques. Pendant le processus de poinçonnage, les fabricants appuient sur le poinçon à travers la tôle métallique, créant un trou de la forme et de la taille souhaitées. Et positionnez la matrice sous la tôle métallique pour collecter les déchets créés par le trou. En plus de créer des trous, le poinçonnage peut également créer des indentations dans la tôle métallique, ainsi que des caractéristiques telles que des renfoncements ou des fraisages coniques.
Chez RapidDirect, nous proposons des capacités de poinçonnage CNC qui peuvent créer des trous jusqu’à 50 mm de diamètre. Cette technique permet un poinçonnage précis et efficace des trous, garantissant que le produit final répond à 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 faire une seule. Il existe différentes techniques de soudage disponibles, notamment le soudage à l’arc électrique, le MIG et le TIG.
Bien que les techniques de soudage diffèrent dans leur approche, elles servent toutes le même objectif de joindre des pièces métalliques en faisant fondre les bords des pièces et en ajoutant un matériau de remplissage. Ce processus crée une liaison métallurgique entre les pièces, les fusionnant solidement. Le soudage n’est nécessaire, bien sûr, 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 répondant à toutes les spécifications et normes requises.
Diverses 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 fixer les pièces métalliques ensemble. 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 requiert un haut degré de compétence et d’expertise. Il est essentiel d’assembler correctement et en toute sécurité toutes les pièces pour éviter tout problème avec le produit final.
Vous êtes prêt à amener votre projet au niveau supérieur avec des composants de tôles métalliques de haute qualité ? Contactez RapidDirect maintenant.
Sélection des matériaux pour la fabrication de tôles métalliques
Le choix du bon matériau est un aspect crucial 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 propriétés et avantages uniques, la sélection du bon matériau peut être une tâche ardue. Cette section donne un aperçu de certains des matériaux les plus courants pour les pièces métalliques.
Acier inoxydable : Il existe plusieurs types d’acier inoxydable parmi lesquels vous pouvez choisir. Ils peuvent être de l’acier inoxydable austénitique. Il s’agit de 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 inoxydable ferritique, par contre, est magnétique. Ils conviennent aux applications non structurelles ou décoratives. L’acier inoxydable martensitique donne également des produits solides et résistants à la corrosion.
Acier laminé à chaud : il s’agit d’un type d’acier produit lorsque plusieurs processus de laminage (à plus de 1700 degrés Fahrenheit) créent de l’acier. Vous pouvez facilement façonner de tels aciers en grandes pièces grâce à 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 de meilleures tolérances.
Acier pré-galvanisé : il s’agit également de matériaux en tôle galvanisée. Ils sont revêtus d’un revêtement protecteur pour les protéger de la rouille. Ils facilitent également les méthodes de traitement des tôles métalliques en raison de leur ductilité accrue.
Aluminium : Un autre choix populaire pour les secteurs de la fabrication. Il offre un excellent rapport résistance/poids. Il possède également de nombreuses caractéristiques qui lui permettent de répondre à de nombreuses exigences d’application.
Cuivre/Laiton : Travailler sur le laiton est facile, 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 appréciés dans les produits architecturaux pour leur aspect esthétique plaisant.
Sélection des finitions de surface pour la fabrication de tôles métalliques
Une finition de surface appropriée peut grandement améliorer l’apparence, la durabilité et la fonctionnalité du produit final. Que vous cherchiez à améliorer l’apparence de votre produit ou à améliorer ses performances, il est essentiel de comprendre les différentes options de finition de surface disponibles pour obtenir les résultats souhaités.
Voici quelques 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. Ainsi, cela donne aux pièces métalliques une texture mate pour les préparer à l’application d’un revêtement.
Polissage : dans cette méthode, une roue en tissu est utilisée pour polir la surface métallique, lui donnant un aspect brillant.
Revêtement en poudre : cela implique 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 aide à donner aux composants des propriétés excellentes de résistance à la rouille. Cela améliore également la dureté et la durabilité de la surface.
Films chimiques : ce sont des finitions qui offrent une bonne conductivité et une bonne résistance à la corrosion. Ce processus de revêtement sert de base à la peinture et donne une finition de surface dorée.
Considérations de conception pour la fabrication de tôles métalliques
Voici quelques caractéristiques de conception importantes à prendre en compte lors de la modélisation d’une pièce en tôle métallique :
Épaisseur de paroi : obtenir une épaisseur uniforme est crucial pour produire des pièces de haute qualité. Les géométries qui ont plus d’une épaisseur de paroi nécessitent des tôles de différentes épaisseurs. Cela peut entraîner des problèmes d’alignement et d’orientation, entraînant des pièces inexactes et des temps de production plus longs. Il est donc essentiel de réfléchir attentivement à la géométrie et à l’épaisseur du matériau pour que le produit final réponde aux spécifications et normes requises.
Rayon de pliage : il est important de garder le rayon de courbure intérieur de la tôle métallique au moins égal à son épaisseur. Cela aidera à éviter les déformations et les fractions dans les pièces finales. Maintenir de manière constante le rayon de courbure sur toute la pièce garantit une rentabilité et une bonne orientation.
Allocation et déduction de pliage : l’allocation de pliage est la quantité de matériau devant être ajoutée aux longueurs réelles des pièces pour développer un patron plat. La déduction de pliage est la quantité de matériau devant être retirée de la longueur des brides pour obtenir un patron plat.
Facteur K : Le facteur K est un paramètre critique qui détermine le rapport entre l’axe neutre et 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 facteur K est essentiel pour obtenir des plis précis et précis dans la tôle métallique.
Orientation des trous et des fentes : ces facteurs sont également très importants. Le diamètre des trous et des fentes doit être au moins aussi grand que l’épaisseur de la tôle métallique. De plus, les trous doivent être raisonnablement espacés. Ils ne doivent jamais être trop proches du bord du matériau.
D’autres fonctionnalités supplémentaires à prendre en compte incluent les ourlets, les encoches, les languettes, les boucles, les rayons, les fraisages coniques, les ébavurages.
Quelques conseils de DfM pour la fabrication de tôles métalliques
Il est important de noter quelques conseils de conception efficaces pour une création meilleure et plus rapide des composants.
Spécifiez les tailles, l’alignement et les emplacements des trous dans la conception de la pièce. Les diamètres des trous inférieurs à l’épaisseur de la tôle peuvent entraîner un brunissage long, une charge élevée de perforation 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’espacement entre le trou et le bord doit être au moins l’épaisseur de la tôle.
Les colliers et les dégagements de pli près des zones de perforation aident à renforcer les composants. Les structures de grains sont également importantes pour éviter les fissures dans les pièces avec des languettes ou des pattes. Les pattes ne doivent pas être parallèles à la direction du grain. Cela peut entraîner la formation de fissures. Elles doivent plutôt être perpendiculaires ou un peu moins de 45 degrés vers la direction des grains.
Vous devez également garder de larges jeux entre le poinçon et la matrice pour éviter une usure prématurée du poinçon. Vous avez également tendance à augmenter la rigidité en mettant des perles sur les plis et des chanfreins aux coins. De cette façon, vous pouvez réduire l’effet de rappel. Une pièce en tôle peut facilement maintenir sa planéité et sa solidité en étouffant autour de trous évasés.
Besoin de composants en tôle métallique de haute qualité ?
La fabrication de tôles métalliques est une science et un art. Sa vaste gamme de nuances et de techniques fait qu’il est important qu’un fabricant de métaux qualifié gère chaque projet. 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 livraison aussi courts que trois jours.
Notre offre de prototypage rapide comprend également une capacité de fabrication solide et fiable (menée par notre équipe d’experts avec plus de 20 ans d’expérience) et une assurance technique et qualité, y compris des certifications matérielles SGS et RoHS, des rapports de qualité en cours de réalisation et une inspection du premier article.
