Directives de conception de fabrication de tôlerie : un guide complet

La fabrication de tôles est un processus crucial dans l'industrie manufacturière, avec de nombreuses applications dans la construction, l'automobile, l'aérospatiale et d'autres domaines. La polyvalence de la tôle et sa capacité à être façonnée en différentes formes et tailles en font un choix populaire pour créer des conceptions complexes et complexes.

Cependant, pour assurer le succès de tout projet de fabrication de tôlerie, il est essentiel d'avoir une solide compréhension des principes de conception et des meilleures pratiques. Dans cet article, nous fournirons un guide complet sur la conception de la fabrication de tôlerie, y compris des conseils pour la sélection des matériaux, les contraintes géométriques et les stratégies de conception rentables.

Que vous soyez un ingénieur chevronné ou un concepteur novice, ce guide vous aidera à créer des pièces de tôlerie de haute qualité qui répondent aux exigences et aux spécifications de votre projet.

Présentation de la fabrication de tôlerie

À des fins de fabrication, la tôle est classée comme tout ce qui est plus fin que 0.25 pouce. Toutes les pièces en tôle sont soumises à l'exigence d'avoir une largeur constante, ce qui limite certaines de ses applications. Mais garantit que la pièce résultante est en mesure de répondre aux exigences de durabilité et de longévité.

En règle générale, les pièces en tôle sont courantes dans des applications telles que les châssis d'automobiles et d'autres domaines où le rapport résistance / poids est important. La tôle a une épaisseur plus faible et les pièces qui en sont constituées sont généralement creuses. Cela signifie qu'ils pèseront moins mais auront la même capacité à supporter des charges plus importantes.

Il ne sert à rien d'opter pour des procédés de précision pour des applications simples. Cependant, il n'est pas non plus possible d'éviter la fabrication de tôles de précision pour des applications de grande valeur. Parce que cela peut endommager les équipements sensibles en raison de l'usure.

Le principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement derrière fabrication de tôle est assez simple. Cela dépend de l'élasticité du métal et du fait que le métal laminé à froid est plus performant en termes de durabilité. La fabrication de tôles consiste en deux méthodes, la découpe et le formage.

Comme son nom l'indique, la découpe nécessite de retirer une partie de la feuille pour obtenir la forme souhaitée. D'autre part, la formation est une méthode un peu difficile composée de trois processus différents. Ils travaillent principalement ensemble pour créer la forme de l'objet dont vous avez besoin. Le processus nécessite un examen attentif de la conception et de la fabricabilité afin de minimiser les déchets et d'assurer la perfection.      

Dans la plupart des cas, les fabricants s'appuient sur des fichiers CAO dans le modèle DXF ou DWG pour garantir la conformité avec la conception disponible. Dans la plupart des projets, les processus de découpe et de formage fonctionnent en tandem car ils permettent d'obtenir des résultats plus rapides. De plus, la fabrication de tôles ne nécessite généralement aucun post-traitement, mais peut nécessiter une finition et un assemblage en fonction de l'application.

Les 4 principales techniques de fabrication de tôlerie

Le processus de fabrication de la tôle se compose de deux processus principaux ; formage et découpage. Ces deux techniques fonctionnent ensemble pour créer la forme finale de tout produit. Alors que la découpe est un processus simple, le formage a d'autres classifications, à savoir l'estampage, le pliage et le poinçonnage.

Voici les détails de base liés aux principales techniques de création de pièces de tôlerie :

1 – Découpe

Le processus de découpe élimine la tôle en excès dans une forme particulière pour obtenir la forme finale. Il existe 3 approches principales en matière de découpe de tôle :

1.      Découpe laser
2.      Découpe plasmag
3.      Découpe au jet d'eau

2 – Pliage

Le processus de pliage applique simplement une grande force sur la tôle en un point précis pour obtenir la forme souhaitée. Dans certains cas, la zone sous le virage peut nécessiter une préparation. Par exemple, les encoches de pliage indiquent non seulement au technicien l'emplacement du pliage, mais peuvent également faciliter le processus lui-même.

3 – Estampage

Pour créer une pièce complexe en un temps limité, les fabricants sélectionnent souvent le procédé d'emboutissage, qui est une forme complexe de forme. Le processus utilise une combinaison de différentes techniques utilisant le cisaillement, le pliage et l'étirement pour créer de nouvelles formes en tôle. 

4 – Poinçonnage

Pour créer une pièce complexe dans un temps limité, les fabricants choisissent souvent le procédé d'emboutissage, qui est une forme de forme complexe. Le processus utilise une combinaison de différentes techniques, notamment le cisaillement, le pliage et l'étirement, pour créer de nouvelles formes à partir de tôle. De plus, certains processus d’estampage vont même jusqu’à assembler plusieurs pièces en utilisant différentes techniques. 

Les principaux avantages et limites de l'utilisation de la tôle pour la fabrication

Les conceptions de pièces en tôle sont très populaires dans de nombreuses industries en raison de leurs avantages perçus. Cependant, il existe également de multiples limitations au processus. Ces avantages et limitations sont parmi les considérations de conception les plus importantes pour les fabricants car ils déterminent les applications correctes du métal.

Directives pour la conception de fabrication de tôlerie

Comme indiqué précédemment, la conception de la fabrication de tôles nécessite une attention particulière à certaines exigences de conception. La plupart de ces exigences dépendent de la conception globale du produit. Par exemple, un produit simple n'aurait pas beaucoup d'exigences, mais une géométrie complexe nécessiterait naturellement plus de processus pour être prête pour le marché.

En règle générale, la fabrication de tôles nécessite une série de meilleures pratiques qui peuvent assurer la perfection et fournir la meilleure qualité dans les plus brefs délais. Les lignes directrices générales pour les tôles comprennent les 5 catégories suivantes.

1 – Tolérances

La tolérance est l'un des paramètres les plus importants pour une variété d'applications. La règle générale indique qu'une plus grande précision nécessite plus de ressources et entraîne des coûts supplémentaires. Ainsi, les tolérances doivent être en fonction de l'application.

L'exemple parfait de cela peut être l'industrie automobile.

La précision requise pour la porte ou toute autre partie de la carrosserie serait évidemment inférieure à celle requise pour le châssis ou toute autre partie intégrante. Généralement, les exigences de tolérance dépendent des exigences du projet, mais cette approche peut comporter de nombreuses incohérences dans le produit.

De nombreux fabricants et industries préfèrent établir des normes de qualité pour éviter ces incohérences. Même si ces normes ne constituent pas une solution universelle, elles constituent un excellent outil pour maintenir la cohérence et les performances. En outre, le respect des normes industrielles facilite également le respect des exigences industrielles et renforce la confiance des consommateurs dans la marque.

Pour la fabrication de tôles, la norme la plus répandue est la norme ISO 2768. Elle couvre les exigences de tolérance de plusieurs industries tout en maintenant un équilibre parfait entre les coûts et les capacités de traitement.

Tolérances générales

Pour la fabrication de tôles, il existe quelques tolérances générales que l'industrie utilise partout. Ils sont conformes aux normes internationales. Cependant, il y aura plusieurs exceptions à celles-ci dans le cas d'applications sensibles comme l'aérospatiale et l'automobile où la précision est essentielle pour la performance.

Formation de base

Dans ce processus, une feuille de métal plate est pliée en une forme prédéterminée en appliquant une pression. Les exigences et les détails du processus changent en fonction du type de processus de pliage. Bien qu'il existe de nombreuses façons, les trois méthodes suivantes de pliage de tôle sont les plus courantes.

• Pressage des freins : Le processus manuel utilise une barre de serrage et une plaque pour former la tôle. Le procédé ne convient que pour le prototypage et les productions à petite échelle.
• Pliage par roulis : Les mêmes principes fondamentaux, mais le résultat serait sous la forme de cylindres, de cônes ou d'autres arcs. 
• Pliage de presse plieuse : Le procédé de pliage le plus avancé qui utilise des machines hydrauliques avec un poinçon et des matrices. Ceci convient aux tôles jusqu'à une épaisseur de 6 mm et peut facilement produire des caractéristiques précises. 

Paramètres intégraux pour le pliage de tôle

En ce qui concerne le processus de pliage, les fabricants et les concepteurs doivent tenir compte de plusieurs paramètres. Ces exigences de conception caractérisent fondamentalement tout pliage de tôle et il est conseillé de respecter leurs normes pour garantir d'excellents résultats.

Voici les 6 paramètres les plus importants pour toute opération de pliage de tôle.

• Ligne de pliage : La ligne de pliage est une ligne droite sur la surface de la feuille qui marque le début à la fin des deux côtés du pli. La norme de l'industrie pour les lignes de pliage est de maintenir une distance de 5 fois l'épaisseur de la feuille entre le bord intérieur et l'extérieur du pli.
• Rayon de courbure: Le rayon de courbure fait référence à la distance entre l'axe de courbure et la surface intérieure d'un matériau entre deux lignes de courbure. Il est généralement conseillé d'utiliser un rayon de courbure au moins aussi grand que l'épaisseur du matériau. Un rayon de courbure plus grand est encore mieux, mais l'utilisation d'un rayon plus petit que l'épaisseur du matériau peut réduire la capacité de charge de la pièce.
• Angle de courbure : L'angle créé par le coude avec la ligne perpendiculaire imaginaire provenant de l'axe. Plutôt qu'un nombre spécifique, la pratique de l'industrie pour les angles de pliage est de s'assurer que la longueur de la bride doit être 4 fois l'épaisseur. Il est également recommandé de garder tous les angles de pliage identiques.  
• Axe neutre: L'axe neutre est la partie d'une feuille qui reste à sa longueur d'origine car elle n'est ni étirée ni comprimée. Il s'agit d'un paramètre indépendant, et il n'y a pas de limite légale ou de directive pour son emplacement. Cependant, la précision d'autres facteurs tels que le rayon et l'angle de courbure jouent un rôle crucial dans la détermination des performances du produit final. Par conséquent, plus ces facteurs sont précis, plus le produit est susceptible d'être performant.
• Le facteur K : Le facteur K d'un matériau est une mesure de son emplacement, déterminée en divisant la distance entre le matériau et son épaisseur (t) par son T. Le facteur K est soumis à une série de facteurs, y compris le type de matériau, la flexion processus, angle de pliage et autres. Pour garantir des résultats optimaux, le facteur K doit être compris entre 0.25 et 0.50. La métrique K peut être calculée par la formule K = T/t.
• Allocation de courbure : Pour créer des pièces pliées précises et cohérentes, il est important de mesurer et de prendre en compte avec soin la longueur de l'arc et la distance entre l'axe neutre et les lignes de pliage. Vous devez également utiliser des tolérances de pliage précises adaptées au matériau et à l'épaisseur à plier, ainsi qu'au type de processus de pliage utilisé (par exemple, pliage à l'air, pliage par le bas ou frappe).

Bases de coupe

Un autre processus important dans la fabrication de tôles est la découpe. Dans de nombreux cas, il s'agit d'une alternative plus simple qui fournit des résultats rapides avec une précision acceptable. Pendant la phase de conception, les directives de conception de tôlerie se concentrent sur les 5 paramètres suivants.

Choix des matériaux

Au cours du processus, les caractéristiques du matériau jouent un rôle important dans la détermination du processus approprié pour le matériau spécifique. Prenons l'exemple de l'aluminium et de l'acier pour mieux comprendre cela. Naturellement, couper l'aluminium serait plus simple que de traiter l'acier en raison de la résistance et de la durabilité relatives de l'acier.

Pour la sélection des matériaux, la meilleure pratique consiste à prendre également en compte la fabricabilité. Par exemple, si l'acier et l'aluminium peuvent supporter les charges d'une opération particulière, il n'est pas toujours plus intelligent d'opter pour l'alternative la plus solide (l'acier) sans tenir compte des capacités de fabrication.   

Diamètre du trou

Lors de la conception d'un produit qui implique de percer des trous dans une tôle, il est important de prendre en compte l'épaisseur de la tôle et le diamètre du trou. Une règle générale consiste à s'assurer que le diamètre du trou est au moins égal à l'épaisseur totale de la feuille.

Si le diamètre du trou est trop petit par rapport à l'épaisseur de la tôle, cela peut entraîner la formation de fissures et de zones cassantes autour du trou. Ces fissures peuvent se propager au fil du temps et entraîner des problèmes de durabilité qui peuvent avoir un impact négatif sur les performances globales du produit.

Par conséquent, il est important de s'assurer que le diamètre du trou est approprié à l'épaisseur de la feuille afin de maintenir l'intégrité structurelle et la durabilité à long terme du produit.

Durcissement localisé

Lorsque les matériaux sont coupés, le processus peut générer des quantités importantes de chaleur, ce qui peut avoir un impact sur leurs propriétés. Plus précisément, la région entourant la coupe peut devenir surchauffée, entraînant un durcissement localisé. Pour éviter ce problème, il est recommandé de ralentir globalement la vitesse de coupe et d'utiliser des liquides de refroidissement pour réguler la température dans la zone affectée. Ce faisant, le risque de durcissement localisé peut être minimisé.

Distorsion

La distorsion dans la fabrication de tôles fait référence au gauchissement, à la flexion, à la torsion ou au flambage de la tôle pendant le processus de fabrication. Ce problème peut survenir en raison de divers facteurs, tels que des changements de température, de contrainte ou de pression au cours du processus de fabrication. La distorsion peut entraîner des problèmes importants dans le produit final, tels que des inexactitudes dimensionnelles, un mauvais ajustement et une résistance réduite.

Kerf

Le trait de scie est directement lié à la largeur de l'outil de coupe utilisé et à l'épaisseur du matériau à couper. Essentiellement, il représente la largeur du matériau enlevé par l'outil de coupe et détermine la quantité de matériau gaspillée lors du processus de coupe.

Par exemple, si un faisceau laser a un trait de scie de 0.1 mm et qu'une coupe est effectuée à travers une feuille de métal de 1 mm d'épaisseur, la largeur totale de matériau retiré de la feuille sera de 0.2 mm (0.1 mm de chaque côté de la Coupe). La largeur de coupe peut varier en fonction du type de processus de coupe, du type de matériau à couper et de l'épaisseur du matériau.

Il est important de prendre en compte le trait de scie lors de la conception de pièces pour la fabrication de tôlerie, car il peut affecter les dimensions finales de la pièce. Si des dimensions précises sont requises, le concepteur doit tenir compte du trait de scie et ajuster la conception en conséquence. De plus, le trait de scie peut également avoir un impact sur le coût du processus de fabrication, car plus de matériau peut être gaspillé avec un trait de scie plus large.

Fonctionnalités communes aux pièces de tôlerie

La conception en tôle présente de multiples caractéristiques qui permettent à ces pièces de répondre aux exigences de l'industrie. Voici les 6 principales caractéristiques communes que les pièces en tôle auront souvent.

Filets de base

Les congés de coin sont des bords ou des coins arrondis sur des pièces en tôle qui sont créés pour éviter les bords tranchants, qui peuvent être dangereux et peuvent également provoquer une concentration de contraintes dans le métal, entraînant une défaillance.

Suggestions:

• Taille : La taille du congé doit être au moins égale à l'épaisseur de la tôle. En d'autres termes, un congé de 2 mm doit être utilisé pour une tôle d'une épaisseur de 2 mm ou moins. 
• Symétrie : les congés d'une pièce doivent être symétriques. Cela signifie que les congés des coins opposés doivent avoir la même taille.
• Uniformité : les congés doivent être de taille uniforme sur toute la pièce. Cela signifie que les congés de tous les coins doivent être de la même taille. 
• Placement : Les congés doivent être placés dans les zones où des concentrations de contraintes sont susceptibles de se produire. Cela comprend les zones où la tôle est pliée ou où il y a un changement de forme ou de direction. 
• Rayon : Le rayon du congé doit être aussi grand que possible. Cela permet de répartir les contraintes de manière plus uniforme et de réduire le risque de concentrations de contraintes. 
• Conception : La conception de la pièce doit être telle que des congés puissent être facilement ajoutés sans compromettre l'intégrité de la pièce.

Travers de porc

Fonctions en relief qui sont généralement perpendiculaires à la surface de la pièce de tôlerie. Ils sont utilisés pour ajouter de la résistance et de la rigidité à la pièce sans ajouter beaucoup de poids.

Suggestions:

• Utilisez des congés pour lisser la transition entre la nervure et le matériau environnant, ce qui contribuera à répartir les contraintes de manière plus uniforme. 
• Évitez de placer les nervures trop près les unes des autres ou trop près des coudes, car cela peut créer des points faibles dans le matériau. 
• Envisagez d’utiliser des nervures coniques ou à hauteur variable pour répartir les contraintes de manière plus uniforme. 

Gaufrage

Les fossettes sont souvent utilisées pour diverses raisons, notamment pour améliorer la rigidité et la résistance d'une pièce en tôle en ajoutant un renfort. Pour créer une surface lisse et affleurante pour les fixations ou autres composants à fixer. Pour fournir un dégagement pour d'autres pièces ou composants. 

Suggestions:

• Maintenez la profondeur du gaufrage à un maximum de 50 % de l'épaisseur de la tôle pour éviter de créer des concentrations de contraintes. 
• Utilisez des filets pour lisser la transition entre le gaufrage et le matériau environnant, ce qui contribuera à répartir les contraintes de manière plus uniforme.
• Évitez de placer les reliefs trop près les uns des autres ou trop près des coudes, car cela peut créer des points faibles dans le matériau.
• Tenez compte de l’impact du gaufrage sur l’apparence générale de la pièce et assurez-vous qu’il est conforme aux exigences de marque ou de conception. 

Patron rond

Élément circulaire en relief dans la fabrication de tôlerie qui est utilisé pour ajouter de la résistance et de la rigidité à une pièce. Il est généralement créé en poinçonnant ou en formant une dépression circulaire dans la tôle, ce qui provoque le renflement du métal autour du périmètre de la dépression et la formation d'un élément circulaire surélevé.

Suggestions:

• Choisissez la bonne taille et l'emplacement : réfléchissez soigneusement à l'emplacement et à la taille du bossage pour vous assurer qu'il fournira le soutien et la résistance nécessaires sans interférer avec d'autres composants ni créer de défis de fabrication.
• Utilisez l'outillage adapté : la création d'un bossage rond nécessite un outillage spécialisé, comme un ensemble poinçon et matrice ou un outil de formage. Il est important d'utiliser l'outillage adapté à la tâche pour garantir que le bossage est formé correctement et que la tôle n'est pas endommagée au cours du processus.
• Tenez compte de l'épaisseur du matériau : l'épaisseur de la tôle affectera la taille et la forme du bossage rond qui peut être formé. Les matériaux plus épais peuvent nécessiter des bossages plus grands ou plus profonds pour fournir la résistance et la rigidité nécessaires.

Fonction fossette

Les fossettes sont souvent utilisées pour diverses raisons, notamment : Pour améliorer la rigidité et la résistance d'une pièce de tôlerie en ajoutant un renforcement. Pour créer une surface lisse et affleurante pour les fixations ou autres composants à fixer. Pour fournir un dégagement pour d'autres pièces ou composants.

Suggestions:

• Tenez compte de la taille et de l'emplacement des alvéoles. Les alvéoles doivent être placées dans les zones où elles seront les plus utiles et leur taille doit être adaptée à l'application.
• Des alvéoles trop grandes ou trop profondes peuvent affaiblir le matériau, tandis que des alvéoles trop petites ou trop peu profondes peuvent ne pas fournir un renforcement suffisant.
• Choisissez l'outil adapté à la tâche. Il existe une variété d'outils pouvant être utilisés pour créer des alvéoles, notamment des poinçons, des matrices et des outils de formage. L'outil que vous choisirez dépendra de la taille et de la forme de l'alvéole, ainsi que du type de matériau utilisé.
• Tenez compte de l'épaisseur et du matériau de la tôle. Différents types de tôle peuvent nécessiter différentes techniques ou outils pour créer des alvéoles, et des matériaux plus épais peuvent nécessiter plus de force ou un outil plus grand.
• Tenez compte des éventuelles limitations ou restrictions de conception. Les alvéoles peuvent être des fonctionnalités utiles, mais elles peuvent ne pas convenir à toutes les applications. Assurez-vous que la conception prend en compte tous les problèmes ou défis potentiels qui peuvent survenir suite à l'ajout d'alvéoles.

Fonction de persienne

L'objectif principal des persiennes est d'améliorer le flux d'air et la ventilation dans l'enceinte ou le panneau sur lequel elles sont installées. Les persiennes peuvent être conçues pour répondre à un objectif spécifique, comme diriger l'air dans une direction particulière, réduire le bruit ou fournir une protection contre la poussière, la saleté ou l'humidité.

Suggestions:

• Taille : La taille des persiennes doit être soigneusement choisie en fonction du débit d'air requis et de l'espace disponible pour l'installation. Des persiennes trop petites risquent de ne pas assurer une ventilation suffisante, tandis que celles qui sont trop grandes risquent de compromettre l'intégrité structurelle du panneau.
• Orientation : L’orientation des persiennes doit être choisie en fonction de la direction du flux d’air et de l’emplacement de toute obstruction ou obstacle potentiel qui pourrait affecter le flux d’air.
• Forme : La forme des persiennes peut avoir un impact sur l'efficacité du système de ventilation. Les persiennes conçues avec une forme profilée et aérodynamique peuvent améliorer la circulation de l'air et réduire les turbulences.
• Matériau : Le matériau utilisé pour les persiennes doit être sélectionné en fonction de l'application prévue, ainsi que des conditions environnementales auxquelles le panneau sera exposé. Par exemple, l'acier inoxydable ou l'aluminium peuvent être mieux adaptés aux applications extérieures où l'exposition aux éléments est un problème.
• Méthode de fabrication : La méthode de fabrication utilisée pour créer les persiennes doit être choisie en fonction de la précision, de la cohérence et de la rentabilité souhaitées du processus de fabrication.

Coup de grâce rond

Les débouchures rondes peuvent être utilisées pour créer des trous de différentes tailles, en fonction de la taille du poinçon et de la matrice utilisés. Ils sont couramment utilisés dans la fabrication de tôles pour des applications telles que les boîtiers électriques, les systèmes CVC et les boîtiers.

Suggestions:

• Choisissez la bonne taille : assurez-vous d'utiliser la bonne taille de poinçon et de matrice pour la taille du trou dont vous avez besoin. L'utilisation d'une taille incorrecte peut entraîner un trou trop petit ou trop grand.
• Utilisez le bon matériau : les outils à percer ronds sont généralement conçus pour fonctionner avec des types spécifiques de tôle, alors assurez-vous d'utiliser l'outil à percer approprié au matériau avec lequel vous travaillez.
• Gardez le poinçon et la matrice bien aiguisés : avec le temps, le poinçon et la matrice peuvent devenir émoussés et commencer à se déformer, ce qui peut entraîner des trous de mauvaise qualité. Gardez-les bien aiguisés et en bon état pour de meilleurs résultats.
• Tenez compte de l'épaisseur du matériau : les orifices ronds sont mieux adaptés aux matériaux plus fins. Si vous devez créer des trous dans une tôle plus épaisse, vous devrez peut-être utiliser un outil ou une technique différente.
• Faites attention aux bavures : lorsque vous utilisez des empreintes rondes, il existe un risque de créer des bavures sur le pourtour du trou. Veillez à éliminer les bavures à l'aide d'un outil d'ébavurage ou de papier de verre pour une finition propre.

Épaisseur de matériau

L'épaisseur recommandée pour la tôle dépend de l'application spécifique et du matériau utilisé. Généralement, les métaux plus épais offrent une plus grande résistance et durabilité, tandis que les métaux plus fins sont plus flexibles et légers. Les épaisseurs courantes de tôle vont de 0.5 mm à 6 mm, mais peuvent varier en fonction du matériau et de l'utilisation prévue. Voici un tableau montrant l'épaisseur de matériau recommandée pour certains métaux courants utilisés dans la fabrication de la tôle.

Note: Ce tableau fournit des directives générales et l'épaisseur de matériau appropriée pour une application donnée peut dépendre de facteurs supplémentaires.

Erreurs courantes de conception de tôlerie à éviter

La fabrication de tôle est un processus complexe qui implique la conception, la découpe, le pliage et l'assemblage de tôle pour obtenir un produit final. Cependant, même les concepteurs les plus expérimentés peuvent commettre des erreurs pouvant entraîner des retouches coûteuses ou la mise au rebut de pièces. Pour éviter ces erreurs coûteuses, il est important d'être conscient des erreurs de conception les plus courantes et de prendre des mesures pour les éviter.

Erreur 1 : Un fichier CAO sans courbure

Une erreur courante à éviter est de fournir un fichier CAO sans pli. Une pièce de tôlerie sans pliures ne peut pas être fabriquée en une seule pièce et peut nécessiter des pièces et une main d'œuvre supplémentaires pour assembler plusieurs pièces. Il est important d'inclure les courbures dans la conception et de spécifier les angles et les rayons de courbure pour garantir que la pièce peut être fabriquée correctement.     

Erreur 2 : Fonctionnalités trop proches d'un virage

Une autre erreur similaire consiste à placer accidentellement des éléments tels que des trous, des onglets, etc. trop près d'un virage. Que se passe-t-il si vous gardez les fonctionnalités trop proches ? Vous vous retrouverez avec une pièce métallique déformée qui vous fera perdre de l'argent et du temps. Pour éviter de commettre cette erreur, vous pouvez simplement implémenter la règle 4T dans toutes vos conceptions CAO. La règle 4T stipule que toutes les caractéristiques doivent être au moins 4 fois plus épaisses que toute ligne de pliage.

Erreur 3 : rayon de courbure interne parfaitement perpendiculaire

Il est toujours tentant d'utiliser des lignes perpendiculaires dans votre conception CAO. Cependant, la réalité est un peu différente. Le cintrage de la tôle donne généralement une pointe arrondie qui donne un rayon à votre cintrage. Tenter d'obtenir un angle parfaitement aigu peut entraîner une déformation et une fissuration du matériau, ce qui peut compromettre l'intégrité du produit final. Pour éviter ce problème, il est recommandé de spécifier un rayon de courbure minimum adapté au matériau et à l'épaisseur utilisés. Cela permettra une transition en douceur dans le virage et empêchera les concentrations de contraintes qui pourraient entraîner une défaillance.

Pour votre facilité, vous pouvez facilement trouver le rayon de courbure de vos pièces métalliques en mesurant la longueur de la zone pliée et en divisant la réponse par deux. Bien que vous puissiez facilement utiliser différents rayons pour chaque pièce pliée, il est beaucoup plus rentable d'utiliser le même rayon pour tous les plis.           

Erreur 4 : ne pas inclure les détails du matériel dans le fichier CAO

Il est toujours préférable d'inclure autant de détails que possible dans votre fichier CAO, y compris les spécifications matérielles, les tailles et les emplacements spécifiques. Cela garantira un processus de fabrication plus fluide et un produit final plus précis.                                   

Imaginez avoir besoin d'un écrou de sertissage spécifique tel que le CLS-440-2 pour assembler un modèle, mais ce détail n'a pas été inclus dans le fichier CAO. Il n'y a rien d'autre à faire que d'attendre que d'autres personnes organisent le matériel requis. Évidemment, ce retard augmentera le temps et le coût de montage.

Erreur 5 : Choisissez une finition inadaptée

La finition est généralement la dernière étape essentielle du processus de fabrication. La plupart des gens confondent la finition avec une seule fonction, qui est de rendre votre pièce plus belle.

En réalité, le type de finition que vous choisissez peut également jouer un rôle important dans la protection des composants métalliques contre la rouille ou la corrosion. S'il existe des finitions axées uniquement sur l'esthétique de la pièce métallique, d'autres types de finitions ont pour but d'augmenter la durée de vie de votre produit grâce à leurs caractéristiques de protection.

La finition esthétique, comme le revêtement en poudre, offre une certaine protection. Cependant, plusieurs finitions telles que la sérigraphie ne sont utiles que pour ajouter du texte ou des images sur les pièces métalliques. Les finitions de conversion chimique ont la fonction opposée.

Ces finitions modifient la couche la plus externe de votre produit et fonctionnent comme un revêtement protecteur. En plus de cela, vous avez également la finition Chromate Conversion qui donne aux pièces métalliques une connectivité électrique. Il fournit également une couche d'apprêt pour la peinture.

Il est important de comprendre quelle finition vous devez utiliser et ce que vous devez éviter. La bonne finition dépend entièrement de l'application de la pièce métallique que vous concevez.

Erreur 6 : sélectionner la mauvaise feuille de métal

Vous devez considérer l'application de la pièce que vous concevez du début à la fin. Par exemple, vous ne pouvez pas utiliser de l'acier brut dans un environnement marin et salé. Cela laissera vos pièces métalliques vulnérables à la rouille et à la corrosion.

Au lieu de cela, sélectionnez la bonne tôle en vous concentrant sur les facteurs de flux. Des questions comme les suivantes sont extrêmement importantes.  

• Quelle est l'usure quotidienne attendue ?
• Votre pièce métallique est-elle utilisée dans un environnement sujet à la corrosion et à la rouille ?
• Avec quelle facilité la tôle peut-elle être fabriquée?
• Quelle est l'importance de l'aspect esthétique de votre pièce métallique ?
• Votre pièce nécessite-t-elle de la conductivité ?
• Quelles propriétés mécaniques vos pièces métalliques doivent-elles avoir ?

Répondre à ces questions vous permettra de comprendre quelles sont vos exigences techniques et vous permettra de faire une conception éclairée.

Erreur 7 : ne pas tenir compte de la résistance du matériau pour les profilés en U

Les profilés en U sont une partie importante de toute conception de produit et leur résistance dépend principalement de la résistance globale du matériau. Négliger de prendre en compte la résistance du matériau peut entraîner des profilés en U trop faibles, entraînant une flexion ou une rupture sous contrainte. Pour éviter cette erreur, il est essentiel de sélectionner le matériau et l'épaisseur appropriés pour le profilé en U. Basé sur la charge prévue et pour tenir compte de toutes les contraintes supplémentaires, telles que les vibrations ou les impacts, que le canal peut subir en cours d'utilisation.

Erreur 8 : Concevoir des exigences de soudage irréalisables

Peu importe la simplicité d'une conception, il y a de fortes chances qu'elle nécessite des soudures ou d'autres joints mécaniques. Certains concepteurs commettent l'erreur courante de surestimer les capacités de soudage de l'unité, ce qui augmente à son tour la complexité et les coûts.

La meilleure façon d'éviter de tels problèmes est de mettre en œuvre des pratiques strictes de conception pour la fabrication (DFM). Cela garantit que toutes les fonctionnalités sont conformes aux normes en vigueur.

Types de tôles

Le terme tôle est utilisé assez largement dans l'industrie. Cependant, le métal utilisé est généralement l'un des suivants.

• Acier inoxydable: C'est peut-être l'option la plus courante et la plus connue en raison de sa polyvalence et de sa durabilité. L'acier inoxydable est le premier choix pour les applications où une option rentable, durable et solide est nécessaire.
• Acier laminé à froid : Une excellente option pour les applications où la résistance des matériaux est la principale préoccupation des concepteurs.
• Acier pré-plaqué : Semblable à l'acier ordinaire, mais est livré avec un revêtement spécial pour prévenir la corrosion.  
• Aluminium: Une option légère et pratiquement inerte qui offre un excellent rapport résistance/poids.
• Cuivre: Le cuivre est un matériau coûteux, mais efficace. Il ne réagit pas dans des conditions normales et offre des performances durables sans aucune dégradation chimique ou biologique.
• Laiton: Un alliage de cuivre et de zinc à la fois résistant à la corrosion et suffisamment dur pour absorber de multiples impacts.

Finitions courantes pour les pièces en tôle

Bien que la tôle fonctionne généralement bien sans aucun traitement, certaines applications font exception à cette règle. Les processus suivants font partie des étapes de post-traitement les plus courantes pour les produits en tôle.

• Anodisation
• Brossage
• Polissage
• Explosion de perles
• Revêtement poudre
• Placage
• Passivation
• Revêtement chromé
• Finitions personnalisées sur demande

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Le guide de conception de fabrication de tôlerie est conçu pour présenter à quiconque tous les concepts de base du processus. Les partenaires fabricants doivent répondre aux différentes exigences de l'industrie et se conformer aux normes industrielles en constante évolution.

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