5 stratégies éprouvées pour améliorer la qualité des pièces en tôle

La fabrication de tôle est un ensemble pratique de procédés de fabrication pour créer des pièces à partir de pièces plates de métal. La tôle existe en une gamme de matériaux et d'épaisseurs, et peut créer des pièces comme des appareils, boîtiers, supports, panneaux et châssis.

Pour les novices en fabrication de tôle, le processus peut sembler intimidant. Contrairement à des procédés polyvalents comme l'impression 3D et l'usinage CNC, la fabrication de tôle est dictée par des conventions de conception assez strictes. La tôle doit être pliée et découpée de façons particulières, et ne convient qu'à certaines pièces et produits.

Il est donc important d'apprendre quelques principes de base avant de se lancer. Grâce au spécialiste du prototypage rapide 3ERP, ce guide offre cinq conseils simples pour améliorer les pièces en tôle, transformant des designs ordinaires en produits professionnels en tôle.

Qu'est-ce que la fabrication de tôle ?

La fabrication de tôle est un ensemble de procédés partageant un trait commun : ils utilisent tous de la tôle – par opposition à des blocs, poudres ou métal fondu – comme matière première. Différentes machines forment la tôle différemment : certaines font des trous ou incisions ; d'autres plient, estampent ou filent le métal pour le transformer en diverses formes.

Grâce à la fabrication de tôle, les ingénieurs peuvent créer des pièces durables et peu coûteuses à partir d'une grande variété de métaux. Ces pièces s'utilisent dans de nombreux secteurs, de l'aérospatial à la médecine en passant par la robotique.

La tôle utilisée fait généralement entre 0,006 et 0,25 pouces (0,015 et 0,635 cm) d'épaisseur, la taille choisie dépendant du matériau et de l'usage final.

Améliorer les pièces en tôle

La fabrication de tôle est unique parmi les procédés de fabrication car sa matière première est unique. Pour cette raison, il peut être difficile de concevoir des pièces en tôle quand on a l'habitude de concevoir pour l'usinage, le moulage et autres procédés courants.

Si le meilleur moyen d'assurer des pièces de haute qualité est de consulter et utiliser un spécialiste comme 3ERP, il est aussi avantageux de suivre certains principes de conception dès le départ. En observant les cinq conseils suivants, les concepteurs peuvent créer des pièces en tôle solides, faciles à fabriquer et résistantes à la rupture.

Trous

Comme la fabrication de tôle est souvent utilisée pour créer boîtiers, supports et articles similaires, trous et fentes sont souvent nécessaires pour vis, boulons ou sections s'emboîtant. Les trous sont généralement créés avec un poinçon et une matrice montés dans une presse, permettant une forme circulaire précise. Mais si les trous ne sont pas correctement faits, le trou peut se déformer ou même casser la pièce.

Lors du poinçonnage de trous en tôle, quelques règles importantes doivent être suivies. Les trous doivent être à 1/8" de tout bord ou paroi (1/16" si la tôle est plus fine que 1/30") et espacés d'au moins six fois l'épaisseur de la tôle. De plus, les diamètres de tous trous et fentes doivent être égaux ou supérieurs à l'épaisseur de la tôle.

Bords repliés (Hems)

La tôle peut avoir des bords rugueux ou tranchants, donc les « border » – les replier sur eux-mêmes – est un bon moyen de rendre une pièce sûre et fonctionnelle. Les bords repliés peuvent aussi renforcer une pièce ou jouer un rôle fonctionnel comme loger une goupille pour une charnière. Ils peuvent être ouverts, fermés ou en forme de larme.

Pour ajouter un bord replié, quelques lignes directrices assurent une performance optimale. Premièrement, il est presque toujours préférable d'éviter les bords repliés fermés – où la matière est complètement repliée sur elle-même – sauf si absolument nécessaire. Les bords fermés risquent d'endommager la matière à cause de l'angle de pliage extrême, donc les bords ouverts et en larme, qui laissent un espace entre les deux côtés, sont préférables.

Pour un bord ouvert, le diamètre de l'espace doit être égal ou supérieur à l'épaisseur de la tôle. La longueur de retour – jusqu'où le bord revient « sur lui-même » – doit être au moins quatre fois l'épaisseur de la tôle. Les mêmes directives s'appliquent aux bords en larme, avec l'exigence supplémentaire que l'ouverture à la fin du retour ne soit pas plus petite que 1/4 de l'épaisseur de la tôle.

Plis (Bends)

Le pliage est l'un des procédés de formage les plus importants en fabrication de tôle. Avec des équipements comme plieuses et presses, les ateliers manipulent la tôle en nouvelles formes – bien que certains matériaux se prêtent mieux au pliage. Suivre certaines règles assure un pli précis et régulier, et réduit les risques d'endommagement.

Une règle : lors de la conception d'une pièce avec plis, le rayon de pli intérieur doit être égal ou supérieur à l'épaisseur de la tôle pour éviter la déformation. De plus, maintenir la cohérence dans la direction et le rayon de pliage réduit les coûts, car la pièce n'a pas à être réorientée et l'équipement peut répéter une procédure identique.

Encoche (Notches)

Les encoches et languettes sont des caractéristiques utiles pour ajouter vis ou fixations ou pour emboîter plusieurs pièces. Les encoches sont de petites encoches sur le bord d'une pièce, tandis que les languettes sont des saillies. Une languette dans une pièce est souvent faite pour s'insérer dans l'encoche d'une autre.

Comme pour les autres caractéristiques, créer des encoches et languettes adaptées implique de suivre des règles. Les encoches doivent être espacées d'environ 1/8" et avoir au moins l'épaisseur de la tôle. Les languettes doivent aussi être espacées d'une distance égale ou supérieure à l'épaisseur de la tôle. De plus, la longueur d'une languette doit être égale ou inférieure à cinq fois sa largeur.

Finition

Bien que les pièces en tôle aient souvent des applications peu glamour, elles doivent parfois subir une ou plusieurs finitions avant d'être prêtes. Selon l'application et le matériau, les pièces peuvent être finies par grenaillage, anodisation, placage, revêtement par poudre et divers autres procédés, soit pour des raisons fonctionnelles, soit pour améliorer l'apparence.