Introduction
Les deux principales opérations requises pour fabriquer une pièce en tôle:
1. Découpe du déplié de la pièce
2. Formage si nécessaire
Ces deux opérations sont traditionnellement effectuées avec des presses d’estampages utilisant des outils spécifiques appelé “matrices”. Le plus grand inconvénient de cette méthode est la nécessité d’investir plusieurs milliers de dollars pour fabriquer la (les) matrice(s) requise(s). Cet investissement ne serait justifiable que pour des grandes quantités de pièces ou pour des pièces à long cycle de vie. Ainsi, la solution alternative commune est le découpage des pièces en tôle avec laser, et/ou Poinçonneuse CNC, souvent suivi par pliage, formage ou toute autre opération secondaire.
Découpage au laser
Les machines de découpage au laser sont utilisées pour couper, vaporiser (le film de protection) ou graver des pièces en tôle. Les principaux avantages du procédé de découpe au laser sont:
• Flexibilité
La découpe au laser ne nécessite pas d'outillage (poinçons et matrices) ni d'échange d'outils pour chaque différente découpe. La même configuration et le même outil (le faisceau laser) sont utilisés pour découper différentes formes quel que soit leur degré de complexité.
• Précision
Une précision de ±0.005”est facilement faisable.
• Finesse
Possibilité de faire des découpages aussi fins que la largeur de faisceau laser 0.009” à 0.012”, selon l’épaisseur du matériel.
• Répétabilité
Une fois créé, un programme CNC peut être réutilisé autant de fois qu’on en a besoin.
• Vitesse
La découpe au laser est souvent plus rapide que la plupart des méthodes de découpe mécaniques traditionnelles, en particulier dans le cas de coupes plus complexes ou irrégulières.
• Automatisation
Même si un opérateur de machine laser qualifié est toujours nécessaire pour exécuter les tâches de configuration « setup » appropriées, les machines de découpe laser modernes sont hautement automatisées, certaines machines étant équipées de systèmes d'alimentation automatique de feuilles et d'enlèvement de pièces.
• Qualité
La découpe au laser laisse des bords de coupe très nets avec seulement une petite bavure, ce qui donne des pièces de bonne qualité.
• Sans-contact
Lors de la découpe laser, il n'y a pas d'interaction mécanique entre la machine et la pièce car seul le faisceau laser est en contact avec la surface du matériel.
• Polyvalence
Une grande variété de matériaux peut être découpée par laser. Une machine peut être configurée pour effectuer différents travaux.
Principales limitations
Bien que ce qui précède énumère de nombreux avantages, les machines de découpe laser autonomes présentent certaines limites.
• Seules les pièces plates - Les éléments formés en 3D (Ex. petit pliage, lances, trous extrudés) ne peuvent pas être réalisés avec une machine laser. Pour les pièces ayant de telles fonctionnalités, des opérations secondaires sont nécessaires, ce qui impacte le prix unitaire de la pièce.
• Coût du gaz de coupe - Pendant le processus de découpe au laser, des gaz de découpe tels que N2 et O2 sont consommés, ce qui augmente le coût de fonctionnement.
Poinçonnage CNC:
Les poinçonneuses CNC sont utilisées pour poinçonner des trous dans la tôle à l'aide d'outils de poinçonnage (poinçons et matrices relativement simples). Les trous peuvent avoir des formes régulières telles que rondes, carrées, rectangulaires, oblong ou de toute autre forme irrégulière. Les outils peuvent généralement être indexés sur 360 ° pour obtenir l'orientation souhaitée. Les contours extérieurs des pièces peuvent être grignotés ou dans certains cas spécifiques coupés à l'aide d'outils de refendage. Les avantages du poinçonnage CNC comprennent:
Grande productivité
Une fois créé, un programme CNC peut être réutilisé autant qu’on en a besoin ce qui permet d’augmenter la productivité en éliminant une série de processus manuels et techniques, requis pour effectuer les mêmes opérations.
Vitesse et précision
Cette automatisation et cette répétabilité rendent également cette méthode rapide, quelle que soit la complexité de la conception, le temps de production global est réduit. La précision n'est pas non plus compromise, en fait, les machines CNC sont couramment utilisées pour les formes les plus précises et les plus compliquées.
Efficacité
Les poinçonneuses CNC réduisent la quantité de déchets produits tout en étant rapides et précises.
Qualité
Avec des détecteurs de qualité internes installés dans de nombreuses machines, lorsqu'une défaillance est détectée, la machine arrêtera le poinçonnage pour éviter tout autre dépassement des conditions de tolérance et le gaspillage.
Sécuritaire et économique
Comme les déchets sont réduits au minimum, cela permet d'économiser des coûts à long terme. De plus, comme le processus est automatisé, l'opérateur est maintenu en sécurité, offrant un environnement sans danger. Les machines équipées de chargeurs de feuilles réduisent encore plus la main-d'œuvre, car la machine peut charger la feuille suivante automatiquement une fois la feuille actuelle est terminée.
Une Gamme de fonctionnalités
En plus du perçage, une large gamme de fonctionnalités formées peut être obtenue, telles que des déflecteurs, des lances, des alvéoles, des pliages, des trous extrudés, des filetages, des fraisages, des charnières, et bien plus encore.
Principales limitations
Un outil par trou - Chaque trou ou fonctionnalité de tailles différentes nécessite un poinçon et une matrice spécifiques, ce qui prolonge le processus de configuration et peut augmenter le coût de l'outillage et de la fabrication des pièces.
Détail - les tailles des trous / fentes ne peuvent généralement pas être inférieures à l'épaisseur du matériel.
Bord irrégulier sur le contour de la pièce - quoique la méthode de poinçonnage se fait avec une grande vitesse, les bords sur le contour des pièces ne sont pas parfaitement lisses et réguliers en raison de petites marques laissées le long des lignes de coupage pendant le processus de grignotage.
Combinaison CNC poinçonnage/Laser
La machine combinée poinçon / laser communément appelée « machine combo » est munie de deux têtes; un pour la découpe laser et l'autre pour le poinçonnage. Les deux têtes peuvent fonctionner en alternance selon les besoins. La machine Combo réunit les avantages de poinçonnage CNC et découpe laser, de manière particulièrement rentable. Il permet de réaliser des pièces avec une large gamme de fonctionnalités en une seule opération avec une seule configuration « setup », produisant avec succès même les pièces les plus complexes.
Deux technologies en une machine
Avec une machine combo poinçonnage / laser, vous bénéficiez de tous les avantages du poinçonnage CNC et de la découpe laser. Perforer des trous, plier des brides, marquer des pièces, faire fraisage/lamage des trous et estamper des formes telles que les déflecteurs et les charnières – en plus de couper - le tout dans une seule machine.
Moins de manutention
La combinaison des deux processus dans la même machine élimine la nécessité de passer la pièce d'une machine à une autre; un exercice qui non seulement ajoute de l’ouvrage, mais peut aussi entraîner des pertes de précision dues à un désalignement de la feuille ou de la pièce.
Qualité de pièce exceptionnelle et efficace
La tête de poinçonnage effectue des tâches de contournage et de formage standard, tandis que des contours complexes et volumineux peuvent être découpés au laser pour une qualité de pièce exceptionnelle, avec temps masqué (non-productif) et main-d’œuvre considérablement réduite.
Rotation de l’outil à 360°
Chaque outil peut pivoter à 360 degrés, ce qui signifie une plus grande polyvalence de l'outil et moins d'outillage à entretenir.
Conclusion
Pour résumer les avantages des trois différentes options: laser CNC, poinçonneuse CNC et machine combinée CNC poinçon / laser, cette dernière option est généralement le choix gagnant car elle:
- Combine les avantages des deux procédés, augmentant, ainsi, la précision des pièces.
- Économise à la fois le temps et le travail en traitant plus d’opérations dans la même configuration « setup ».
- Élimine souvent les opérations secondaires, produisant des pièces entièrement finies.
L’utilisation d’une machine combo peut faire une grande différence lorsqu'il s'agit de prendre des décisions concernant la fabrication de toute pièce en tôle. Pour en savoir plus sur les avantages et les capacités d'une machine CNC Combo, veuillez consulter notre Design guide (Guide de conception).
