Pièces en tôle sur mesure : conception de précision et finition experte pour la durabilité

Il y a bien plus dans la création de pièces en tôle sur mesure que la simple découpe et pliage d'une plaque de métal. Pour chaque pièce que vous concevez, vous devez tenir compte des qualités du matériau métallique et de l'environnement dans lequel la pièce sera installée. La corrosion pourrait détruire une pièce en un rien de temps si vous choisissez le mauvais métal avec le mauvais revêtement protecteur.

Une seconde considération est l'aspect du produit final. Certains apprécient l'aspect brut ou industriel du métal nu, mais parfois vous voulez que vos pièces ressortent avec de la couleur. Pour des raisons de marque, vous pourriez envisager d'ajouter votre logo ou du texte ou des images supplémentaires sur votre pièce.

Généralement, les pièces en tôle s'assemblent à d'autres pièces dans un ensemble. Réaliser cela est le travail de quincaillerie spécialisée. Que vous vouliez prolonger la durée de vie de votre pièce, la rendre esthétiquement agréable, ou assurer l'intégrité structurelle de votre assemblage, tout est une question de finition.

Finition pour la protection : revêtements de conversion chimique

Lorsque le fer et l'eau se mélangent pour former le redouté composé oxyde de fer (FeO₂, pour les chimistes parmi vous), vous obtenez de la rouille. Comme le fer est présent dans la plupart des tôles, dans les bonnes conditions, votre pièce se dissoudra lentement en poudre. Pas bon. Mais traitées avec les bons revêtements chimiques, les tôles peuvent rester fonctionnelles pendant des années sans montrer de signes étendus de corrosion.

« En fin de compte, les spécifications de finition correctes sont le composant clé du processus de placage », déclare Michael Garner, superviseur des matériaux chez Protolabs. « Il faut penser à la chimie de la pièce car les revêtements ne fonctionnent pas nécessairement sur toutes les surfaces métalliques. Choisir soigneusement vous aidera à éviter des retards de fabrication. »

Voici quelques-uns des types de conversions chimiques les plus courants qui peuvent garder vos pièces intactes pendant des années.

Zinc

Cet élément est la clé du revêtement qui protège les métaux galvanisés et galvanisés à chaud. Le zinc protège le métal sous-jacent, limitant — voire empêchant — la rouille. Dans ce procédé, le zinc se lie chimiquement à l'acier, se sacrifiant lorsqu'il est exposé aux éléments, surtout à l'eau, sauvant le cœur de la pièce. Même si le revêtement est légèrement endommagé, la présence de zinc limitera les effets corrosifs sur votre pièce. Le résultat visuel final de ce traitement chimique est que les métaux galvanisés ont une qualité pailletée de tons argentés et gris. Les métaux galvanisés à chaud ont une finition mate lisse qui peut être peinte ultérieurement. Une chose à savoir : ces types de métaux ne peuvent pas être soudés car ils libèrent des toxines dangereuses. Au lieu de cela, nous pouvons souder de l'acier laminé à froid (CRS) et le faire plaquer au zinc par la suite.

Si vous avez besoin d'un placage au zinc appliqué après la création d'une pièce, cela peut se faire soit par un procédé acide, soit alcalin. Le zinc acide est appliqué rapidement et couvre bien la pièce, mais ne s'étale pas toujours uniformément. D'autre part, le procédé de zinc alcalin prend plus de temps car il nécessite l'électrolyse. Un courant électrique est passé dans un bain de zinc, provoquant la circulation et l'attachement d'ions zinc à votre matériau de base. L'avantage de ce procédé est que les métaux traités dans un bain de zinc alcalin ont un revêtement plus uniforme et plus apte à l'étirage et au formage.

Conversion chromate

Le zinc n'est pas le seul produit chimique qui aide à éviter la corrosion. La conversion chromate ajoute le bonus de la conductivité électrique à l'aluminium, au zinc, à l'étain, à l'argent, au magnésium ou au cadmium. La finition se termine claire à jaune. Il existe différents traitements pour recouvrir différents métaux, mais en fin de compte, le chromate peut agir comme une sorte de primaire protecteur qui permet de peindre une surface. Notez que l'acier et les métaux à base de fer ne peuvent pas être chromés directement — vous devriez d'abord prétraiter avec du zinc.

Anodisation

Cette méthode fonctionne en plaçant une feuille d'aluminium dans un bain d'acide rempli d'électrolytes. Lorsque vous faites passer l'électricité dans le réservoir, la surface de l'aluminium se lie aux atomes d'oxygène dans l'électrolyte pour former de l'oxyde d'aluminium (Al₂O₃). Cela se produirait normalement dans le monde réel, mais le faire dans un environnement contrôlé produit rapidement une surface attrayante, lisse et résistante à la corrosion. Vous pouvez aimer la finition telle quelle, mais comme la surface est poreuse, vous pouvez également ajouter de la couleur et un scellant supplémentaire. Une chose à retenir : si l'anodisation fonctionne bien avec l'aluminium, elle ne fonctionne pas avec le CRS.

Passivation

Une autre façon de protéger l'intégrité de surface de votre pièce est de passiver la surface. L'une des choses les plus intéressantes à propos de ce procédé est que personne ne sait vraiment comment il fonctionne. Ce qui est certain, c'est que la passivation ajoute une couche extrêmement fine qui protège la surface de l'acier inoxydable de la corrosion. Mal faire le procédé, cependant, peut créer plus d'opportunités de corrosion que de ne pas le faire du tout, donc bien nettoyer le métal avant le traitement est crucial pour une passivation réussie.

Avoir fière allure : revêtements de tôle pour l'esthétique

Les revêtements chimiques sont excellents pour protéger vos pièces, mais peut-être avez-vous quelque chose de plus coloré en tête ? Si c'est le cas, vous devriez envisager l'un de ces deux procédés de finition métallique populaires : le revêtement en poudre ou la sérigraphie.

Revêtement en poudre

Le nom du procédé dit tout. Avec le revêtement en poudre, l'objectif est de recouvrir aussi peu ou autant d'un objet que vous le souhaitez avec une poudre pigmentée. Cela semble simple, mais il y a plusieurs étapes pour que cela fonctionne correctement.

D'abord, votre pièce doit être nettoyée pour que la poudre puisse y adhérer. Ensuite, elle est attachée à un fil électriquement chargé — généralement en cuivre. Les pigments en poudre sont pulvérisés depuis l'extrémité d'une buse vers votre pièce, propulsés par un compresseur. Comme la poudre est électrostatique, elle adore adhérer aux surfaces chargées. Un finisseur qualifié cible le jet pour recouvrir uniformément la pièce. À ce stade, la poudre peut encore s'enlever facilement, donc votre pièce doit être manipulée avec soin.

Une fois la pièce revêtue, elle passe dans un four à 200 °C (400 °F) pour cuire pendant environ 20 minutes. Le polymère thermodurcissable dans la poudre fond et durcit au four. Au final, le revêtement en poudre laisse votre pièce avec une surface lisse et uniforme.

Sérigraphie

Disons que vous voulez ajouter votre logo ou des informations explicatives sur votre pièce. La sérigraphie est la voie à suivre. Vous fournissez le design et le texte que vous voulez transférer. Nous utilisons ensuite un procédé qui incorpore le fichier de design que vous fournissez sur un écran à mailles très fines, sur lequel nous déposons une grosse goutte d'encre. Lorsque de la pression est appliquée sur la couche d'encre, elle peut s'écouler à travers l'écran et sur votre pièce, limitée aux zones où vous voulez qu'elle apparaisse. Une fois transférée, nous appliquons de la chaleur sur l'encre, la liant à votre pièce. La sérigraphie fonctionne bien sur le métal brut ou les surfaces revêtues, et tout comme pour le revêtement en poudre, nous pouvons correspondre à la couleur Pantone souhaitée.

Former une pièce finale

L'esthétique est l'un des aspects les plus critiques des pièces en tôle sur mesure. Une pièce ou un assemblage de pièces hautement esthétique peut faire la différence entre le succès ou l'échec d'un produit. Chez Protolabs, nous nous efforçons d'offrir une gamme d'options de finition pour la tôle qui peuvent répondre à une variété de besoins, tant cosmétiques que fonctionnels.

Consultez ces ressources pour en savoir plus sur les options de finition pour les pièces en tôle :

• Options de finition pour la tôle
• Bibliothèque de revêtements en poudre
• Options de quincaillerie