5 Processus de coupe du métal dans la fabrication

Les processus de coupe ont toujours fait partie intégrante de l'industrie manufacturière, ce que beaucoup ne savent pas, c'est qu'il existe différentes méthodes de coupe du métal. Chaque processus a des capacités, des limites et des coûts associés différents. Alors que certaines méthodes existent depuis le milieu des années 1800, d'autres sont relativement nouvelles. Dans cet article, nous décomposerons les cinq processus qui permettent à l'industrie manufacturière de couper les métaux.

# 1 formation de puces

La formation de copeaux est un processus de coupe de métal qui utilise des moyens mécaniques comme le sciage, le fraisage, le perçage et le tournage. Cette méthode a été mise au point par Kivima et Franz dans les années 1950. Ce processus de coupe de métal est souvent décrit en ce qui concerne un modèle à trois voies, ce modèle est largement connu dans l'industrie de la conception de machines-outils. Au cours de ces méthodes, le matériau est progressivement retiré de la pièce en petits « copeaux ». Sous l'égide de la formation de copeaux, diverses opérations utilisent le processus pour éliminer l'excès de matériau. Vous trouverez ci-dessous un bref aperçu de quelques-unes.

• Fraisage :une opération où les fraises rotatives enlèvent de la matière.
• Avantages :capacités multi-axes et possibilité de réaliser des projets à différentes échelles.
• Inconvénients :prix élevé et nécessite un opérateur hautement qualifié
• Perçage :une opération où un foret enlève de la matière en tournant à des vitesses rapides.
• Avantages :arêtes vives côté entrée
• Inconvénients :crée des bavures et peut altérer les propriétés mécaniques du matériau par le biais de contraintes.
• Tourner :une opération qui utilise un outil non rotatif pendant que la pièce tourne pour « ébrécher » l'excédent de matière.
• Avantages :peut être effectué manuellement ou automatiquement et collecte facile des copeaux
• Inconvénients :des déviations se produisent souvent, ce qui affecte les dimensions et la rugosité.

#2 Cisaillement

Le cisaillement est un processus souvent appelé découpe à l'emporte-pièce et qui a vu le jour au milieu des années 1800 lorsque l'on cherchait un moyen de couper le cuir pour l'industrie de la chaussure. Maintenant, le processus est utilisé pour une variété de matériaux différents et est un moyen de couper le métal sans ébrécher ni utiliser de chaleur. Ce processus utilise une lame mobile pour pousser contre la pièce fixe. Dans le processus de cisaillement, il y a diverses opérations. Ci-dessous, nous avons mis en évidence les deux plus populaires.

• Poinçonnage : une opération qui utilise une poinçonneuse pour forcer un outil à travers la matière première afin de créer un trou et d'éliminer l'excédent de matière.
  • Avantages :processus économique pour des coupes simples et une opération rapide
  • Inconvénients :pas optimal pour les coupes complexes et les frais d'outillage peuvent augmenter rapidement.
    
• Estampillage : une opération qui coupe le métal en utilisant une machine pour déformer le matériau indésirable et créer des formes variées.
  • Avantages :haut niveau d'automatisation et réduction de certains coûts secondaires.
  • Inconvénients :les matrices d'estampage personnalisées entraînent un prix élevé et aucune modification ne peut être effectuée pendant la production.
    

#3 Enlèvement de matériaux abrasifs

Les méthodes de coupe abrasive comprennent des opérations telles que le meulage, le rodage et la coupe au jet d'eau. Ces méthodes de coupe éliminent toutes l'excès de matériau par érosion. Ces opérations sont beaucoup plus rapides que les processus thermiques comme l'EDM et le laser, offrent une meilleure qualité de bord et offrent généralement une sorte d'économies aux fabricants. L'enlèvement de matière abrasive est classé par différentes opérations qui sont décomposées ci-dessous.

• Meulage :Dans les opérations de meulage, une meule est utilisée comme outil de coupe principal. Le meulage comprend des opérations encore plus spécifiques et individualisées telles que le meulage par fluage, le meulage cyclique et le meulage de surface.
• Avantages :des dimensions très précises, peuvent créer des surfaces lisses et peuvent être réalisées avec moins de pression appliquée sur le matériau.
• Inconvénients :ne permet pas d'éliminer de grandes quantités de matière.
  
• Rodage : Lors du rodage, deux surfaces sont frottées ensemble avec un matériau abrasif se trouvant entre elles. Ce mouvement peut être fait à la main ou à l'aide d'une machine.
• Avantages :peut respecter des tolérances serrées et est idéal pour créer des surfaces uniformément planes.
• Inconvénients :les processus de coupe lents et les dépenses peuvent rapidement s'accumuler, ce qui entraîne un prix plus élevé.
  
• Découpe au jet d'eau : Dans les opérations de découpe au jet d'eau, une grande machine utilise un mélange d'eau hautement sous pression et d'un grenat abrasif pour couper à travers différents matériaux.
• Avantages :processus de coupe à froid, aucun dommage/distorsion thermique, qualité de bord exceptionnelle, aucun processus de finition requis, une vaste gamme de types et d'épaisseurs de matériaux compatibles et des tolérances extrêmement serrées peuvent être maintenues.
• Inconvénients :prix modéré
  

#4 Chaleur

La découpe des métaux par la chaleur comprend des opérations telles que la découpe au plasma et la découpe au laser. Ces deux processus utilisent une lumière chaude à haute puissance pour éliminer l'excès de matériau. La découpe au laser, née dans les années 1960, et la découpe au plasma, introduite en 1957, comptent depuis longtemps parmi les méthodes de découpe des métaux les plus connues. Bien que ces deux opérations soient des méthodes de coupe largement acceptées, elles créent des dommages thermiques, une distorsion importante et nécessitent certains processus de finition. Les opérations de découpe laser et plasma sont caractérisées ci-dessous.

• Découpe laser : Cette technologie utilise un laser pour vaporiser et découper les matériaux en excès. Alors que le laser était principalement utilisé dans la fabrication, il est maintenant utilisé dans diverses industries.
• Avantages :peut gérer des coupes complexes et a une grande précision.
• Inconvénients :restrictions de type de matériau, restrictions d'épaisseur de matériau, nettoyage des bords requis et apports de chaleur élevés.
  
• Découpe plasma : Opération similaire à la découpe au laser, mais qui utilise à la place un jet de plasma chaud accéléré pour découper les matériaux conducteurs d'électricité.
• Avantages :prix bas, vitesses de coupe rapides et facilité d'utilisation.
• Inconvénients :restrictions de type de matériau, restrictions d'épaisseur de matériau, nettoyage des bords requis et apports de chaleur élevés.
  

#5 Électrochimique

Les méthodes de découpe électrochimique comprennent des processus tels que l'usinage par décharge électrique (EDM), la gravure et l'usinage électrochimique (ECM). Ces opérations effectuent une coupe par une réaction électrique et chimique.

• GED : un processus de fabrication où les coupes sont créées par une charge électrique (étincelle). C'est pour cette raison que l'EDM est parfois appelé usinage par étincelle, érosion par étincelle ou brûlage par fil.
• Avantages :peut maintenir des tolérances serrées, idéal pour créer des surfaces uniformément planes.
• Inconvénients :un apport de chaleur élevé, certains dommages thermiques et des processus de nettoyage/finition des bords sont souvent nécessaires.
  

Avec autant de processus et d'opérations disponibles aujourd'hui, les fabricants disposent d'une pléthore d'options pour couper les métaux. Bien que chacun ait ses avantages et ses inconvénients, il n'y a pas de solution unique. Les professionnels du secteur décident souvent de l'opération à mettre en œuvre après une étude approfondie du projet.

Alors, quel processus convient à votre prochain projet ?

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