Avantages et inconvénients du processus de cisaillement des métaux

Le cisaillement convient-il pour la découpe de formes simples ?

Pour une simple découpe de pièces métalliques, le procédé de cisaillage des métaux est une option très tentante. C'est rapide. C'est facile. C'est pas cher.

Cependant, il est important de comprendre les avantages et les inconvénients du processus de cisaillement des métaux - ou de toute méthode de coupe de précision des métaux que vous pourriez envisager - afin que vous puissiez évaluer comment il se compare à vos besoins et priorités.

Convient aux formes simples, mais pas toujours

Fondamentalement, le cisaillement implique une lame mobile appliquant une pression et poussant une pièce contre une lame fixe. Ce processus de cisaillage des métaux (également appelé découpe à l'emporte-pièce ou multi-chariots) pourrait être le choix idéal pour couper rapidement et à moindre coût des pièces de forme simple.

Par exemple, supposons que vous vouliez couper un simple axe de charnière à partir d'un fil d'acier solide à faible teneur en carbone (c'est-à-dire non inoxydable) de 0,060 po (1,5 mm) de diamètre. Le processus de cisaillement des métaux peut fournir des pièces courtes à partir d'une bobine continue, ce qui vous donne un prix par pièce inférieur à celui des autres méthodes. Puisqu'il n'y a aucun risque d'écrasement lors de la coupe du fil, le cisaillement fonctionnera très bien tant qu'un certain niveau de déformation est acceptable.

D'un autre côté, supposons que vous ayez besoin de tubes extrudés à paroi épaisse pour la plomberie, les systèmes CVC et d'autres tuyaux. Ici, les outils de cisaillement des métaux pourraient facilement endommager le profil extrudé, faisant du cisaillement une option moins que souhaitable.

Avantages du processus de cisaillement des métaux

Le cisaillement effectue des coupes en ligne droite sans former de copeaux ni brûler ou faire fondre le matériau. Cela permet au processus de bien fonctionner avec la plupart des métaux plus tendres, tels que l'aluminium, le laiton, le bronze et l'acier doux (à faible teneur en carbone).

Le processus de cisaillage des métaux peut être utilisé avec pratiquement n'importe quel diamètre de pièce et est particulièrement rentable pour les opérations à haut rendement produisant des milliers de pièces par heure. Dans les machines à cisailler les métaux, les lames peuvent être montées à un angle pour réduire la quantité de force de cisaillement nécessaire pour produire la coupe.

Le plus grand avantage du cisaillage est peut-être qu'il produit peu ou pas de saignée, avec pratiquement aucune perte de matière. Pour une application telle que le cisaillement d'une tige, la tolérance typique est de ±0,005 (0,127 mm).

Inconvénients notables du cisaillement

Malgré les "avantages", le processus de cisaillement des métaux présente également des inconvénients notables.

Le cisaillement est loin d'être idéal avec des métaux plus durs. Par exemple, utiliser le procédé de découpe du tungstène est tout simplement une mauvaise idée. Étant donné que le tungstène est extrêmement dur et souvent cassant, il peut provoquer un délaminage ou une fracture de la pièce en tungstène, ainsi qu'une usure importante de l'outil lui-même.

Bien que le processus de cisaillement des métaux puisse être utilisé avec différents diamètres et soit souvent rentable pour les opérations à volume élevé, le cisaillage n'est pas idéal pour les longueurs inférieures à 0,125" (3,175 mm).

De plus, le cisaillage des métaux ne peut pas être considéré comme une coupe sans bavure. En effet, la force de l'action de cisaillement elle-même crée souvent des bavures et des déformations finales. Par conséquent, le cisaillement peut ne pas être le meilleur choix pour les applications où une finition finale propre est requise.

La quantité de déformation qui se produit avec le cisaillement du métal ne dépend pas seulement de la force des lames frappant la pièce. Cela dépend également de la zone de dégagement, ou de la séparation entre les lames. Le jeu est généralement compris entre 5% et 40% de l'épaisseur totale du métal; encore une fois, cela varie également selon le type de métal à cisailler.

Pour les diamètres plus grands avec un jeu important, il peut également y avoir de fortes bavures si les pièces se tordent ou ne sont pas solidement fixées en place pendant le cisaillement.

Pour la coupe de tubes fins, le processus de cisaillement ne permet pas facilement de mettre en place un mandrin. Il en résulte une coupure non supportée qui peut provoquer l'écrasement du tube. Dans certains cas, un mandrin peut être « flotté » pour supporter le diamètre intérieur du tube. Cependant, la méthode est imparfaite et entraîne souvent des imperfections de concentricité ou de finition finale. Cela est particulièrement vrai pour les petits ID, tels que ceux requis pour les tubes capillaires.

Comment décider ?

Décider si le processus de cisaillement des métaux est votre meilleure option de coupure nécessite une compréhension approfondie de votre application unique et de ses paramètres spécifiques. Faire le meilleur choix passe aussi par la compréhension des différentes méthodes utilisées pour couper le métal.

Comment le processus de cisaillement des métaux se compare-t-il aux autres méthodes de coupe de précision des métaux ? Continuez à lire pour en savoir plus.