Transformation de la tôle
Découpeuses laser, presses plieuses, cisailles guillotines & plus
La définition de la tôle
La tôle est une forme de produit semi-fini de l’usinage du métal. Elle est roulée sur une plaque moulée et transformée en ressorts ou panneaux. Les tôles peuvent-être créées à partir de presque tous les types de métaux. Les feuilles de métal les plus répandues sont celles en acier puis celles en aluminium. Certains métaux non ferreux, tels que le cuivre ou le laiton, sont également utilisés pour faire des tôles.
On trouve dans l’industrie une large gamme d’outils de travail de la tôle destinés à la création ou à l’usinage des tôles.
Les domaines d’application du matériel de tôlerie
Chacune des étapes du processus d’usinage de la tôle a son propre type de machine.
La fabrication des tôles
Les machines utilisées dans la fabrication des tôles sont des rouleaux et des dérouleuses.
Les rouleaux à tôles
Les rouleaux à tôles donnent une forme plate à la plaque de métal originale. En aval, des rouleaux peuvent aussi être utilisés pour donner aux feuilles l’épaisseur désirée. Pour obtenir des formes arrondies, un rouleau à trois cylindres peut être utilisé.
Les dérouleuses
Les plaques roulées sous la forme de bandes de tôles sont enroulées sur des bobines dans les dérouleuses. Il est alors possible de transformer de longues feuilles en un format facilement transportable. Une bobine de métal peut peser jusqu’à 30 tonnes pour un diamètre de 2.5 mètres. Les dérouleuses de tôles peuvent être utilisées pour remonter les bobines pour le processus à venir.
Les fabricants les plus connus de rouleaux et de dérouleurs comprennent ALBA, ARKU, KEMMERICH, KOHLER, SCHMITZ et WALDRICH.
La découpe linéaire des tôles
Pour que la tôle puisse être transformée en un produit exploitable, la découpe doit être réalisée juste après le roulage. Aucun des côtés et extrémités des feuilles roulées ne sont utilisables pour la suite du processus. On trouve cependant dans l’industrie, de nombreuses cisailles à la mécanique à la fois simple et robuste qui peuvent découper les parties indésirables de la tôle.
Pour la production, les cisailles guillotines sont utilisées. Elles assurent une coupe droite, propre et sans déchet.
Les cisailles guillotines sont disponibles en différentes tailles : les petites cisailles sont utilisées dans les ateliers afin de couper des petits bouts de tôles, comme pour la construction de châssis et la manutention, où elles sont utilisées pour la réparation des soudures. Dans les industries à grande échelle, les cisailles guillotines sont utilisées pour créer des feuilles trapézoïdales ou des panneaux-sandwichs ainsi que pour préparer les panneaux au bordage et à l’enrobage.
Des tolérances très élevées peuvent être atteintes selon la qualité du matériau découpé. Des lignes de découpe longitudinale et transversale sont aussi utilisées pour l’embobinage. Elles découpent la bobine de de tôle dans tous les sens jusqu’à avoir atteint la largeur désirée. Il existe également d’autres machines qui travaillent par division et qui peuvent être utilisées pour créer les feuilles. Les scies circulaires et les scies à bande sont utilisées pour la découpe linéaire.
La découpe individuelle et radiale des feuilles de tôles
La découpe radiale est réalisée par des machines de découpe par flamme, plasma, laser ou jet d’eau. Ces systèmes peuvent aussi être utilisés pour la découpe à travers la tôle qui peut être épaisse de plusieurs centimètres, ainsi que d’autres produits semi-finis en métal. Ils se différencient d’abord en termes de prix et de précision.
Machines de découpe par flame et plasma (oxycoupage)
Les machines les plus abordables pour la découpe individuelle et radiale dans les tôles sont les machines d’oxycoupage. De nos jours, les tables de perçage sont contrôlées par un programme CNC et ont été spécialement conçues pour des matériaux très fins. La flamme utilisée fait une large coupe et durcit le matériau le long de l’entaille car la chaleur dégagée par la flamme altère les propriétés du matériau. Les outils de découpage plasma fonctionnent également avec une flamme mais sont beaucoup plus chauds et précis. Ils opèrent une coupe plus propre que les découpeuses par flamme mais sont aussi beaucoup plus chers et complexes.
Les fabricants les plus connus de cisailles et de machines à découper la tôle comprennent PEDDINGHAUS, TRUMPF et WIEGER.
Les machines de découpe par plasma sont disponibles chez MESSER GRIESHEIM, SATRONIK et VICTOR.
Les découpeuses laser
La technologie de découpage au laser est utilisée en premier lieu pour couper des tôles fines. Les machines de découpe laser sont les machines de découpage à chaud les plus chères, mais les résultats impressionnants qu’elles produisent en valent le prix.
Les machines de découpe laser sont fabriquées par AMADA, BYSTRONIC, PRIMA INDUSTRIE et TRUMPF.
Les machines de découpe à jet d’eau
Pour ceux qui cherchent la meilleure précision avec une méthode de découpe froide, ce n’est pas la peine de chercher plus loin que les machines de découpe à jet d’eau. Elles se classent dans la même tranche de prix que les systèmes de découpe laser et ont également besoin d’un entretien poussé.
Les machines de découpe à jet d’eau sont fabriquées par ESPE, FLOW, MITSUBISHI, PERNDORFER, OMAX et TECHNI.
Beaucoup d’entreprises combinent une découpeuse à flamme abordable avec une encocheuse CNC de haute qualité. Les produits sont prédécoupés par la découpeuse à flamme puis la zone affectée par la chaleur est usinée sur une fraiseuse CNC. Les produits en ressortent avec une grande précision et peuvent être produits pour un coût très faible car l’usinage est un procédé commun à presque toute opération de traitement de matériau.
L’usinage de tôles
L’équipement d’usinage a plus d’usages que le simple retournement des profilés et le fraisage de blocs solides : le travail de la tôle nécessite aussi un grand nombre d’instruments pour des opérations individuelles et non-linéaires. Si la tôle n’est pas moulée en tuyaux, l’outil principal utilisé est la fraiseuse CNC.
Les fournisseurs populaires de fraiseuses manuelles et CNC comprennent DECKEL, HERMLE, MIKRON et HAAS.
Le pliage de tôles
Machine de tôlerie d'occasion
Les tôles peuvent toujours être pliées lorsque le ratio entre la largeur et l’épaisseur est approprié. Toutefois, le facteur le plus important à considérer est la taille de la machine utilisée. Les plieuses de tôles peuvent accepter des pièces massives en cas de besoin pour le traitement du produit ou du matériau. Le principe utilisé par ces machines (qu’elles soient linéaires ou radiales) est toujours le même : la tôle passe à travers trois rouleaux dont le rayon et la distance qui les sépare peuvent-être réglés en utilisant la profondeur et le rayon de pliage. Lors de la production de tuyaux linéaires, les plieuses doivent être assez longues pour pouvoir accueillir la longueur maximum du tuyau.
Les tuyaux métalliques soudés en spirale quant à eux, sont différents, mais ce procédé peut être utilisé pour n’importe quelle coupe transversale ou longueur imaginable. Cette opération ne nécessite pas l’utilisation de longues feuilles mais plutôt de bandes de matériaux embobinés.
Les plieuses de tôles utilisées dans les ateliers de fabrication de châssis et dans la construction de réservoirs et de chaudières utilisent ce même principe des trois rouleaux mais peuvent réaliser des designs plus compacts.
Les plieuses de tôles disponibles les plus simples sont les machines manuelles.
Les fabricants les plus connus the machines plieuses de tôles sont FASTI, KNUTH, HESSE, OPTIMUM et TOS.
La formation des tôles
Pour cette partie du processus, les machines de formation de tôles sont utilisées. Les presses plieuses sont les machines de base que l’on peut retrouver toute opération d’usinage du métal. Elles ne peuvent toutefois plier la tôle que linéairement et dans une seule direction.
Les presses plieuses de tôles
Les presses plieuses de tôles font appel à un poinçon mobile, appelé contre-vé. La tôle est placée entre les deux moitiés de la machine qui sont alors ramenées ensemble sous très haute pression. Plus la machine est pressée sur elle-même, plus fort sera l’angle créé.
Les fournisseurs de presses plieuses les plus recommandés comprennent AMADA, CIDAN, GEKA et SCHECHTL.
Une des machines les plus populaires dans cette industrie est la plieuse à tablier, qui permet de plier et former des tôles très fines.
Le pressage et l'emboutissage
Lorsque les tôles doivent être formées individuellement plutôt que linéairement, les presses et emboutisseuses constituent la meilleure option. Les presses classiques comme la presse à excentrique, , la presse à broche, ou la presse à genouillères, peuvent seulement donner une forme au métal sur quelques millimètres, ce qui est suffisant pour de nombreuses applications. Les emboutisseuses quant à elles, peuvent réaliser un changement important de la forme du métal grâce à la haute pression et peuvent transformer la tôle conformément aux exigences.
Cependant, les presses ne sont que des machines-outils destinées à plier la tôle dans un seul sens : conformément aux outils de formage. Les outils présents dans les presses peuvent toutefois être changés pour permettre le pressage de profil. Les presses sont des outils standards pour l’usinage en série du métal et sont largement utilisées à travers le monde.
Les fabricants de presses les plus importants comprennent DIEFENBACHER, LAUFFER, SMG et SCHULER.
Le fluotournage sans outil de la tôle
Les machines de fluotournage
Transformer une tôle en un produit individuel peut être réalisé sans outil. Un outil clé dans la construction d’un prototype et dans les ateliers de restauration bien équipés est le tour à fluotourner. . Il permet à la tôle d’être usinée dans tous les sens, ce qui est indispensable dans l’industrie automobile, comme par exemple lors de la fabrication des gardes-à- boue.
Pour une utilisation industrielle, les machines de fluotournage automatique sont utilisées pour créer des pièces pliées, symétriques par rotation. Contrairement aux bancs de formage et aux outils de thermoformage, ces machines utilisent trois rouleaux pour atteindre le même résultat. Les machine de fluotournage industrielles sont aujourd’hui disponibles avec un centre de contrôle numérique (CNC) et peuvent être utilisées pour atteindre des tolérances incroyablement précises.
Les fabricants les plus connus de machine de moulage par coulage comprennent GROB, LEIFELD et AWAB.
Si une opération nécessite la transformation de tôle en cylindres, les simples rouleuses de tôle sont généralement suffisantes. Elles fonctionnent selon le principe des trois rouleaux. Les rouleuses de tôle les plus simples peuvent être utilisées manuellement et on les trouve fréquemment dans les ateliers. À une échelle industrielle, les rouleuses de tôle sont utilisées pour la fabrication de tuyaux, de chaudières et pour des opérations spécialisées.
Les fabricants de rouleuses de tôles les plus populaires comprennent HÄUSLER, FOMP, SCHÄFER, PIESOK et STÖLTING.
Le redressement de la tôle
Les redresseuses et planeuses de tôle
Dans le cas où le fluotournage sans outil et le pliage ne peuvent atteindre les tolérances désirées, les redresseuses sont la solution. Elles se constituent d’un système sophistiqué de petits cylindres et poinçons et peuvent créer n’importe quelle forme préprogrammée à partir de la tôle. Les redresseuses sont une des machines les plus complexes dans l’industrie de la tôle, ce qui s’accorde parfaitement avec son prix.
La perforation
Les autres outils les plus utilisés dans l’usinage des tôles sont les poinçonneuses et les encocheuses. Elles n’utilisent pas de processus de formage mais plutôt le découpage partiel défini de tôles fines. Elles sont similaires aux presses, qu’elles peuvent remplacer en cas de besoin.
ZERHOCH, AMT, ALBA et SCHLEICHER sont des fabricants de redresseuses reconnus pour la qualité de leurs produits.
Le perforage
Les poinçonneuses sont des machines-outils utilisées pour des produits de forme constante et nécessitant un outil adéquat pour l’opération.
Les encocheuses
Les encocheuses, au contraire, peuvent réaliser des coupes constantes dans des sections transversales spécifiques d’une partie de tôle.
Les fabricants les plus importants de poinçonneuses comprennent KALTENBACH, KAMA, MUHR & BENDER et PEDDINGHAUS
Qu’est-ce que je dois savoir lorsque j’achète une machine de travail de la tôle ?
La première chose à considérer lors de l’achat d’une machine de travail de la tôle est la place nécessaire à son utilisation. Les machines d’usinage de la tôle sont sujettes aux tensions les plus importantes parmi toutes lesmachines industrielles. C’est pourquoi toute machine d’occasion doit être minutieusement inspectée avant l’achat.
Les plieuses et machine de formage
Le processus de pliage de la tôle n’endommage pas le matériel. Une pression importante est nécessaire pour atteindre la précision escomptée, mais l’usure naturelle est très faible. Les presses plieuses et les cisailles à guillotines pour la tôle fine ont également une longue espérance de vie. Tant qu’elles ne sont pas soumises à des efforts trop importants, elles dureront très longtemps. Sur les mécanismes de levage, les portants devront cependant être remplacés après quelques années. Sur les machines hydrauliques, les tuyaux, pistons et joints d’étanchéité devront eux aussi être changés occasionnellement. Tout comme les machines sans outil, leur espérance de vie est assez longue.
Les presses et poinçonneuses
Les outils de poinçonnage et les presses sont conçus de façon standardisée mais peuvent être soumis à des pressions énormes :
Enchaînement rapide des cycles
Chocs continus sur la structure de la machine (comme prévu par son design)
Mauvaises manipulations
Ces facteurs, répétés dans le temps, peuvent venir à bout de la plus robuste des structure. C’est un phénomène particulièrement réel pour les presses et poinçonneuses en C. Elles sont simples d’utilisation et toutes les parties sont facilement atteignables. Les deux moitiés ne sont cependant contrôlées que par une seule butée qui va perdre petit à petit en précision.
Quant aux poinçonneuses et presses à outil d'occasion, il est fréquent que l’outil, bien que déjà utilisé soit plus cher que la machine dont il fait partie. En d’autres termes, cela signifie qu’il faut faire très attention lors de l’achat d’une poinçonneuse ou d’une presse d’occasion : avant qu’un outil très cher ne soit endommagé, le double ou le triple de la somme nécessaire pour la machine la moins chère sur le marché devrait avoir été investi. Si cet investissement n’est pas fait, il existe un risque de voir un outil cher être endommagé voire détruit par une presse trop usée.
Les instruments de découpe
Les divers instruments de découpe subissent eux aussi l’usure due à leur utilisation, qui ne peut être corrigée que par une maintenance régulière. Cela s’applique autant aux abordables découpeuses à flammes qu’aux précises découpeuses à jet d’eau. L’utilisation d’un outil n’appartenant pas à la machine peut affecter et endommager sa structure.
Un autre aspect à considérer est que les découpeuses prennent beaucoup de place au sol. Il est donc primordial de s’assurer que la nouvelle localisation de la machine est assez grande pour l’accueillir.Les machines sans outil, comme les plieuses, les presses plieuses ou les cisailles à guillotine sont faciles à inspecter en conduisant un test de performance des pièces. Cela va aider à réduire le risque d’acheter une machine de piètre qualité et à s’assurer qu’une machine de travail de la tôle abordable peut continuer à être utilisée pendant de nombreuses années.
Grâce à d’importantes évolutions sur le marché des machines industrielles d’occasion (dues notamment à de nouvelles innovations), il y a peu à craindre lors de l’achat d’une machine de tôlerie d’occasion. Les tolérances requises par les produits modernes deviennent plus précises, ce qui signifie que les plus gros fabricants renouvellent continuellement leur capital au profit de machines plus précises et ce parfois longtemps avant que ces outils atteignent leur date limite d’utilisation. Cela assure une offre large sur le marché de l’occasion et signifie que même les petits producteurs peuvent aisément trouver une machine correspondant à leurs besoins ainsi qu’à leur budget.
