La fabrication de tôles est une méthode précieuse de prototypage et de production pour la création de pièces fonctionnelles robustes telles que des panneaux, des supports et des boîtiers. Cependant, contrairement à d’autres techniques de fabrication, la fabrication de tôles comprend en réalité de nombreux processus différents, qui manipulent tous 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 entre elles.
Qu’est-ce que la fabrication de tôles ?
La fabrication de tôles est un ensemble de processus de fabrication permettant de transformer la tôle en pièces fonctionnelles. Dans ce guide, nous avons divisé ces processus en trois catégories : la découpe, la déformation et l’assemblage.
Les tôles couramment utilisées comprennent l’acier, l’acier inoxydable, l’aluminium, le zinc et le cuivre, et ces matériaux sont généralement disponibles dans des épaisseurs comprises entre 0,006 et 0,25 pouces (0,015 et 0,635 centimètres). Les épaisseurs les plus fines sont plus malléables, tandis que les plus épaisses peuvent être plus adaptées aux pièces robustes nécessitant des applications exigeantes.
Pour les pièces partiellement plates ou creuses, la fabrication de tôles peut être une alternative économique aux processus tels que la coulée et l’usinage. Le processus est également rapide et génère un minimum de déchets matériels.
La fabrication de tôles est largement utilisée dans les secteurs industriels et grand public, ainsi que dans des industries spécialisées telles que l’automobile, l’aérospatiale, l’énergie et la robotique.
Fabrication de tôles : Découpe
L’une des trois principales façons de manipuler la tôle est de la découper. Dans ce sens, la fabrication de tôles peut être considérée comme un processus de fabrication soustractif (comme l’usinage CNC), car il est possible de créer des pièces utilisables en supprimant simplement des sections de matériau.
Les fabricants peuvent découper la tôle à l’aide de diverses machines, dont certaines sont spécifiques à la fabrication de tôles.
L’une des principales méthodes de découpe de tôles est la découpe au laser. Un découpeur laser utilise un laser puissant amplifié par une lentille ou un miroir. Il s’agit d’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 des tôles est la découpe au jet d’eau. La découpe au jet d’eau est une méthode de fabrication de tôles qui utilise un jet d’eau 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 faible point de fusion, car ils ne génèrent pas de chaleur qui pourrait déformer le métal de manière excessive.
Une troisième option de découpe de tôles est la découpe au plasma. La découpe au plasma crée un canal électrique de gaz ionisé qui forme un jet de plasma chaud qui pénètre facilement même les tôles épaisses. Bien qu’ils soient moins précis que les découpeurs laser ou au jet d’eau, les découpeurs au plasma sont rapides et puissants, et ont des coûts de configuration plus faibles.
Ces trois machines de découpe peuvent être utilisées sur d’autres matériaux que les tôles, mais il existe certaines techniques utilisées uniquement pour la fabrication de tôles. Par exemple, le processus de poinçonnage (parfois appelé perçage) 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 s’enfonce à travers le métal pour atteindre la matrice. Dans le processus de poinçonnage, les morceaux circulaires de matériau enlevés deviennent des déchets, mais ces morceaux circulaires peuvent également être utilisés comme de nouvelles pièces : c’est ce qu’on appelle le découpage.
Lorsqu’il est nécessaire de créer de nombreux trous, un équipement similaire peut être utilisé pour la perforation des tôles.
Fabrication de tôles : Déformation
Une autre catégorie majeure de processus de fabrication de tôles est la déformation de tôles. Ce groupe de processus offre de nombreuses façons de modifier et de manipuler la tôle sans la découper.
L’un des principaux processus de déformation est le pliage de tôles. À l’aide d’une machine appelée une presse plieuse, une entreprise spécialisée dans les tôles peut plier la tôle en formes en V, 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 le pli horizontal de pièces en forme de bande de tôle grâce au processus de décamburage.
Le processus d’estampage est un autre processus de déformation, mais il peut également être considéré comme une sous-catégorie à part entière. Il implique l’utilisation d’une presse d’estampage hydraulique ou mécanique équipée d’un outil et d’une matrice, et son fonctionnement est similaire au poinçonnage, bien que le matériau n’ait pas nécessairement besoin d’être enlevé. L’estampage peut être utilisé pour des tâches spécifiques telles que le frisage, le dessin, l’estampage, le dressage et l’ourletage.
Le tournage est un processus de fabrication de tôles 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 au tournage CNC ou même au tournage de poterie, et il est utile pour créer des pièces en tôle arrondies : cônes, cylindres, etc.
Les processus de déformation de tôles moins courants comprennent le ferrage, utilisé pour créer des courbes complexes dans la tôle, et le laminage, dans lequel la tôle est introduite entre une paire de rouleaux pour réduire son épaisseur (et/ou augmenter la constance de l’épaisseur).
Certains processus se situent à mi-chemin entre la découpe et la déformation. Par exemple, le processus d’expansion des tôles consiste à découper plusieurs fentes dans le métal, puis à étirer la tôle comme un accordéon.
Fabrication de tôles : Assemblage
La découpe et la déformation des tôles sont deux façons de façonner la tôle. Une troisième façon est l’assemblage, que ce soit en utilisant des fixations courantes ou d’autres méthodes.
Bien que l’assemblage de composants disparates de pièces en tôle à l’aide de fixations courantes ne soit pas toujours considéré comme un processus de fabrication, il constitue une partie importante du processus de fabrication global. D’autres processus de fabrication de tôles, 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 en utilisant le processus de soudage, dans lequel la chaleur est appliquée pour faire fondre une section du métal là où il se joint à un autre composant. Le métal fondu des deux composants fusionne pour former une connexion solide. Les tôles couramment utilisées, 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 : à l’arc, par faisceau d’électrons, par résistance, etc.
Choisir les bons processus de fabrication de tôles
Si vous avez déjà conçu des pièces en tôle, vous avez probablement une bonne idée des processus de fabrication qui seront utilisés pour concrétiser votre conception. En fait, certains logiciels de CAO tels qu’Autodesk Fusion 360 et Dassault Systemes Solidworks vous permettent de créer des fonctionnalités qui correspondent aux processus de fabrication de tôles physiques tels que le pliage et l’estampage.
Quel que soit votre niveau d’expérience, les experts en tôlerie de 3ERP peuvent vous aider à finaliser vos designs et à choisir entre des processus similaires tels que la découpe au laser et la découpe au jet d’eau.
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