Les bases de la fabrication de tôle : transformer des tôles plates en pièces fonctionnelles

La fabrication de tôle est le processus de transformation de tôles métalliques plates, généralement de 0,15 mm à 10 mm d'épaisseur, en pièces et structures de diverses formes. Les matériaux de base pour ce processus sont des tôles métalliques plates. La fabrication de tôle est utilisée pour créer des objets tels que boîtiers, châssis, supports, pièces estampées, boucles, etc. Elle est aussi utilisée à des fins décoratives pour faire des motifs sur des tôles métalliques.

Comment fonctionne la fabrication de tôle ?

La transition du matériau de base au produit fini nécessite généralement un ou plusieurs des trois processus suivants : enlèvement de matière (découpe), déformation et assemblage. Si tous ces processus sont requis, ils sont généralement effectués chronologiquement.

Enlèvement de matière

Cela implique de découper des pièces du matériau de base pour produire la forme désirée. Pour une précision, vitesse et efficacité maximales, les technologies de découpe CNC jet d'eau, plasma et laser sont généralement employées. L'EDM (électroérosion) pourrait aussi être une option dans certains cas.

Découpe laser

En découpe laser, un faisceau laser de haute densité est dirigé sur une pièce pour la fondre, vaporiser ou brûler, coupant efficacement le matériau. Les découpeurs laser sont utilisés pour la découpe, le perçage et la gravure. Il y a trois types de lasers utilisés en découpe laser : CO₂ (dioxyde de carbone), Nd (néodyme), Nd:YAG (grenat d'yttrium-aluminium dopé au néodyme).

Les lasers CO₂ ont une haute efficacité énergétique et un haut rapport puissance/sortie, et sont utilisés pour couper des matériaux fins, graver et percer. Les lasers Nd ont une haute énergie mais une faible efficacité de répétition. Ils sont utilisés pour la gravure, le perçage et le soudage. Les lasers Nd:YAG ont une puissance de sortie très élevée et peuvent couper des matériaux plus épais. Cependant, ils sont plus chers à exploiter que les CO₂.

Les découpeurs laser peuvent travailler l'aluminium, l'acier, le cuivre, l'acier inoxydable et d'autres métaux. Ils sont mieux utilisés pour couper des pièces fines (épaisseur max 15 mm pour l'aluminium et 6 mm pour l'acier), graver et percer.

Découpe jet d'eau

En découpe jet d'eau, une buse est utilisée pour focaliser un jet d'eau à très haute pression sur une pièce. Pour les matériaux relativement tendres comme le caoutchouc et le bois, seule l'eau est utilisée. Un mélange d'eau et de substances granulaires abrasives est utilisé pour couper les matériaux plus durs comme les métaux.

La découpe jet d'eau peut couper des matériaux de diverses épaisseurs. L'épaisseur maximale qui peut être coupée dépend du matériau. De toutes les méthodes de découpe CNC, la découpe jet d'eau est la plus précise avec des tolérances entre 0,05 mm et 0,1 mm. Une des raisons de sa haute précision est que, contrairement aux homologues plasma et laser, la découpe jet d'eau ne génère pas de chaleur, donc il n'y a pas de zone affectée par la chaleur dans la pièce.

La découpe jet d'eau est très polyvalente car elle est utilisée pour couper des matériaux durs comme l'aluminium, l'acier, le cuivre, l'acier inoxydable et autres alliages métalliques ainsi que des matériaux plus tendres comme les polymères, élastomères, bois et mousse.

Découpe plasma

La découpe plasma fonctionne en appliquant de la chaleur et de l'énergie à un gaz pour le transformer en plasma. Un jet de plasma chaud est ensuite accéléré à l'aide d'un gaz inerte ou d'air, hors de la buse de coupe et sur la pièce. Le plasma complète un arc électrique avec la pièce, la fondant et la coupant. Étant un processus électrique, les découpeurs plasma ne fonctionnent qu'avec des matériaux électriquement conducteurs.

Les découpeurs plasma peuvent couper à travers des matériaux très épais, jusqu'à 300 mm pour l'aluminium et 200 mm pour l'acier, avec une tolérance de 0,2 mm. D'autres matériaux traités avec des découpeurs plasma sont l'acier inoxydable, le cuivre et d'autres alliages métalliques. Selon la complexité de la pièce à produire, des découpeurs 2 axes ou 3 axes peuvent être utilisés.

Bien que les découpeurs plasma ne soient pas aussi divers ou précis que les découpeurs jet d'eau et laser, ils sont le meilleur choix pour les pièces métalliques conductrices épaisses, car ils sont plus rapides et plus rentables pour couper de tels matériaux.

Déformation

Ce processus est l'application contrôlée de force pour plier ou former des tôles en formes désirées. Les processus de déformation incluent le pliage, le formage, l'estampage et l'étirage à l'aide de matrices ainsi que de freins hydrauliques et magnétiques.

Assemblage

C'est le processus de jointure de diverses pièces usinées ensemble pour former un produit final. Les processus d'assemblage incluent le soudage, le brasage, le rivetage, et parfois l'utilisation d'adhésifs.

Matériaux

Les métaux les plus adaptés pour ce processus sont l'aluminium et ses alliages, l'acier, le cuivre et ses alliages, et l'acier inoxydable. Le tableau ci-dessous contient les nuances de métal les plus populaires pour la fabrication de tôle.

Aluminium	Cuivre	Acier inoxydable	Acier
DIN 3.3523 | EN AW5052	DIN 2.0065 | EN CW004A	1.4319	Acier doux
DIN 3.3211 | EN AW6061	DIN 2.0265 | EN CW505L	1.4301	Acier faible carbone
DIN 3.3535 | EN AW5754	DIN EN 13601 | EN CW009A	1.4404

Opérations de post-traitement

Les opérations de post-traitement courantes utilisées en fabrication de tôle sont le grenaillage, l'anodisation, le revêtement poudre et la peinture. Pour les matériaux déformés ou soudés, un traitement thermique est effectué pour soulager les contraintes résiduelles.

Avantages de la fabrication de tôle

Quelques avantages de la fabrication de tôle sont les suivants.

• Durabilité : Le processus produit des produits hautement durables pour le prototypage et l'utilisation finale
• Évolutivité et rentabilité : Que vous ayez besoin d'une pièce unique ou d'une série de milliers de pièces, la fabrication de tôle fournit une solution rapide et rentable.
• Sélection de matériaux : De nombreux métaux peuvent être traités via cette méthode de fabrication. Vous pouvez choisir parmi des centaines de métaux avec des propriétés variées souhaitables.
• Délai rapide : L'utilisation de technologies CNC pour la fabrication de tôle rend le processus rapide et efficace

Industries qui emploient la fabrication de tôle

Toute industrie qui utilise des pièces métalliques aurait probablement besoin de fabrication de tôle. Certaines des industries qui emploient le processus sont :

• Construction mécanique
• Ingénierie et design
• Métallurgie
• Électronique
• Mobilier et infrastructure urbaine
• Robotique
• Médical et santé
• Automobile
• Instruments de musique
• Construction civile

Conclusion

Chez Xometry Europe, nous offrons des services de fabrication de tôle de haute précision, rapides et de qualité pour la création de pièces en tôle comme l'aluminium, l'acier, les alliages de cuivre et bien d'autres. En utilisant des technologies de découpe automatisées comme la découpe laser CNC, plasma, jet d'eau ainsi que les technologies de déformation et d'assemblage, nous garantissons haute précision et qualité des pièces finies.

Nous réalisons aussi du post-traitement sur votre demande. Pour obtenir un devis instantané, téléchargez vos modèles sur notre plateforme de devis instantané.