La fabrication de tôles est un processus de fabrication polyvalent avec une longue liste de techniques et de métaux utilisables. Se familiariser avec la technologie, son fonctionnement et ses applications vous aidera à décider si c'est la meilleure option pour votre projet. Voici une ventilation complète de cette technique de fabrication métallique et de ses applications dans plusieurs industries.
Vue d'ensemble Fabrication de tôle
La fabrication de tôles est essentielle pour divers processus de fabrication, allant de la fabrication de jouets à des pièces d'avion à grande échelle. Malgré sa popularité, il est important de savoir comment fonctionne ce processus de fabrication. Voici un aperçu détaillé de la fabrication de tôlerie.
Qu'est-ce que la fabrication de tôle?
La fabrication de tôles est le processus de formation de tôles plates en pièces et produits souhaités par découpe, pliage, pliage et assemblage.
Il existe une vaste gamme de matériaux métalliques adaptés à divers procédés de fabrication de tôles, notamment l'acier, l'aluminium, l'acier inoxydable, le laiton, le cuivre et le zinc. L'épaisseur de la tôle est disponible en jauges d'environ 0.006 à 0.25 pouces. Les jauges plus épaisses sont idéales pour les applications lourdes, tandis que les plus fines offrent des avantages en termes de malléabilité.
Pour créer des pièces de tôlerie, les transformateurs métalliques professionnels utilisent diverses techniques après une phase de conception approfondie pour déterminer les spécifications du produit. La combinaison des méthodes dépendra des spécifications uniques du produit final. Les processus de base sont la coupe, le formage, l'assemblage et la finition.
Fabrication de tôle Processus
Il existe différentes techniques pour façonner et manipuler la tôle. Certains de ces procédés sont plus adaptés à certaines applications que d'autres. Ainsi, une compréhension approfondie des différents processus disponibles est cruciale pour réaliser les conceptions les plus efficaces. Il vous aidera également à choisir la meilleure technique pour vos projets. Cette section vous donne un aperçu des différents types de fabrication de tôlerie.
feuille Métal Découpe Techniques
Les techniques de coupe consistent à séparer le matériau en tôle en appliquant une force élevée pour provoquer la défaillance des arêtes de coupe. Ils se décomposent en deux groupes, coupant sans cisaillement : la découpe laser, la découpe plasma, la découpe jet d'eau, et la découpe avec cisaillement : cisaillage, découpage, poinçonnage et sciage. Cette section discutera de chaque technique en détail.
Découpe laser
La découpe au laser est un processus de découpe thermique qui consiste à faire fondre des métaux dans des zones localisées à l'aide de faisceaux laser focalisés.
Il implique deux sous-processus exécutés simultanément. Le premier processus consiste à focaliser un faisceau laser de haute puissance sur le matériau en tôle. Le faisceau laser est absorbé par le matériau, provoquant sa vaporisation. Le deuxième processus se produit en même temps, où une buse de coupe fournit le processus ou le gaz de soufflage pour découpe au laser. Ce gaz est généralement de l'azote ou de l'oxygène, et il aide à protéger la tête de traitement des vapeurs et des éclaboussures. Il est également important pour l'élimination des matériaux en excès du trait de scie.
Les coupeurs laser peuvent couper une large gamme de métaux, allant de l'acier inoxydable à l'acier doux et aux métaux non ferreux. Cependant, les métaux plus réfléchissants tels que l'aluminium peuvent être plus difficiles à couper. Dans de tels cas, les lasers à fibre sont généralement la meilleure option. L'épaisseur du métal peut varier entre 20 mm et 40 mm, l'épaisseur maximale dépendant de la puissance du laser.
Le procédé de découpe laser est le mieux adapté aux applications industrielles. Il est très flexible, rapide et peut donner un haut degré de précision. Cependant, le procédé a une forte consommation d'énergie et de gaz, ce qui se traduit par des coûts d'investissement élevés et des exigences de sécurité strictes.
Découpe plasma
Il s'agit d'un procédé de découpe thermique impliquant la découpe du métal avec un gaz ionisé (plasma). Au fur et à mesure que le processus se déroule, il y a un apport de chaleur substantiel sur le métal, et il fond progressivement. Le résultat final est une coupe grossière avec de grosses bavures et une zone oxydée autour de la zone de coupe.
Il est important de noter que l'outil de découpe au plasma ne fonctionnera efficacement que sur des métaux électriquement conducteurs. C'est l'une des meilleures méthodes pour couper l'aluminium et l'acier inoxydable d'épaisseur moyenne, le cuivre, le laiton et d'autres matériaux conducteurs. Vous pouvez utiliser ce processus de découpe pour des pièces de tôle plus épaisses (jusqu'à 50 mm) lorsqu'il n'y a pas d'exigences strictes en matière de finition de surface.
La découpe au plasma assure une coupe plus rapide, une haute précision et une répétabilité que de nombreux autres procédés de découpe. Il garantit également l'automatisation, assurant la coupe efficace des métaux à haute résistance avec un apport de chaleur inférieur. Un inconvénient de ce processus est qu'il y a une consommation d'énergie relativement élevée et un développement possible de bruit avec la coupe à sec.
Découpe au jet d'eau
Le procédé de découpe au jet d'eau consiste à utiliser un jet d'eau à haute pression pour découper des tôles. La pression est généralement d'environ 60,000 610 psi, ce qui permet d'obtenir une vitesse d'environ XNUMX m/s pour découper presque tous les types de tôles.
La découpe au jet d'eau est polyvalente et peut couper des matériaux durs et mous avec des abrasifs et de l'eau sous pression. Pour être précis, la découpe au jet d'eau pur est idéale pour couper les métaux mous comme les tissus, le caoutchouc ou les feuilles métalliques. La découpe au jet d'eau abrasif convient mieux aux matériaux durs comme l'acier au carbone, l'acier inoxydable, l'aluminium et le cuivre.
La découpe au jet d'eau est une excellente alternative au processus de découpe au laser. Il donne des finitions de surface extrêmement bonnes sans bavures ni déformations thermiques. Cependant, des pressions élevées peuvent provoquer une certaine flexion près de la zone de coupe, il est donc nécessaire de disposer d'un support approprié pour le composant.
Tonte
Le cisaillement est un processus de fabrication de métal qui coupe des lignes droites sur des matériaux métalliques plats en appliquant une force de cisaillement, provoquant la séparation des matériaux à ce point de coupe. Il est idéal pour les applications à volume élevé et pour couper des matériaux souples comme l'aluminium, l'acier doux et le laiton qui ne nécessitent pas de finitions propres.
S'il est nécessaire d'obtenir des bords droits sur des tôles aux bords rugueux ou irréguliers, le cisaillement est l'une des meilleures options. Il est rentable pour les opérations à haut rendement lorsque vous devez produire des milliers de pièces en peu de temps. Cependant, l'action de cisaillement crée des bavures et des déformations sur le matériau. En tant que tel, ce n'est peut-être pas un excellent choix pour les applications nécessitant une finition finale propre.
Blanking
Le découpage supprime un morceau de tôle d'un morceau plus grand du matériau de base à l'aide d'un poinçon et d'une matrice de découpage. La matrice maintient la tôle pendant le processus tandis que le poinçon délivre une "force de découpage" à travers le métal. Le matériau retiré est le composant souhaité, tandis que le matériau qui reste sur la matrice est le stock vierge restant.
Le découpage de tôle produit des composants personnalisés économiques et garantit une précision, un contrôle dimensionnel et une répétabilité excellents. Cependant, il est légèrement plus lent et entraîne des coûts d'outillage plus élevés que l'opération de poinçonnage traditionnelle.
perforation
Le poinçonnage crée également des trous dans la tôle en utilisant la force de cisaillement. Cependant, dans ce cas, le matériau retiré du trou est le matériau de rebut, tandis que le matériau laissé sur la matrice est le composant final. Le poinçonnage permet de créer des découpes et des trous de différentes tailles et formes.
Ce processus est plus rapide que le découpage, produisant des pièces propres et précises en peu de temps. Il n'y a également aucun risque de changements thermiques sur la pièce car il n'y a pas de chaleur impliquée. Cependant, la préparation du poinçonnage peut prendre du temps car les couteaux et les matrices de poinçonnage doivent être parfaitement adaptés.
Sciage
Le sciage fonctionne en coupant progressivement les matériaux métalliques avec un outil en dents de scie pour faire une série de petites coupes dans le métal. Chaque dent de scie utilise une force de friction et de cisaillement pour séparer un petit copeau de matériau du corps du matériau.
Les scies à ruban à métaux ont plusieurs dents fines et légèrement pliées, idéales pour couper l'aluminium, le laiton, le cuivre et d'autres métaux non ferreux. Les scies à ruban horizontales sont configurées pour couper des barres plus longues afin de répondre aux exigences de dimensionnement. D'autre part, les scies à ruban verticales permettent de réaliser des découpes plus complexes nécessitant des contours précis dans la pièce métallique.
Les scies à ruban ont la capacité de créer des coupes droites précises. Ils sont également dotés de fonctionnalités avancées telles que le double roulement, les réglages de suivi de la lame et les rouleaux guidés par la lame. Ces caractéristiques garantissent en outre une coupe toujours précise. Les scies à ruban génèrent des traits de coupe plus petits que de nombreux autres processus de coupe, ce qui réduit considérablement les déchets. C'est donc une excellente option pour réduire les coûts de fabrication. Cependant, il est difficile de maintenir le contact requis entre la surface des pièces plates et l'outil de coupe. Cela peut entraîner une instabilité du matériau et des incohérences de coupe.
Shét Rencontréal Formineg Ttousnique
Le formage de la tôle consiste à remodeler les matériaux métalliques alors qu'ils sont encore à l'état solide. Cette section couvrira les processus de formage les plus importants pour la tôle. Ces processus sont variés dans leurs applications pour la fabrication de pièces fabriquées sur mesure.
Cintrage
Le pliage est le processus qui déforme le métal avec force et plie le métal à l'angle souhaité pour former la forme requise. Elle est réalisée avec des presses plieuses et des machines à rouler. Une presse plieuse utilise un poinçon et une matrice pour plier la tôle. Il existe différents types de rouleuses et elles peuvent laminer la tôle en différentes formes dans des plages spécifiques.
Il existe divers pliage de tôle méthodes, et les plus courantes incluent :
- Courbure en V. Ici, le poinçon de cintrage fournit la force nécessaire pour plier les matériaux métalliques (placés sur la matrice en V) aux angles souhaités. Cette méthode plie les plaques d'acier sans changer leur position.
- Pliage au rouleau. Cette méthode plie les tôles en formes courbes ou en rouleaux. Il utilise une presse plieuse, une presse hydraulique et trois rouleaux pour créer le pli souhaité. Il est préféré pour les composants tels que les tubes, les cônes et autres matériaux de forme creuse.
- Pliage en U. Ce processus de flexion est similaire à la flexion en V. Les seules différences sont qu'il utilise une matrice en U et que les composants finaux sont en forme de U.
- Pliage rotatif. Cette méthode plie les métaux dans des angles vifs. C'est un excellent choix pour les angles de flexion supérieurs à 90 degrés.
- Essuyez le pliage. Il utilise une matrice d'essuyage pour déterminer le rayon intérieur de la courbure de la tôle.
Généralement, le pliage est idéal pour les métaux malléables mais non cassants. Ils comprennent l'acier doux et à ressort, l'aluminium 5052 et le cuivre. Les matériaux comme l'aluminium 6061, le laiton, le bronze et le titane sont plus difficiles à plier.
Le pliage est rentable lorsqu'il est utilisé pour des productions à volume faible à moyen, donnant des pièces avec d'excellentes propriétés mécaniques. Cependant, il existe une forte possibilité de retour élastique affectant l'angle de courbure résultant.
Hemming
L'ourlage consiste à rouler sur un bord de tôle sur lui-même pour créer une zone à deux couches. Elle se déroule souvent en deux temps. La première étape consiste à plier la tôle et à la fondre dans une matrice en V. La deuxième étape consiste à retirer le matériau et à le placer dans une matrice d'aplatissement. Ce processus aplatit l'ourlet pour donner la forme désirée.
L'ourlage est efficace pour renforcer les bords des pièces et améliorer l'apparence des pièces. La précision du processus permet d'obtenir des composants avec des qualités de surface supérieures. Cependant, une déformation du matériau se produit au cours de ce processus, entraînant des variations dimensionnelles.
Roulant
Le laminage de tôle est le processus par lequel une pièce métallique passe à travers une paire de rouleaux pour réduire l'épaisseur du matériau ou obtenir une épaisseur uniforme. Les rouleaux tournent constamment pour créer des forces de compression qui déforment plastiquement la pièce. Si les rouleaux sont directement perpendiculaires à la pièce de tôle, un aplatissement se produit.
Il existe deux principaux procédés de laminage : le laminage à chaud et le laminage à froid. Le laminage à chaud se produit au-dessus de la température de recristallisation du matériau, tandis que le laminage à froid se produit généralement à température ambiante. Les applications courantes de la tôle laminée se retrouvent dans les tuyaux et les tubes, les pièces embouties, les disques, les roues et les jantes, etc.
Le laminage est un processus rapide avec un rendement élevé, ce qui le rend adapté à la production de masse. Le processus peut être conçu pour créer des pièces avec des tolérances serrées et des profils de section complexes. Mais le laminage des métaux nécessite un investissement initial élevé, il est donc plus adapté à la production de masse.
Estampillage
L'emboutissage de tôles est une technique de formage à froid qui utilise des presses et des matrices d'emboutissage pour transformer les matières premières en différentes formes. Ce procédé est compatible avec une large gamme de matériaux de tôlerie, notamment l'acier inoxydable, l'acier à faible et à haute teneur en carbone, l'aluminium, le laiton, le cuivre, etc.
L'emboutissage peut généralement être une combinaison de techniques complexes de découpe et de formage pour obtenir des composants complexes avec des opérations plus courtes. Il englobe le pliage, le poinçonnage, le gaufrage et le bordage pour créer une vaste gamme de produits.
L'emboutissage de métal est rentable. Le processus est rapide, nécessite moins d'outils et un temps de travail réduit, et il est relativement peu coûteux d'entretenir les matrices d'emboutissage, ce qui contribue à une baisse globale des dépenses. L'automatisation de l'emboutissage des métaux est également facile. Par conséquent, une programmation appropriée des machines d'emboutissage des métaux garantira une livraison constante de pièces de précision de haute qualité et une répétabilité. Mais l'inconvénient de l'emboutissage est le coût accru des presses. S'il est nécessaire de modifier la conception pendant la production, il peut être difficile de changer les matrices.
Curling
Le roulage de la tôle est le processus d'ajout de rouleaux creux circulaires aux bords de la tôle. La plupart des processus de curling se déroulent en trois étapes; les deux premières étapes créent les courbes pour la boucle, tandis que la troisième étape ferme la boucle.
Les boucles aident à éliminer les bords tranchants non traités d'une pièce pour la rendre plus sûre pour la manipulation. Un bord recourbé donne également de la force au bord. Le curling peut également entraîner des bavures et des déformations du matériau, il faut donc faire attention pendant le processus.
Filature de métal
Le filage consiste à former des disques métalliques dans des creux à symétrie de révolution. Au cours du processus, le matériau est placé entre la poupée mobile de la machine et un mandrin de filage en forme. Lors de la rotation, le rouleau tournant aide à façonner la feuille dans la forme du mandrin.
Le repoussage des métaux est idéal pour les plaques de métaux doux, notamment l'inox, le cuivre, le laiton, l'aluminium, etc. Le repoussage des métaux permet de produire plusieurs pièces creuses de formes variées sans compromettre leur qualité. D'autres processus de formage de tôle comme le pliage et le poinçonnage peuvent être incorporés dans un cycle de repoussage, ce qui le rend très flexible pour la production de petits lots et de gros volumes. Les limitations de taille et de forme sont le principal inconvénient de ce processus. Il ne produit que des pièces aux formes concentriques et symétriques.
feuille Rencontréal Soudage TeChniques
Le soudage est un processus qui relie deux morceaux de tôles en utilisant la chaleur, la pression ou les deux. Il s'agit d'un processus à haute température qui fait fondre le métal de base, en ajoutant généralement un matériau de remplissage.
Il existe divers techniques de soudage disponibles pour la fabrication de tôles, qui fonctionnent pour assembler le métal par un processus de fusion et l'ajout d'une charge. Ces techniques de soudage comprennent les éléments suivants :
- Soudage à la baguette ou soudage à l'arc sous protection (SMAW). Ce processus de soudage produit un courant électrique avec un bâton d'électrode pour former un arc lorsqu'il entre en contact avec le métal. L'arc électrique produit des températures supérieures à 6300 ° F pour faire fondre les métaux. C'est un processus adapté au soudage à grande vitesse, et il peut fonctionner à la fois sur des sources d'alimentation CA et CC. Cependant, des précautions doivent être prises lors du soudage de métaux minces car les températures supérieures produites par ce processus peuvent endommager le matériau.
- Soudage des métaux sous gaz inerte (MIG). Ceci est également appelé soudage à l'arc sous gaz et métal (GMAW) et fonctionne avec un gaz de protection et une électrode à fil continu. Le fil-électrode fondu facilite l'assemblage facile des pièces métalliques tandis que le gaz de protection protège le bain de soudure de l'interaction avec l'atmosphère. Le soudage MIG crée des soudures de haute qualité avec une excellente vitesse de soudage. Il peut également être entièrement automatisé pour éviter les éclaboussures de soudure. Cependant, cette technique de soudage n'est pas adaptée aux métaux épais et au soudage extérieur.
- Soudage au gaz inerte au tungstène (TIG). Ce soudage est un processus de création d'un arc court pour le soudage de métaux plus lourds. avec une électrode en tungstène. Il existe également un gaz de protection inerte pour protéger la zone de soudure et l'électrode de la contamination atmosphérique. Un grand avantage de ce processus de soudage est qu'il fonctionne correctement pour les métaux non ferreux tels que l'aluminium, le cuivre, le titane, etc. Il existe un degré élevé de contrôle de la soudure avec ce processus, ce qui l'aide à créer des soudures très propres et solides. Par conséquent, c'est une méthode appropriée pour les constructions automobiles et aérospatiales. Cependant, le soudage TIG nécessite un professionnel hautement qualifié car il est plus difficile.
Sheet Meune telle Rivetage Proprocessus
Le rivetage est une méthode non thermique et semi-permanente d'assemblage de pièces de tôle à l'aide de différents types de rivets ou des attaches mécaniques. Le processus commence par le perçage d'un trou dans les pièces de tôle à assembler, suivi de la pose du rivet. Après l'installation, la queue du rivet est déformée en la brisant ou en la martelant. Aplatir le fond du rivet l'empêchera de se retirer.
Le rivetage peut se produire de deux manières : rivetage à chaud ou rivetage à froid. Le rivetage à chaud consiste à appliquer une chaleur de 1000 1100 à 10 650 °C sur des rivets en acier de diamètre supérieur à 800 mm. La force de martelage par zone dans ce processus est généralement de 10 à XNUMX MPa. En revanche, le rivetage à froid est excellent pour les métaux non ferreux et légers de diamètre inférieur à XNUMX mm.
Le processus est plus adapté aux pièces métalliques non ferreuses telles que le cuivre et l'aluminium. En outre, il est efficace, rentable et fiable, ce qui facilite la réalisation d'inspections de qualité. Cependant, les rivets augmentent le poids total du composant. Les joints rivetés créent également plus de bruit et affaiblissent les plaques en raison des trous créés.
Tolérance de fabrication de tôlerie
Les tolérances de fabrication de la tôle font référence aux écarts acceptables pour les caractéristiques des pièces en tôle requises pour une installation et une intégration précises et cohérentes.
Pour les pièces en tôle, la norme ISO 2768-mk est généralement utilisée pour assurer un contrôle approprié des éléments de géométrie et de taille. Ce qui suit vous montrera 7 gammes de normes de tolérance de dimensions linéaires et angulaires, de planéité et de rectitude, de cylindricité et de circularité.
Tableau 1 – Dimensions linéaires
| Écarts admissibles en mm pour les gammes de longueurs nominales | f (bien) | Désignation de la classe de tolérance (Description) | v (très grossier) | |
| m (moyen) | c (grossier) | |||
| 0.5 à 3 | ± 0.05 | ± 0.1 | ± 0.2 | - |
| plus de 3 jusqu'à 6 | ± 0.05 | ± 0.1 | ± 0.3 | ± 0.5 |
| plus de 6 jusqu'à 30 | ± 0.1 | ± 0.2 | ± 0.5 | ± 1.0 |
| plus de 30 jusqu'à 120 | ± 0.15 | ± 0.3 | ± 0.8 | ± 1.5 |
| plus de 120 jusqu'à 400 | ± 0.2 | ± 0.5 | ± 1.2 | ± 2.5 |
| plus de 400 jusqu'à 1000 | ± 0.3 | ± 0.8 | ± 2.0 | ± 4.0 |
| plus de 1000 jusqu'à 2000 | ± 0.5 | ± 1.2 | ± 3.0 | ± 6.0 |
| plus de 2000 jusqu'à 4000 | - | ± 2.0 | ± 4.0 | ± 8.0 |
Tableau 2 – Rayon externe et hauteurs de chanfrein
| Écarts admissibles en mm pour les gammes de longueurs nominales | f (bien) | Désignation de la classe de tolérance (Description) | v (très grossier) | |
| m (moyen) | c (grossier) | |||
| 0.5 à 3 | ± 0.2 | ± 0.2 | ± 0.4 | ± 0.4 |
| plus de 3 jusqu'à 6 | ± 0.5 | ± 0.5 | ± 1.0 | ± 1.0 |
| sur 6 | ± 1.0 | ± 1.0 | ± 2.0 | ± 2.0 |
Tableau 3 – Dimensions angulaires
| Écarts admissibles en mm pour les gammes de longueurs nominales | f (bien) | Désignation de la classe de tolérance (Description) | v (très grossier) | |
| m (moyen) | c (grossier) | |||
| jusqu'à 10 | ± 1 ° | ± 1 ° | ±1º30′ | ± 3 ° |
| plus de 10 jusqu'à 50 | ±0º30′ | ±0º30′ | ± 1 ° | ± 2 ° |
| plus de 50 jusqu'à 120 | ±0º20′ | ±0º20′ | ±0º30′ | ± 1 ° |
| plus de 120 jusqu'à 400 | ±0º10′ | ±0º10′ | ±0º15′ | ±0º30′ |
| sur 400 | ±0º5′ | ±0º5′ | ±0º10′ | ±0º20′ |
Tableau 4 – Rectitude et planéité
| Gammes de longueurs nominales en mm | Classe de tolérance | |||
| H | K | L | ||
| jusqu'à 10 | 0.02 | 0.05 | 0.1 | |
| plus de 10 jusqu'à 30 | 0.05 | 0.1 | 0.2 | |
| plus de 30 jusqu'à 100 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | |
| plus de 100 jusqu'à 300 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | |
| plus de 300 jusqu'à 1000 | 0.3 | 0.6 | 1.2 | |
| plus de 1000 jusqu'à 3000 | 0.4 | 0.8 | 1.6 | |
Tableau 5 – Perpendicularité
| Gammes de longueurs nominales en mm | Classe de tolérance | |||
| H | K | L | ||
| jusqu'à 100 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | |
| plus de 100 jusqu'à 300 | 0.3 | 0.6 | 1.0 | |
| plus de 300 jusqu'à 1000 | 0.4 | 0.8 | 1.5 | |
| plus de 1000 jusqu'à 3000 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | |
Tableau 6 – Symétrie (Position pour la norme ISO G&T non-ASME ou ANSI GD&T)
| Gammes de longueurs nominales en mm | Classe de tolérance | |||
| H | K | L | ||
| jusqu'à 100 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | |
| plus de 100 jusqu'à 300 | 0.5 | 0.6 | 1.0 | |
| plus de 300 jusqu'à 1000 | 0.5 | 0.8 | 1.5 | |
| plus de 1000 jusqu'à 3000 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | |
Tableau 7 – Faux-rond
| Classe de tolérance | ||||
| H | K | L | ||
| / | 0.1 | 0.2 | 0.5 | |
Conseils de conception pour la fabrication de tôlerie
conseils de conception de tôlerie doit servir de guide pour garantir une conception efficace des pièces de tôlerie. Ces conseils ont été développés sur la base des pratiques DfM standard, de l'évolution des exigences industrielles et de l'analyse des produits fabriqués en métal.
Epaisseur
Chaque composant doit maintenir des épaisseurs de paroi uniformes partout. Généralement, des épaisseurs de 0.9 à 20 mm peuvent être fabriquées à partir de tôles (<3 mm). La plage d'épaisseur recommandée pour la découpe laser de tôle est comprise entre 0.5 et 10 mm. En revanche, 0.5 à 6 mm est recommandé pour le pliage de tôle.
Virages
Les plis dans la fabrication de tôles sont caractérisés par les paramètres critiques suivants. Ces paramètres doivent être cohérents avec l'outillage pour un usinage efficace.
Facteur K
Les considérations relatives au facteur K sont importantes pour éviter les déchirures et les déformations. La plage idéale doit être comprise entre 0.3 et 0.5 mm, tandis que la moyenne utilisée pour les opérations de pliage est de 0.4468 mm. Le calcul du facteur k aidera à trouver l'axe neutre le long d'un virage. Cela garantira la conception correcte des mises à plat et la recherche de la bonne tolérance de pliage.
Le facteur K est calculé comme le rapport de l'axe neutre (t) à l'épaisseur du matériau (Mt) :
Facteur K = t/Mt
L'épaisseur du matériau, la méthode de pliage et l'angle de pliage influencent souvent le facteur k. Ces variables peuvent rendre difficile le calcul précis du facteur k.
Rayon de courbure
Le rayon de courbure fait référence à la distance entre l'axe de courbure et la surface interne du matériau. Plus le rayon de courbure est petit, plus la contrainte exercée sur la pièce est élevée. Les coudes dans le même plan doivent être conçus pour aller dans la même direction. Cela aidera à éviter d'avoir à réorienter la pièce.
Pour les matériaux ductiles comme l'acier inoxydable, les rayons de courbure intérieurs d'un composant doivent être au moins de la même taille que l'épaisseur du métal. Les rayons de courbure plus grands sont idéaux pour les métaux fragiles. Cela aidera à prévenir les distorsions autour du virage.
Orientation de courbure
Il est important de conserver une orientation de pliage cohérente pour réduire le nombre de réorientations de composants. Cela permettra d'économiser sur les coûts de fabrication et de réduire les délais de livraison.
Soulagement de courbure
La présence de plis près du bord des matériaux en tôle augmente souvent les risques de déchirure et de déformation. L'ajout de reliefs de pliage à la conception de tôlerie permet d'éviter le déchirement du matériau. Les reliefs de courbure ajoutent également de la rigidité au métal, réduisant le niveau de retour élastique.
Les profondeurs des reliefs de pliage doivent être supérieures au rayon de pliage. La largeur du relief de pliage doit également être au moins égale à l'épaisseur du matériau.
Hauteur de pliage
La hauteur de pliage doit être au moins égale à deux fois l'épaisseur du matériau plus le rayon de pliage. Avoir une hauteur de pliage trop petite rend souvent difficile la formation et le positionnement du matériau dans les presses plieuses. Cela peut entraîner une faible qualité de pliage et une déformation.
Hems
Les ourlets plats doivent être évités autant que possible dans les conceptions en tôle. Les ourlets ouverts ou déchirés sont généralement préférables car il y a moins de risque de fractures.
Les diamètres intérieurs des ourlets ouverts ou larmoyants doivent être au moins égaux à l'épaisseur de la tôle. La longueur de l'ourlet doit également être d'au moins quatre fois l'épaisseur du matériau.
Taille du trou
Le diamètre des trous dans une conception en tôle doit être au moins égal à l'épaisseur du matériau. Il est même préférable d'avoir des diamètres de trou supérieurs à l'épaisseur de la tôle, ce qui réduira les risques d'endommagement de l'outillage, minimisant ainsi les coûts et les délais de production.
L'espacement des trous doit être d'au moins deux fois l'épaisseur de la tôle. La présence de trous à des proximités très proches peut provoquer une rupture ou une déformation lors du pliage ou du formage. Les trous doivent être placés loin des bords en utilisant au moins l'épaisseur de la feuille pour éviter les déchirures et les déformations.
Boucles et fraisages
Le rayon extérieur de toute boucle doit être au moins deux fois l'épaisseur du matériau. Le recourbement de la tôle implique l'ajout d'un rouleau creux sur le bord de la tôle. Ce bord recourbé vise à apporter de la résistance et à sécuriser la manipulation du composant. Par conséquent, la taille du trou ne doit pas être inférieure au rayon de la boucle plus l'épaisseur du matériau.
De même, les profondeurs de fraisage ne doivent pas dépasser 0.6 mm de l'épaisseur du matériau. La distance entre les centres de la fraisure doit être d'au moins huit fois l'épaisseur du matériau. De plus, la distance entre le centre fraisé et la ligne de pliage doit être d'au moins trois fois l'épaisseur du matériau.
Onglets et encoches
Les onglets ne doivent pas dépasser cinq fois leur largeur. Ils doivent également être au moins deux fois plus larges que l'épaisseur du matériau.
En revanche, les encoches doivent au moins avoir la même largeur que l'épaisseur du matériau. Il est également préférable de les placer à au moins ⅛ de distance d'un pouce l'un de l'autre. Si la conception nécessite des languettes et des encoches près d'un coude, elles doivent être éloignées du coude au moins trois fois l'épaisseur du métal plus le rayon de courbure. Cela réduira les risques de gauchissement et de déformation.
Jauge de tôle
Jauge de tôle fait partie des conseils de conception les plus importants pour la fabrication de tôles. L'épaisseur du matériau métallique dépendra de la géométrie de la pièce et des applications prévues. Cependant, l'utilisation de tôles trop épaisses peut limiter l'angle de pliage réalisable sur les presses plieuses.
Les virages serrés sont souvent difficiles sur les presses plieuses et peuvent provoquer des fissures microscopiques dans le matériau. Cela peut entraîner des cycles de production coûteux et longs. Sauf si nécessaire, il est préférable de rester à l'écart des tôles trop épaisses. Les métaux plus fins et plus souples sont les meilleures options.
Matériaux et finitions de surface for feuille Métal Fabrication
La fabrication de tôles assure la grande disponibilité des matériaux et des options de finition de surface. Voici un guide détaillé à travers les matériaux de tôlerie disponibles et les finitions de surface et leurs applications.
Matériel Requis
Avec plusieurs matériaux disponibles pour les projets de tôlerie, il est important de prendre la meilleure décision. Le choix du meilleur matériau comprend des décisions sur le type de métal et les propriétés physiques. Chaque matériau a ses caractéristiques uniques et offre des avantages uniques. Ainsi, les produits finaux et les applications recherchés détermineront le bon sélection des matériaux de tôlerie.
Acier Inoxydable
Cela comprend divers matériaux en tôle contenant au moins 10.5 % de chrome. La teneur en chrome de l'acier inoxydable le rend plus résistant à la corrosion que les autres matériaux en acier. Cela le rend populaire dans les projets de fabrication de métaux.
D'autres propriétés importantes de l'acier inoxydable sont sa grande durabilité et sa grande résistance, sa résistance à la température, sa facilité de fabrication et sa formabilité accrue. Certaines nuances d'acier inoxydable sont également préférées à des fins décoratives et non structurelles.
L'acier inoxydable est une option idéale pour :
- Ustensiles de cuisine
- Pièces aéronautiques et automobiles
- Équipements et appareils de transformation des aliments
- Conteneurs de produits chimiques et de carburant
- Produits de construction
Acier laminé à chaud
L'acier laminé à chaud est le meilleur pour les projets de fabrication de métaux où les tolérances dimensionnelles et la finition de surface ne sont pas des préoccupations majeures. Sa flexibilité et sa malléabilité rendent également ce matériau idéal pour les applications structurelles.
Les applications courantes de l'acier laminé à chaud comprennent :
- Châssis de véhicules
- Matériel agricole
- Tuyauterie, tubes, chauffe-eau
- Voies ferrées et composants de voiture
Acier laminé à froid
Comparer la force de acier laminé à froid et acier laminé à chaud, l'acier laminé à froid est environ 20 % plus résistant. Sa résistance le rend adapté aux processus où la qualité du produit final dépend de la qualité du matériau en acier. Il a également une finition lisse et brillante, ce qui le rend idéal à des fins esthétiques.
Les applications les plus courantes de ce type d'acier sont :
- Pièces automobiles
- Electroménager
- Meubles en métal
- Appareils d'éclairage
- Chauffe-eau
- Produits de construction
Acier pré-plaqué
L'acier pré-plaqué est un matériau en tôle galvanisée avec un revêtement de zinc pour empêcher la corrosion. Le revêtement offre une barrière et une protection galvanique pour prolonger la durée de vie du produit. L'acier pré-plaqué assure une fabrication facile de la tôle grâce à une formabilité et une soudabilité accrues. Ce matériau en tôle convient aux corps d'équipement.
Aluminium
L'aluminium est un métal pur et léger qui peut être combiné avec d'autres métaux comme le cuivre, le magnésium et le manganèse pour former des alliages. Cependant, il faut noter que tous alliages d'aluminium fonctionnent bien pour la fabrication de tôles. L'alliage d'aluminium le plus notable pour ce processus de fabrication est l'aluminium 5052 et l'aluminium 6061.
La légèreté de l'aluminium et son excellent rapport résistance/poids le rendent adapté aux applications de tôlerie. Il offre également une grande résistance à la corrosion et une usinabilité facile.
L'aluminium est également un excellent conducteur de chaleur et d'électricité, ce qui en fait un excellent choix pour diverses applications telles que :
- Pièces automobiles et aéronautiques
- Emballages alimentaires
- Produits électriques et électroniques
- Ustensiles de cuisine
- Boîtiers
- Équipement médical
Cuivre / Laiton
Le cuivre est une autre bonne option pour la fabrication de tôles car il est facile à plier. Sa malléabilité permet de rouler et de marteler facilement dans différentes formes et tailles sans se casser. Le cuivre est également très résistant à la corrosion, ce qui le rend adapté aux composants susceptibles d'être exposés à des agents corrosifs.
La tôle en laiton a également une résistance élevée à la corrosion, c'est pourquoi elle est populaire parmi les ingénieurs aéronautiques et les concepteurs industriels. Étant une combinaison de zinc et de cuivre, le laiton a également une excellente conductivité électrique et une résistance à haute température, il convient donc aux composants électriques.
Le cuivre et le laiton donnent des produits désirables et esthétiques, et ils sont utiles pour :
- Agencements
- Équipement électronique
- Ustensiles de cuisine
- Boulons, écrous et tuyaux
Options de finition de surface
L'ajout de finitions de surface aux pièces en tôle les rend souvent plus durables et plus performantes. Au moment de décider le meilleur solution de finition de tôle pour les composants en tôle, il est essentiel de comprendre les options disponibles. Voici quelques-unes des principales finitions de surface disponibles :
Explosion de perles
Ce processus de finition implique l'utilisation de minuscules abrasifs (sable ou billes de verre). Ces particules abrasives sont projetées sur la surface des composants en tôle avec de l'air comprimé. L'impact de ces perles sur la surface donne une finition lisse en tôle avec une texture mate.
Grenaillage de billes donne une finition précise et lisse aux pièces de tôlerie sans gêner leurs dimensions. Il fonctionne bien pour des matériaux tels que l'acier, l'aluminium et le cuivre, ce qui le rend adapté à la fabrication de tôles et améliore la durabilité des composants.
Avantages
- Sûr et compatible avec divers matériaux en tôle
- Respectueux de l'environnement
- Offre un effet longue durée
- Idéal pour les surfaces sensibles
- Les abrasifs utilisés sont non réactifs
Inconvénients
- Pas une méthode de finition rapide
- Pas économique pour les petits projets
- Nécessité de mesures de précaution élevées lors de l'application
Revêtement poudre
Il s'agit d'une autre finition de surface esthétique impliquant la pulvérisation de peinture en poudre sur la surface du composant. Ceci est suivi par la cuisson de la tôle pour créer des couches solides sur le matériau, ce qui a un impact sur la résistance à l'usure et à la corrosion.
Revêtement en poudre convient aux pièces fabriquées en tôle car il crée des finitions dures et durables pour ces pièces. Il offre également une solide résistance aux produits chimiques et à la chaleur, protégeant adéquatement les composants des conditions météorologiques extrêmes et de la corrosion.
Bien que de nombreux métaux puissent recevoir un revêtement en poudre, il convient mieux aux produits en tôle en acier inoxydable et en aluminium. Ces métaux sont de bons candidats pour le revêtement en poudre en raison de leur capacité à retenir les charges électromagnétiques et à tolérer des températures élevées.
Avantages
- Excellente résistance à la corrosion et à l'abrasion
- Finition durable et économique
- Aucun risque de décoloration, de farinage ou de défaut d'adhérence
- Le produit final est généralement moins inflammable et non toxique
Inconvénients
- Il ne permet pas un mélange de couleurs
- Cela peut parfois coûter cher
Anodisation
L'anodisation implique la conversion de la couche superficielle des produits en tôle en une couche d'oxyde. Finition anodisation est principalement compatible avec l'aluminium et le titane, et il est disponible en :
de type I – implique la création d'une fine couche sur la surface du métal avec l'utilisation d'acide chromique.
Type II – cet amortissement utilise de l'acide sulfurique pour produire une couche solide et résistante à la corrosion à la surface du produit.
Type III – l'anodisation dure donne des finitions plus épaisses avec une résistance à l'usure et à la corrosion.
Les applications courantes des finitions anodisées concernent les pièces automobiles et aéronautiques, les composants mécaniques, les instruments de précision, etc. Ce processus de finition polyvalent permet d'obtenir une finition esthétique et résistante à la corrosion sur les pièces en tôle.
Avantages
- Excellente résistance à l'abrasion et à la corrosion
- Produit une finition métallique inamovible
- Aucun risque de décoloration, de farinage ou de défaut d'adhérence
- Le produit final de l'anodisation est stable aux UV
Inconvénients
- Compatible avec des matériaux moins métalliques
- Finition difficile à reproduire sur différentes pièces métalliques
Gravure au laser
La gravure au laser permet de graver le texte ou les images souhaités sur un produit en tôle. Son application assure un étiquetage pour la traçabilité ou la personnalisation des produits.
Dans ce processus, le laser fusionne le revêtement souhaité sur le composant en tôle, ce qui entraîne un marquage durable sur la surface métallique. La gravure laser est compatible avec l'aluminium standard, l'inox, l'acier au carbone, etc. Il est même possible de créer des marquages laser résistants à la corrosion sur des pièces en tôle d'acier sans endommager la surface.
Avantages
- Effets durables
- Coupe de précision pour offrir une qualité supérieure
- Traitement à grande vitesse
Inconvénients
- Peut être cher
- Nécessite un haut niveau de compétence
Brossage
Ce procédé de finition de surface utilise des brosses filamenteuses pour améliorer la qualité de surface des pièces en tôle. Brossage aide à éliminer les bavures qui peuvent s'être produites au cours des différents processus de tôlerie sans causer de défauts secondaires au composant.
Il convient également pour enlever les scories de soudure, la peinture, la rouille et la saleté des pièces fabriquées en tôle. La bonne brosse aidera également à créer des coins bien arrondis où deux surfaces se rencontrent tout en gardant les tolérances intactes.
Avantages
- Durabilité accrue des pièces
- Meilleure adhérence à la peinture
- Augmentation de la résistance à la corrosion
- Amélioration des propriétés mécaniques et physiques des composants métalliques
- Maintient les spécifications et la tolérance des produits
- Propriétés esthétiques enchantées
Inconvénients
- Il peut être susceptible d'être endommagé
- Il peut être difficile de nettoyer
- Une finition visqueuse laissera des traces de pinceau
Sérigraphie
La sérigraphie, également connue sous le nom de sérigraphie, utilise une fine maille de polyester et une lame pour appliquer l'encre sur des sections spécifiques du composant métallique. Pendant le processus, les pochoirs aident à protéger les zones où l'encre ne doit pas atteindre. Les pochoirs sont soigneusement placés pour obtenir des caractéristiques de conception exactes.
La sérigraphie est une méthode simple et économique pour ajouter des conceptions personnalisées aux pièces en tôle. C'est une bonne alternative à la gravure et à la peinture, et il n'y a aucune restriction de couleur ou de taille. Cette technique de finition est idéale pour les applications telles que les logos d'entreprise, les étiquettes de pièces, les plaques signalétiques et les consignes de sécurité.
Avantages
- Convient à une large gamme de tôles
- Impression et protection durables avec les bons adhésifs
Inconvénients
- La correspondance précise des couleurs est difficile
Autres
Le tableau ci-dessous résume les autres techniques de finition adaptées à la fabrication de tôles.
| Finition | Description | Applications | Avantages | Avecs | Augmentation approximative du prix |
| Passivation | Le matériau en tôle est immergé dans un bain acide d'acide citrique ou nitrique. L'acide dissout le fer mais laisse le chrome pour former une épaisse couche protectrice d'oxyde de chrome. | Il est principalement utilisé pour prévenir la corrosion des matériaux en acier inoxydable en créant une couche d'oxyde protectrice qui ne réagit pas avec l'environnement. | un. Il empêche la dégradation chimique du matériau b. Impacte la résistance à la corrosion sur la pièce en tôle | Ne donne pas une surface lisse sur le métal Il nécessite un pré-nettoyage. | +$$$ |
| Films chimiques | Il fonctionne avec le principe du revêtement de conversion chimique, où les produits chimiques réagissent avec la surface du métal pour donner un revêtement de film protecteur. | Il s'agit d'une solution de finition de surface peu coûteuse qui empêche l'oxydation de l'aluminium, ce qui a un impact sur la résistance à la corrosion. Ce sont également d'excellents apprêts pour peindre des surfaces. | un. Relativement peu coûteux b. Il rend les pièces en aluminium résistantes à la corrosion c. Convient à un large éventail d'industries; d. Il n'implique pas d'électricité | Il ne fonctionne que pour l'aluminium et les alliages d'aluminium | +$$$$ |
| Electroplating | Cela implique le collage de fines couches métalliques sur une autre surface métallique pour créer une cellule électrolytique. Une fine couche métallique se forme à la surface du substrat après le processus. | Il peut avoir des objectifs fonctionnels et esthétiques sur le métal et améliore également la résistance à la corrosion du produit. | un. Crée une barrière protectrice sur le substrat b. Réduit la friction entre les pièces mobiles c. Améliore les propriétés d'adhérence aux peintures d. Peut améliorer l'épaisseur du matériau. | un. Être relativement cher b. Nécessite que l'opérateur prenne des mesures de précaution supplémentaires | +$$$ |
| Électropolissage | Ce processus de finition électrochimique élimine les fines couches de matériaux de la pièce métallique pour laisser une surface lisse, brillante et propre. | Il enlève des parties du matériau pour améliorer la rugosité de surface du composant fini. | un. Augmente la résistance à la corrosion b. Réduit l'adhérence du produit c. Augmente la facilité de nettoyageAvantages esthétiques | un. Temps d'exécution de processus limité b. Cela peut affecter les dimensions du produit | +$$$ |
| Peinture | Cette finition consiste à pulvériser des couches de peinture sur la surface de la pièce. Il ajoute des couches colorées à la surface du métal pour offrir des avantages protecteurs. Le procédé traditionnel de peinture humide pulvérise des peintures à base d'eau ou de solvant sur les pièces usinées. | La peinture améliore l'apparence du produit et peut fournir un moyen de reconnaissance de la marque aux consommateurs. Il a également des effets protecteurs sur les pièces en tôle | un. Permet d'obtenir une couleur personnalisée sur plusieurs matériaux b. Il offre un excellent niveau de contrôle de la finition c. Peut aider à dissimuler les défauts de fabrication d. Permet un nettoyage facile du matériel e. C'est rentable | un. Il peut ne pas être aussi durable que d'autres finitions de surface b. Il peut nécessiter plusieurs applications pour atteindre la couleur et l'épaisseur souhaitées | +$$$$ |
| Électrophorèse | Il s'agit de la suspension du substrat métallique dans un milieu liquide pour déposer une tension qui recouvre le substrat métallique. | Il améliore la texture des pièces fabriquées en tôle et a également un impact sur les propriétés mécaniques améliorées des composants. | un. Finition brillante et durable avec une grande durabilité b. Augmentation de la dureté, de la résistance à la corrosion et des performances d'impact c. Bonne résistance aux chocs | un. Faible résistance à l'eau b. Contrôle de la porosité difficile | +$$$$ |
| Gravure Laser | La gravure au laser crée des marques sur les composants en faisant fondre leur surface. Le faisceau laser est utilisé pour fournir une énergie accrue à la zone, la faisant fondre et se dilater. La gravure peut venir en noir, gris ou blanc. | Il aide à créer des marquages permanents sur les produits en tôle pour l'identité de la marque ou une identification appropriée. | un. Procédé très polyvalent pouvant fonctionner avec plusieurs métaux b. La marque laser est généralement durable et résistante aux hautes températures c. Considérablement plus rapide que la plupart des autres méthodes de marquage laser | un. Nécessite des experts hautement qualifiés b. Peut être plus cher que la gravure au laser c. Production de certaines fumées dangereuses | +$ |
Applications des pièces fabriquées en tôle
Un large éventail d'industries utilise des produits de fabrication de tôles dans leurs opérations quotidiennes. Cette section traite des applications de ce procédé de fabrication dans diverses industries.
Industrie aerospatiale
Les composants de l'industrie aérospatiale nécessitent une précision et des tolérances élevées. La fabrication de tôlerie aide à créer divers composants légers et prêts pour l'espace. Des matériaux comme l'acier et l'aluminium peuvent être combinés avec des processus améliorés pour produire des conceptions complexes d'engins spatiaux et d'avions.
La fabrication de tôles peut également être une option peu coûteuse pour la fabrication de panneaux d'interface personnalisés et de fixations spécifiques à l'aérospatiale. Les pièces fabriquées en tôle sont idéales pour les applications aérodynamiques et les profils aérodynamiques en raison de leur capacité à créer de grandes pièces aux contours lisses. D'autres applications incluent l'outillage et les fixations d'assemblage, les boîtiers de capteurs et l'avionique.
Automobile
La possibilité de concevoir des automobiles a vu le jour principalement en raison de la disponibilité des matériaux en tôle. Cela est vrai en raison des capacités de formage de la tôle et de la façon dont il peut créer des cadres très solides à partir de fines feuilles de métal.
L'aile, le capot, le toit et les panneaux latéraux de la plupart des véhicules sont tous des produits de fabrication de tôle. Ces pièces ont subi des opérations de laser et de poinçonnage. L'échappement et le châssis des véhicules subissent également un profilage avant de se plier dans la forme souhaitée à l'aide de cintreuses de tubes CNC.
Santé
Il existe de nombreuses contraintes et exigences dans le secteur de la santé en ce qui concerne le choix des matériaux. Cependant, les matériaux en tôle sont toujours facilement disponibles dans la plupart des cas. Étant donné que les outils médicaux nécessitent une précision et une qualité élevées, les technologies de tôlerie peuvent aider à identifier les défauts de conception et à apporter les modifications nécessaires.
De plus, la plupart des techniques de fabrication de métaux sont désormais automatisées, ce qui réduit les erreurs humaines tout en améliorant la précision. Ce processus offre également la possibilité de commander des instruments médicaux spécialement conçus pour des fonctions spécifiques.
Les propriétés des tôles les rendent également adaptées au secteur de la santé. L'aluminium et l'acier inoxydable sont idéaux pour les applications IRM car ils ne sont pas affectés par les champs magnétiques. Les outils de haute précision tels que les scalpels et les outils chirurgicaux peuvent également être fabriqués à partir de tôle. La nature chimiquement inerte de ces matériaux les rend également précieux, de sorte qu'ils peuvent être facilement stérilisés et nettoyés.
Électroménagers
Il n'y a pratiquement aucun appareil électroménager dans une quincaillerie qui ne soit fait de tôle ou entouré de tôle. La grande disponibilité des matériaux en tôle et les processus de fabrication avancés permettent la conception de produits de haute qualité pour l'industrie de l'électroménager.
La fabrication de tôlerie aide à créer à la fois les boîtiers et les parties internes des appareils, garantissant le respect des spécifications et des tolérances. Certains exemples d'appareils comprennent des tubes capillaires, des boîtiers de mélangeurs et de mélangeurs, des appareils de cuisine, des équipements de distribution, etc.
Vitrines et Écrans Numériques
Plusieurs applications de fabrication de tôles se trouvent dans l'industrie électronique. La tôlerie aide au prototypage de composants électroniques, notamment les ordinateurs, les téléphones portables, les tablettes, les éclairages LED, les équipements audiovisuels, les drones, les équipements de télécommunications, etc.
La découpe au laser, la découpe au jet d'eau, les poinçonneuses à tourelle CNC et les presses plieuses rendent la fabrication de tôles électroniques moins coûteuse. Le processus est également très rapide, ce qui signifie que vous pouvez examiner les prototypes plus rapidement et mettre rapidement les produits sur le marché.
Pièce jointeures
Chaque fois qu'il est nécessaire d'enfermer des mécanismes électroniques, la tôlerie peut répondre à ce besoin. Il assure un logement et des boîtiers économiques pour protéger les équipements électriques sensibles et les boîtes de vitesses. Les pièces fabriquées en tôle protègent également l'équipement de l'environnement, empêchant la saleté de pénétrer dans l'équipement. En outre, une série de découpes peut être produite pour les connexions de câbles telles que les panneaux LED, HDMI, les conduits de lumière et les fenêtres en verre.
Avantages et inconvénients de la fabrication de tôlerie
La fabrication de tôles implique plusieurs techniques et procédés. Par conséquent, les avantages et les limites varient en fonction du processus choisi. Cette section met en évidence les avantages et les inconvénients de la fabrication de pièces en tôle.
Avantages
Efficacité et Précision
Les technologies de tôlerie se sont considérablement améliorées ces dernières années pour créer des produits plus rapidement et plus efficacement. Il peut produire des prototypes plus rapidement avec la même vitesse et la même précision qu'il peut donner en production. Par exemple, les faisceaux laser peuvent couper de l'acier de 1 mm d'épaisseur à une vitesse de 18 m/min. Il est également possible d'optimiser la puissance et la vitesse de la buse, en fonction de votre projet.
De plus, la plupart des techniques de tôlerie sont automatisées. Après avoir entré les codes sur l'ordinateur, les machines commenceront à travailler avec la précision requise. Le composant résultant a tendance à avoir très peu ou pas de défauts. Limiter l'erreur humaine dans le processus garantit en outre l'exactitude des résultats.
Une large gamme de techniques et de matériaux
Il existe plusieurs techniques utilisées pour donner vie à une pièce fabriquée en tôle. Ces techniques comprennent la découpe, le pliage, le poinçonnage, l'estampage, le laminage, etc. Chacun des processus a son objectif distinct pour créer différentes formes et tailles de composants. Il existe également de nombreuses options de finition de surface à choisir chaque fois qu'un composant nécessite une finition supplémentaire.
De même, vous pouvez choisir parmi une large gamme de matériaux de tôle, y compris l'acier inoxydable, l'aluminium, le cuivre, l'acier et d'autres métaux personnalisés. Votre choix de matériau dépendra de l'application finale de votre produit.
Fabrication Lumièrewhuit parties
La fabrication de tôles est un excellent processus de fabrication pour les projets légers. Des industries telles que l'aérospatiale et l'automobile s'appuient sur la fabrication de tôles pour les matériaux et les techniques de pointe. Cette technique de fabrication permet de produire des composants qui améliorent l'économie de carburant des automobiles et des avions tout en garantissant l'efficacité. Les constructions légères issues de la fabrication de tôles sont également essentielles au succès de l'architecture, des machines-outils et de l'ingénierie générale.
Désavantages
Coûts initiaux élevés
La fabrication de tôles nécessite un capital initial élevé pour les outils et l'équipement utilisés. Des processus tels que le profilage et l'emboutissage nécessitent des équipements et des outils personnalisés. L'équipement personnalisé peut être assez coûteux et seulement rentable lorsqu'il est fabriqué en grande quantité. Cette technique peut également nécessiter un travail manuel et peut augmenter les coûts de production. L'automatisation peut aider à réduire les coûts de main-d'œuvre, mais elle n'est réalisable que lors de la production de grandes quantités.
Opérations de pliage complexes
Les opérations de pliage peuvent être compliquées en raison des aspects d'essai et d'erreur et des calculs requis dans le cycle de conception. Cela devient encore plus difficile lorsqu'un alignement d'arbre et un trou sont nécessaires. L'utilisation de métaux épais rendra le processus plus difficile et peut éventuellement entraîner l'échec du produit final.
Conceptions limitées
Malgré la flexibilité de nombreux métaux, il est presque impossible de les transformer en conceptions et formes très complexes avec le processus de fabrication de la tôle. Contrairement au processus de moulage par injection, qui peut produire des formes complexes, la fabrication de tôles produit des produits finis en forme de boîte avec une apparence de base.
8 Tips à Réduire les coûts de fabrication de tôlerie
La fabrication de tôles peut demander beaucoup de main-d'œuvre, ce qui peut faire grimper les coûts de fabrication. Par conséquent, il est logique de choisir des solutions de conception simples chaque fois que les spécifications le permettent. Cette section vous propose huit conseils efficaces pour réduction des coûts de fabrication de tôlerie.
1. Choisissez les bonnes matières premières
Le choix des matières premières appropriées pour la production aidera à réduire le coût de fabrication. Il est préférable de choisir des matériaux à faible coût tels que l'acier à faible teneur en carbone et l'acier laminé à chaud lors de l'étape de prototypage.
En outre, il est préférable d'utiliser le matériau métallique le plus abordable qui peut remplir efficacement les fonctions des pièces pour les pièces de production finales. Par exemple, vous pouvez envisager l'aluminium plutôt que l'acier inoxydable. L'aluminium est moins cher que l'acier inoxydable, mais il peut également offrir des propriétés similaires à celles que vous attendez de ce dernier. Cela vous aidera à réduire les coûts de fabrication globaux.
Si votre composant sera dans un environnement d'auberge, vous devez choisir des métaux pré-plaqués. Ces métaux sont moins susceptibles de rouiller, ils vous feront donc économiser les coûts de finitions supplémentaires.
2. Utiliser une jauge de feuille commune
La taille et le calibre standard des feuilles sont idéaux pour la conception. La commande de calibres uniques de tôles peut augmenter les coûts de production. Les jauges standard sont souvent facilement disponibles et il n'y aura pas besoin d'un long processus de commande. Par conséquent, le choix des nuances de métal en fonction des conditions actuelles du marché et l'utilisation de la jauge commune aideront à réduire les coûts associés aux jauges variables.
3. Évitez le soudage et le placage
Une autre façon de réduire les coûts de fabrication de la tôle consiste à éviter le placage et le soudage. Le soudage de tôles pré-plaquées n'est pas si sûr; il libère de l'oxyde de zinc toxique dans l'environnement. Le risque de soudure tend à augmenter les coûts de fabrication, notamment lors de l'utilisation de tôles pré-plaquées.
Par exemple, l'acier laminé à froid non revêtu devra également être plaqué pour améliorer ses propriétés de résistance à la corrosion. Le processus global de placage augmente les délais et les coûts de fabrication. Ainsi, il est préférable d'éviter tout ce qui a à voir avec le placage et le soudage.
4. Évitez les éléments de conception compliqués
Bien que les conceptions complexes aient une valeur esthétique, elles ont tendance à augmenter le coût de fabrication. Par exemple, ajouter trop de coupes et de petits plis avec des métaux épais entraînera des difficultés lors de la fabrication. Ils nécessiteront plusieurs outils de fabrication différents et augmenteront également les risques d'obtenir des résultats inexacts au cours du processus, augmentant ainsi les coûts.
Par conséquent, les conceptions doivent comporter des angles de courbure simples qui suivent les conseils de conception évoqués précédemment. Une autre façon de réduire les coûts de fabrication de la tôle consiste à maintenir le rayon de courbure stable. Les caractéristiques telles que les bords chanfreinés, les trous borgnes et les poches usinées doivent être évitées, voire obligatoires. Toutes ces fonctionnalités supplémentaires augmentent les délais et les coûts de production.
5. Rayon de courbure optimal
L'utilisation d'une géométrie optimale dans la conception de la pièce est un autre moyen de réduire les coûts de fabrication du métal. Le rayon de courbure interne doit être compris entre 0.030 pouce (0.762 mm) et l'épaisseur du matériau. Ensuite, les fabricants pourront former les rayons avec des outils spécifiquement adaptés à ces géométries. Il n'y aura pas besoin d'un ensemble d'outils spécialisés ou d'autres alternatives susceptibles d'augmenter les coûts de fabrication.
6. Tenez-vous en aux tolérances serrées appropriées
Chaque zéro ajouté à la tolérance augmentera le coût de fabrication. Les caractéristiques de tolérance plus serrées sont souvent plus difficiles à fabriquer, nécessitant des outils spécialisés soumis à de fortes contraintes. De tels outils nécessitent également un remplacement constant. Tous ces éléments se combinent pour faire grimper les coûts de fabrication de la tôle.
Seules quelques parties de la surface jouent un rôle vital dans le fonctionnement, il est donc préférable d'attribuer des tolérances critiques à ces surfaces. Cela vous permet de réduire les tolérances serrées tout en maintenant les besoins de performance essentiels des composants et en réduisant les coûts.
7. Envisagez des attaches rapides et économes
Les fixations sophistiquées et conçues sur mesure augmentent les coûts de fabrication et ralentissent le processus de fabrication. Par conséquent, il est préférable de s'en tenir à des attaches facilement disponibles, rapides et économiques.
8. Envisagez des options de finition qui minimisent les coûts
Le choix du procédé de finition dépendra de plusieurs facteurs, dont les exigences esthétiques et les applications des pièces. Par exemple, si le fonctionnement du composant se fait dans un environnement hostile, l'utilisation d'un métal pré-plaqué sera préférable. Retarder les finitions telles que la sérigraphie et la gravure jusqu'à la dernière étape de la production peut également aider à réduire les coûts.
Certains matériaux ne nécessitent pas de finition spécialisée car ils sont naturellement résistants à la corrosion. L'ajout de finitions spécialisées à ces matériaux augmente les coûts de fabrication et augmente les délais. Les finitions standard comme la passivation, le chromage, etc., sont assez bon marché et plus rapides.
Conclusion
Considérer la tôle pour les applications de fabrication est un excellent choix. Dans cet article, nous avons discuté en détail de la fabrication de tôles, couvrant tout ce dont vous avez besoin pour démarrer votre projet.
Il est essentiel de comprendre les différents processus, les directives de conception de base, les matériaux et les finitions impliqués dans la fabrication de la tôle. Chacun de ces facteurs joue un rôle important pour faire ressortir le meilleur de votre projet. Les informations fournies dans ce document vous guideront pour prendre la meilleure décision pour votre projet.
