La fabrication de tôlerie est une méthode de prototypage et de production précieuse pour créer des pièces fonctionnelles robustes telles que des panneaux, des supports et des boîtiers.
Cependant, contrairement à d’autres techniques de fabrication, la fabrication de tôlerie comprend en réalité de nombreux processus différents, qui tous manipulent la tôle de différentes manières. Ces différents processus peuvent impliquer la découpe de la tôle, sa mise en forme ou l’assemblage de différentes pièces.
Ce guide examine les principaux processus de fabrication de tôle et explique leur fonctionnement et leur utilisation.
Qu’est-ce que la fabrication de tôle ?
La fabrication de tôlerie est un ensemble de processus de fabrication permettant de transformer la tôle en pièces fonctionnelles. Pour ce guide, nous avons divisé les processus en trois catégories : la découpe, la déformation et l’assemblage.
Les tôles courantes comprennent l’acier, l’acier inoxydable, l’aluminium, le zinc et le cuivre, et ces matériaux ont généralement des épaisseurs comprises entre 0,006 et 0,25 pouces (0,015 et 0,635 centimètres). Les épaisseurs plus fines sont plus malléables, tandis que les plus épaisses peuvent être plus adaptées aux pièces robustes à applications exigeantes.
Pour les pièces partiellement plates ou creuses, la fabrication de tôle peut être une alternative rentable aux processus tels que le moulage et l’usinage. Le processus est également rapide et produit un gaspillage minimal de matériau.
La fabrication de tôlerie est largement utilisée pour les pièces industrielles et de consommation, ainsi que dans des industries spécialisées telles que l’automobile, l’aérospatiale, l’énergie et la robotique.
Fabrication de tôlerie : Découpe
L’une des trois principales façons de manipuler la tôle est de la découper. Dans ce sens, la fabrication de tôlerie peut être considérée comme un processus de fabrication soustractif (comme l’usinage CNC), car des pièces utilisables peuvent être fabriquées en supprimant simplement des sections de matériau.
Les fabricants peuvent découper la tôle à l’aide de diverses machines, dont certaines sont propres à la fabrication de tôlerie.
L’une des principales méthodes de découpe de la tôle est la découpe au laser. Un découpeur laser utilise un laser puissant amplifié avec une lentille ou un miroir. C’est une machine précise et économe en énergie adaptée aux tôles minces ou de moyenne épaisseur, mais qui peut avoir du mal à pénétrer les matériaux les plus durs.
Un autre processus de découpe de tôle est la découpe au jet d’eau. La découpe au jet d’eau est une méthode de fabrication de tôlerie qui utilise un jet d’eau à haute pression (mélangé à une substance abrasive) pour couper le métal. Les découpeurs au jet d’eau sont particulièrement utiles pour couper des tôles ayant un point de fusion bas, car ils ne génèrent pas de chaleur qui pourrait déformer indûment le métal.
Une troisième option de découpe de tôle est la découpe au plasma. Un découpeur au plasma crée un canal électrique de gaz ionisé qui forme un jet de plasma chaud qui pénètre facilement même les tôles épaisses. Bien que moins précis que les découpeurs laser ou au jet d’eau, les découpeurs au plasma sont rapides et puissants, avec des coûts de configuration réduits.
Ces trois machines de découpe peuvent être utilisées sur d’autres matériaux en plus des tôles, mais il existe également des techniques utilisées uniquement pour la fabrication de tôlerie.
Le processus de poinçonnage (parfois appelé perforation), par exemple, crée des trous précis dans la tôle à l’aide d’un poinçon et d’une matrice. La tôle est placée entre les deux composants, et le poinçon se force à travers le métal pour atteindre la matrice. Lors du processus de poinçonnage, les pièces circulaires de matériau enlevé sont transformées en déchets, mais ces pièces circulaires peuvent également être utilisées comme nouvelles pièces à usiner : on parle de découpe à blanc.
Lors de la création de nombreux trous, un équipement similaire peut être utilisé pour la perforation de la tôle.
Fabrication de tôlerie : Déformation
Une autre catégorie majeure de processus de fabrication de tôle est la déformation de la tôle. Ce groupe de processus comprend de nombreuses façons de modifier et de manipuler la tôle sans la découper.
L’un des principaux processus de déformation de la tôle est le pliage de tôle. À l’aide d’une machine appelée presse-plieuse, une entreprise de fabrication de tôlerie peut plier la tôle en formes en V, en formes en U et en canaux jusqu’à un angle de 120 degrés. Les tôles plus fines sont plus faciles à plier. Il est également possible de faire l’inverse : les fabricants de tôles peuvent supprimer la courbure horizontale des pièces en forme de bande de tôle avec le processus de redressage.
Le processus de matriçage est un autre processus de déformation, mais il peut également être considéré comme une sous-catégorie à part entière. Il consiste à utiliser une presse d’estampage hydraulique ou mécanique équipée d’un outil et d’une matrice, et son fonctionnement est similaire à celui du poinçonnage, bien que le matériau ne doive pas nécessairement être enlevé. L’estampage peut être utilisé pour des tâches spécifiques telles que le bordage, le repoussage, le gaufrage, le formage et le renouement.
Le tournage est un processus de fabrication de tôlerie différent des autres techniques de déformation car il utilise un tour pour faire tourner la tôle tout en la pressant contre un outil. Le processus ressemble à un tournage CNC ou même au tournage de poterie, et il est utile pour créer des pièces en tôle arrondies : des cônes, des cylindres, etc.
Des processus de déformation de tôle moins courants comprennent le calandrage, utilisé pour créer des courbes composées dans la tôle, et le roulage, dans lequel la tôle est alimentée entre une paire de rouleaux pour réduire son épaisseur (et/ou augmenter l’uniformité de l’épaisseur).
Certains processus se situent à mi-chemin entre la découpe et la déformation. Par exemple, le processus d’expansion de tôle consiste à découper plusieurs fentes dans la tôle, puis à étirer la tôle comme un accordéon.
Fabrication de tôlerie : Assemblage
La découpe et la déformation de la tôle sont deux façons de former la tôle. Une troisième façon est l’assemblage, que ce soit en utilisant des éléments de fixation courants ou d’autres méthodes.
Bien qu’il ne soit pas toujours considéré comme un processus de fabrication, l’assemblage de composants disparates de pièces en tôle à l’aide de fixations courantes telles que des boulons, des vis et des rivets est une partie importante du processus de fabrication global. D’autres processus de fabrication de tôlerie comme le poinçonnage peuvent être effectués spécifiquement pour créer des trous pour les rivets et autres fixations.
Les composants en tôle peuvent également être assemblés à l’aide du processus de soudage, dans lequel de la chaleur est appliquée pour faire fondre une section du métal où il se joint à un autre composant. Le métal fondu des deux composants se fusionne pour former une connexion solide. Les tôles courantes telles que l’acier inoxydable et l’aluminium sont faciles à souder, bien que différents métaux puissent mieux se souder avec certains types de soudage : arc, faisceau d’électrons, résistance, etc.
Choisir les bons processus de fabrication de tôlerie
Si vous avez déjà conçu des pièces en tôle, il est fort probable que vous ayez une bonne idée des processus de fabrication qui seront utilisés pour concrétiser la conception. En fait, certains logiciels de CAO tels que Autodesk Fusion 360 et Dassault Systemes Solidworks vous permettent de créer des fonctionnalités qui sont en corrélation avec les processus physiques de fabrication de tôlerie tels que le pliage et le matriçage.
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 processus similaires tels que la découpe au laser et la découpe au jet d’eau.
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