Procédé de coupe CNC de pièces en tôle

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:

TriparTech: Acier galvanisé & « Galvanneal »101

Qu'est-ce que l'acier galvanisé?

L’acier galvanisé à chaud est un acier au carbone revêtu de zinc des deux côtés par le processus continu d’immersion à chaud. Il est généralement disponible dans une variété d’épaisseurs sous forme de feuille ou bobine. Le processus résulte d’une couche de zinc de chaque côté de l’acier qui adhère étroitement à l’acier grâce à la formation d’une couche de liaison en alliage fer-zinc, qui est formée par un processus de diffusion tandis que la bande d’acier chauffée est en contact avec le zinc fondu.

Le revêtement est fourni en différentes épaisseurs, classées en onces de revêtement de zinc par pied carré. Conformément à la norme ASTM A 653 / A 653M, les épaisseurs minimales peuvent varier d’aucun minimum, G01, à 3,60 onces / pied carré, G360. L’épaisseur de zinc la plus couramment disponible dans les entrepôts en acier est la désignation G90 ou 0,90 once / pied carré.

D’autres désignations plus légères telles que G30, G40 et G60 ne sont généralement disponibles qu’avec une commande de l’aciérie. Une commande de l’aciérie porte une quantité minimale d’au moins 50 000 livres et peut avoir un délai de livraison de 12 semaines ou plus, en plus d’entraîner un prix plus élevé que le marché actuel. Puisque les épaisseurs de revêtement sont spécifiées à titre de minimums, lorsque le G30 est spécifié, cela équivaut à G30 ou plus épais. Bien qu’il soit rare de fournir un G90 à la place d’un G30 (car le G90 coûte plus cher à produire), la fourniture d’un revêtement plus épais est à la discrétion du fournisseur, sauf autrement indiqué … ce qui peut réduire la disponibilité.

Les revêtements plus épais que le G90 peuvent poser des problèmes au cours de divers processus de fabrication de pièces, y compris l’estampage, l’étirage ou le soudage par points. La raison est car ils ont tendance à s’écailler et à provoquer une accumulation dans les outils ou les matrices. Pendant le soudage par points, le revêtement doit être brûlé entre les faces des pièces à souder par points pour obtenir un bon joint. Cela nécessite plus de puissance et de temps, ainsi qu’un habillage fréquent des électrodes.

Ou est-il utilisé?

L’acier galvanisé est souvent utilisé partout où il existe un risque de corrosion pour l’acier non revêtu. Les exemples comprennent:

  • Les jupes inférieures et les panneaux de laveuses qui peuvent être éclaboussés par l’eau. La présence de détergents et d’agents de blanchiment dans l’eau peut accélérer sensiblement la réaction de corrosion.

  • Les toitures de bâtiments métalliques peuvent être soumises à des pluies acides qui contiennent des composés sulfureux qui accélèrent la corrosion.

  • Bien entendu, la réaction corrosive très familière sur les véhicules due aux éclaboussures de route contenant du sel est bien documentée.

  • Composants métalliques intégrés dans les résidences, tels que les boîtes de jonction ou les composants d’éclairage cachés.

L’acier galvanisé à chaud se prête à la plupart des processus de fabrication; il peut être formé au rouleau et à la plieuse, serti, embouti en profondeur et étiré. Il peut être joint par diverses méthodes, y compris le rivetage, la jonction par pincement et le soudage par points. En général, la tôle galvanisée peut être manipulée et traitée de la même manière que la tôle laminée plate non revêtue, bien que différentes configurations pour l’emboutissage, le soudage par points, etc. doivent être développées. En conséquence, le concepteur et le spécificateur de matériaux ont une bonne gamme de choix pratiques – la rigidité de l’acier, sa formabilité, sa résistance à la corrosion et le processus de fabrication et d’assemblage – pour faire correspondre le matériau galvanisé à l’utilisation finale.

En plus de la barrière de protection, le zinc et les alliages de zinc ont la capacité de réagir aux rayures et autres dommages tels qu’un bord coupé par une action électrochimique (galvanique) entre l’acier et le zinc. Cette action galvanique permet au zinc de protéger les ruptures du revêtement et d’éviter d’autres dommages.

Paillette / Aspect

La photo montre à quoi ressemblait une finition galvanisée typique il y a plus de 30 ans. C’est typiquement ce à quoi ressembleraient les conduits d’une maison de 30 ans. Alors, qu’est-ce qui lui est arrivé? Selon le centre GalvInfo:

“Les paillettes sur la tôle d’acier galvanisée à chaud était sa principale caractéristique d’identification depuis de nombreuses années. La demande d’un revêtement sans plomb et de produits très lisses a conduit de nombreux producteurs à réduire la taille des paillettes jusqu’à ce qu’elle ne soit plus visible à l’œil nu. Cela préoccupait, et préoccupe encore dans une certaine mesure, certains segments du marché, mais la plupart des utilisateurs de tôle galvanisée se sont habitués à un produit qui n’a pas de grandes paillettes faciles à voir.”

Aujourd’hui, il existe principalement trois finitions tels que définies dans ASTM A653/ A653M.

  • Paillettes Régulières – tôle d’acier zinguée avec une structure en cristal de zinc à multiples facettes visible. La vitesse de refroidissement est incontrôlée, ce qui produit une granulométrie variable.

  • Paillettes minimisées – tôle d’acier zinguée dans laquelle le motif du grain est visible à l’œil nu et est généralement plus petit et moins distinct que le motif visible sur les paillettes régulières. La croissance des cristaux de zinc est arrêtée par des techniques de production spéciales, ou est inhibée par une combinaison de la chimie du bain de revêtement et du refroidissement.

  • Sans paillettes – tôle d’acier zinguée avec une finition uniforme dans laquelle les irrégularités de surface créées par la formation de paillettes ne sont pas visibles à l’œil nu. La finition est produite par une combinaison de la chimie du bain de revêtement, ou par refroidissement, ou les deux.

Comme il n’y a pas de spécifications pour la taille des paillettes en tôle/rouleau galvanisée, la photo ci-dessus montre à quoi pourrait ressembler des paillettes régulières aujourd’hui.

En raison des pratiques variées de différentes aciéries et des galvaniseurs de tôles et de bobines sous contrat, il est impossible de garantir la « correspondance des couleurs », la teinte et la granulométrie des tôles et des bobines trempées à chaud. ASTM A653 / A653M n’a pas de spécification d’apparence autre que la taille de paillettes lors de la commande.

"Galvanneal" / Couche satin

Il s’agit d’une bobine galvanisée dont le revêtement de zinc est immédiatement soumis à un traitement thermique en ligne à la sortie du bain de revêtement. Cela convertit l’ensemble du revêtement en un alliage zinc-fer, grâce auquel le fer diffuse de l’acier dans le revêtement. La surface galvanisée a une finition mate non pailletée; une finition très différente de l’aspect hautement métallique du revêtement galvanisé. Parfois, le revêtement du « galvanneal » peut sembler similaire à de l’acier laminé à froid non revêtu.

L’un des principaux attributs du « galvanneal » est que la surface accepte très facilement la peinture. Il peut être peint sans l’application d’un prétraitement, bien qu’un prétraitement améliore les performances après la peinture.

Les autres attributs du « galvanneal » par rapport à un revêtement galvanisé comprennent:

  • Le revêtement en alliage zinc-fer peut être soudé plus facilement que le galvanisé.

  • Le revêtement est plus dur qu’un revêtement galvanisé. Il est donc plus résistant aux rayures et aux dommages de fabrication.

  • Étant donné que le produit du « galvanneal » est destiné à être peint, un revêtement de zinc plus fin peut être appliqué avec succès pour prolonger la durée de vie du produit. De plus, lorsqu’il est exposé à l’atmosphère, le revêtement est moins réactif. Par conséquent, la dissolution qui se produit pendant la corrosion se produit plus lentement que pour un revêtement galvanisé. Ainsi, le revêtement n’a pas besoin d’être aussi épais qu’un revêtement galvanisé pour offrir le même niveau de protection.

L’inconvénient du « galvanneal » est qu’en raison du processus de traitement thermique supplémentaire. Il est plus coûteux que la tôle galvanisée par immersion à chaud. Pendant la fabrication, il y a presque toujours un certain degré de poudrage du revêtement. Les revêtements plus lourds présenteront plus de poudre. Pour cette raison, les revêtements recuits par « galvanneal » typiques sont plus minces que la plupart des revêtements galvanisés. Cependant, du fait que le revêtement contient du fer, typiquement de 8 à 11%, il a tendance à présenter un léger aspect orange rougeâtre lorsqu’il est exposé à l’humidité à l’état non peint.

Par conséquent, à moins que le produit ne soit à peindre, le recuit du galvanisé ne doit pas être spécifié sauf en cas d’absolue nécessité.

Films & lubrifiant

Généralement, en raison de leur protection intrinsèque, ni les aciers galvanisés ou acier « galvanneal » ne requière un plastique ou film. Certains processus de fabrication (tels que l’estampage, le formage et l’emboutissage) nécessitent un lubrifiant. Il s’agit typiquement d’un lubrifiant de type “évanescent” soluble dans l’eau qui s’évaporera, laissant seulement un film légèrement cireux, mais sinon sec.

De plus amples informations peuvent être obtenues auprès du site web du Centre Galvinfo.

TriparTech: Fabrication hybride, Les options de fabrication du métal contre l’estampage du métal

Les options de fabrication du métal contre l'estampage du métal

Les pièces en tôle peuvent être produites par de nombreux procédés. Les deux grandes méthodes sont l’emboutissage et la fabrication du métal. Pour comprendre où chacun entre en jeu, vous devez d’abord comprendre ce que chacun est et quelles sont les différences.

Fabrication de métal

Les pièces fabriquées à partir du métal en feuille sont celles qui sont généralement produites sans utiliser de matrice d’estampage en métal (parfois appelée «outillage dur»), mais utilisent à la place un équipement dédié ou spécialisé. Dans sa forme de technologie la plus simple et la plus basse, un tel équipement comprendrait des cisailles, des outils modulaires tels que le Pierce-All® à cadre en C pour percer des trous, des fentes, etc., et de plieuses pour effectuer le pliage.

En remontant la chaîne des technologies modernes à l’extrémité opposée du spectre, la plupart de celles-ci seraient remplacées par des poinçonneuses à commande numérique (souvent appelées «Strippit»), des lasers à commande numérique ou des machines combinées Poinçon / Laser aussi à commande numérique, suivi de pliage au besoin, à l’aide de plieuses CNC.

Laser à Commande Numérique

Machines combinées Poinçon/Laser à Commande Numérique

Plieuse à Commande Numérique

Les feuilles entières seraient placées sur une machine laser à commande numérique où la plupart des trous et des fentes seraient poinçonnés ou coupés, ou sur une poinçonneuse à commande numérique, où ces mêmes fonctions pourraient être poinçonnées ou coupées, ainsi que des ouvertures défonçables, formage peu profond* et parfois un taraudage pourrait potentiellement être fait, et tout le périmètre de la pièce poinçonné ou coupé de la feuille. Certains outils peuvent être nécessaires à l’aide de ces processus pour des tailles, des profils ou des formes de trous spécifiques, mais ce n’est généralement pas trop cher, allant de 50 à 150 $ pour un simple poinçon et sa matrice qui va de pair, à peut-être 1500 à 2000 $ pour des outils de formage complexes.

*Comme les extrusions, rebords, persiennes et autres formage peu profonds, dont les hauteurs sont limitées par les spécifications de chaque machine.

Un laser CNC ne peut que découper, mais il peut aussi découper des formes complexes en raison de l’absence d’outillage, ainsi que des découpes de grande taille, qui pourraient autrement nécessiter des forces de poinçonnage (tonnage) dépassant les capacités de la poinçonneuse CNC.

Une machine combinée CNC Poinçon / Laser peut atteindre les deux objectifs ci-dessus; trous percés, éléments formés. Les pièces entièrement percées et coupées seraient ensuite pliées selon les besoins à l’aide d’une presse plieuse à commande numérique, où des butées programmable et mobile, permettent à la pièce d’avoir plusieurs pliages, souvent à différentes hauteurs et angles de pliage pour répondre aux exigences de dessin. Ceux-ci ne nécessitent généralement aucun outillage, ou de l’outillage minimes, tels que petits poinçons et matrice assortis pour le perçage et outillage de presse plieuse mâle et femelle pour le pliage. La plupart des ateliers de fabrication de métaux ont un arsenal pour répondre à une grande variété d‘exigences comme celle-ci, de sorte que le client devra supporter peu ou pas de frais d’outillage.

Les coûts des pièces sont proportionnels au temps nécessaire pour couper les pièces de chaque feuille, à la façon dont elles s’imbriquent dans la feuille (qui établit la quantité de matériau nécessaire pour produire chaque pièce) et si des (ou quelles) opérations secondaires sont nécessaires telles que le pliage, qui se compose principalement de main-d’œuvre.

L’estampage du métal

L’estampage des métaux est généralement effectué à l’aide de presses mécaniques ou hydrauliques de tonnage croissant, et une ou plusieurs matrices d’estampage sont utilisées pour former plusieurs ou toutes les caractéristiques d’une pièce en tôle. Le prix est en fonction de la taille de la pièce, de la complexité et du degré d’achèvement de la pièce que la matrice produira. Les petites pièces qui ne sont pas trop complexes peuvent souvent être entièrement produites (c’est-à-dire sans opérations secondaires ou ultérieures) dans une matrice progressive et ces pieces ont le retour sur investissement le plus court. Les pièces plus grandes impliquent généralement des coûts de matrice plus élevés, qui elles peuvent croître de façon exponentielle avec la complexité des pièces.

Les principaux avantages d’avoir une matrice capable de produire une pièce entière sont que les taux de production sont élevés et, en une seule opération, donc un coût de main-d’œuvre relativement faible. Ceci entraîne un coût unitaire de pièce le plus bas possible, à condition que les volumes puissent justifier/amortir le coût de l’outillage et fournir un retour sur investissement acceptable.

Une façon de réduire les coûts des matrices est de produire la pièce sans toutes les fonctionnalités requises, ce qui élimine une certaine complexité des matrices, donc le coût des matrices. Pour terminer la pièce, des opérations secondaires ou des matrices (souvent des matrices plus simples et moins coûteuses) peuvent être utilisées pour terminer la pièce. Alternativement, des opérations secondaires sans matrices (par exemple, pliage) peuvent parfois être utilisées pour terminer la pièce. Cela s’accompagne toutefois avec des frais de main-d’œuvre supplémentaires en raison des multiples opérations et de la manutention des pièces.

Lorsque votre fournisseur a un ou plusieurs matrices existantes pour fabriquer une variante acceptable de la pièce dont vous avez besoin, ou si l’une de ces matrices peut être modifiée pour le faire, vous pourrez peut-être obtenir ce dont vous avez besoin avec peu ou pas de frais d’outillage, en plus d’un faible coût de la pièce car la pièce est fabriquée sous forme d’estampage de métal. Cela peut également être bénéfique dans le cas d’un nouveau produit dont la conception n’est pas suffisamment stable, ou s’il y a des volumes inconnus qui ne peuvent pas être en mesure de justifier le coût d’une matrice.

Fabrication hybride

C’est là que l’estampage et la fabrication des métaux deviennent fluides, grâce à un fournisseur qui dispose des deux capacités : un équipement de fabrication des métaux à commande numérique et des presses à estamper, idéalement avec un grand nombre de matrices ouvertes (appartenant au fournisseur ou non propriétaires), dont vous pourriez bénéficier.

Les exemples comprennent:

  • Des matrices progressives qui ébauchent la pièce, mais qui ne plient que peu ou pas du tout car les volumes ne peuvent pas justifier une matrice aussi complexe. Dans de telles situations, les pièces peuvent être réalisées en deux étapes; l’ébauche réalisée dans une matrice moins coûteuse, suivie d’un pliage CNC. Le coût unitaire de la pièce peut être plus élevé qu’une matrice entièrement progressive, mais les coûts d’outillage seront réduits.

  • Capitalisez sur un article existant d’un fournisseur qui est produit dans une matrice, mais faites-le personnaliser ou modifier le selon vos besoins en utilisant leur équipement CNC. Par exemple, votre fournisseur dispose d’une matrice qui peut produire un moule ou un étrier avec une gamme limitée de tailles de trous. Ils peuvent être en mesure de fabriquer cette pièce sans aucun trou, puis de monter cette pièce sur leur laser CNC ou poinçonneuse pour couper votre trou personnalisé. Mieux encore, s’ils ont une machine de combinaison CNC Poinçon / Laser, ils peuvent être capables de couper des trous sans aucun outillage (y compris des trous de forme irrégulière) et d’ajouter les nombreuses autres fonctionnalités précédemment discutées, le tout dans la même opération secondaire.

Conclusion

La différence entre un atelier à commande numérique qui dispose, par exemple, de machines laser et/ou de poinçonneuses sans capacités d’estampage, par rapport à un avec ces capacités, c’est qu’avec le premier, à mesure que les quantités augmentent, ce fournisseur se contentera de plus en plus à fabriquer la pièce à sa manière habituelle, étant incapable d’offrir des alternatives plus compétitives en termes de coûts.

En revanche, en travaillant avec un fabricant qui a à la fois des capacités de fabrication de métal flexible et des capacités d’estampage de métal, ils n’ont aucun problème à vous dire, en tant que leurs client, si/quand vous gaspillez votre argent et immobilisant leur machine flexible pour fabriquer un article qui peut être plus rentable grâce à l’estampage des métaux. Dans cette situation, ils vous suggéreront que vous investissiez dans une matrice qui se paierait d’elle-même rapidement en coût de pièce réduit. Cela peut également libérer leur machine CNC flexible pour produire vos pièces de production à volume moyen inférieur; c’est à quoi ce genre de machines sont les mieux conçues!

La chose importante à retenir est de faire preuve d’ouverture et de souplesse lorsque vous travaillez avec votre fournisseur; plus vous le faites, plus il est susceptible qu’ils doivent potentiellement faire usage des matrices existantes et / ou de trouver la solution la plus économique, compte tenu des volumes de vos produits.

Pour plus d’information s’il vous plaît contacter TriparTech@TriparInc.com.

TriparTech: Conception pour la fabrication, Vol. 2

Volume 2: Conception des fonctionnalités

En tant que fabricant de métaux, nous voyons des conceptions qui sont complexes, mais lorsqu’elles sont analysées, elles ont peu de caractéristiques inhérentes difficiles à réaliser. Le résultat est ce que veulent tous les OEM; une conception qui répond à leurs exigences pour le coût des pièces le plus bas possible, avec des résultats cohérents de la part du fabricant. Trop souvent, les OEM n’ont pas envisagé la conception pour la fabrication (DFM), (ou dans la mesure où ils le devraient), seulement ils vont voir des devis bien plus élevés qu’ils ne l’avaient prévu, ou dans le pire cas, aucun devis en raison d’impossibilités inhérentes.

Une autre raison de l’absence de DFM pourrait être due à la perception du concepteur de la façon dont la pièce sera fabriquée. Il se pourrait que, comme les volumes initiaux se trouvent à l’extrémité inférieure, le concepteur pense que la pièce est fabriquée par des processus de fabrication flexibles, tels que le laser CNC, le poinçonnage et le pliage, et conçois la pièce en tant que telle. L’exploitation des capacités de ces machines incroyables est souvent un excellent point de départ; il suffit de regarder les capacités indiquées dans le guide de conception CNC Punch / Laser. Cliquez ici pour télécharger le guide. Cependant, à mesure que les volumes augmentent, l’outillage dur peut offrir des solutions plus économiques. Si le concepteur n’a pas pris en compte la façon dont la même pièce peut être usinée en dur (fabriquée dans une ou plusieurs matrices), cela peut exclure l’option d’être usinée en dur, même si des volumes plus élevés peuvent le dicter, ou pas sans modifications de conception.

Que la pièce soit fabriquée par des procédés de fabrication flexibles tels que le laser CNC, le poinçonnage et le pliage, ou par un outillage dur dans des matrices progressives, les principes de conception restent les mêmes. Forts de notre expérience en tant que fabricant et estampeur de métal, voici de nombreux exemples de choses à FAIRE et à NE PAS faire pour atteindre le DFM:

1. NE PAS placer les trous (ou fentes) trop près les uns des autres. Une distance minimale de bord à bord entre le trou (ou les fentes) est recommandée pour éviter la distorsion, la déformation et la fracture du métal. Dans le cas de l’emboutissage, si deux trous ou découpes adjacents sont trop proches l’un de l’autre, la résistance du pont entre les deux sera insuffisante pour que l’acier à outils puisse résister aux forces de poinçonnage. Il existe des moyens de contourner cela, tels que le poinçonnage d’un trou dans une station, puis avec l’avancement du matériau vers une autre station où le second est poinçonné (les trous finiront toujours les uns à côté des autres). Étant donné que les deux trous à l’intérieur de la matrice sont maintenant séparés, il y a suffisamment d’acier à outils autour de chaque trou. Cependant, cela est également réalisé à un coût, car la matrice est maintenant plus longue, et peut-être une nouvelle station a été ajoutée qui, autrement, n’aurait pas été nécessaire si la séparation entre les trous ou les entités était plus grande.
En règle générale, et comme le montre la figure 1, essayez de maintenir la distance entre les trous (la distance du bord le plus proche au bord adjacent le plus proche) au moins 2 fois l’épaisseur du matériau, et de préférence 3 fois.

Figure 1: Distances minimales entre trous ou découpes.

2. NE PAS placer les trous ou fentes trop près du bord de pliage. Par exemple, si un court pli vers le haut doit être à côté d’un trou ou d’une découpe, le maintien d’une distance minimale entre eux résoudra ce qui pourrait entraîner une distorsion, une déformation, une fracture et d’autres problèmes. Par exemple, avec le poinçonnage CNC, si un pli vers le haut est trop proche d’un trou poinçonné, la tête du poinçon en haut dans la poinçonneuse CNC pourrait interférer avec le plie, nécessitant une opération supplémentaire à un coût supplémentaire.

En règle générale, gardez une distance minimale entre le pli et le bord du trou le plus proche à 2 fois l’épaisseur du matériau plus le rayon du pli (dimension «S» ci-dessous).

Figure 2: Distance minimale entre les trous et les plis.

3. NE PAS avoir de plis trop près du bord du matériau. Supposons, par exemple, qu’un pli haut de 0,09 po soit souhaité près du bord d’une pièce faite de tôle de 0,06 po d’épaisseur. Comme le montre la figure 3, il y a beaucoup plus de matériau supporté dans la matrice en V d’un côté que de l’autre.

Figure 3: Pliage non-équilibré due à une patte plus courte.

Cela conduit à des forces de friction déséquilibrées, qui conduisent souvent soit à un pli incomplet, soit à une courbe dans le matériau. Si une matrice en V plus petite est utilisée, de sorte que la même quantité de matériau de matrice est en contact avec la feuille des deux côtés du pli, les forces nécessaires pour réaliser le pli augmenteront et pourrait ne pas empêcher de courbure et peuvent laisser des marques de matrices à l’extérieur du pli en raison des forces plus élevées.

En règle générale, et comme le montre la figure 4, essayez de garder la paroi ou la patte la plus courte dans tous les plis au moins 3 fois l’épaisseur du matériel plus le rayon du pli.

Figure 4: Hauteur Minimale de la paroi ou la patte.

4. NE PAS spécifier un rayon de pliage plus serré que nécessaire. Comme mentionné dans DFM I, Tolerance Tolerant Designs, les rayons doivent être désignés à l’intérieur des plis ou des formes, car l’extérieur n’est pas aussi contrôlable et est également affecté par la tolérance d’épaisseur du matériel. De plus, les rayons intérieurs des plis devraient idéalement être égaux à l’épaisseur du matériel, comme indiqué sur la figure 4; moins, dans certains cas, entraînera divers problèmes, notamment des fissures à l’extérieur du pli et du rétrécissement. Le fait de maintenir le rayon de pliage constant tout au long de la conception peut également augmenter les chances d’autoriser l’utilisation du même outil tout au long du processus de pliage, ce qui réduit potentiellement les mises en place, les opérations et les coûts.

5. FAIRE le choix du diamètre de trou minimum qui réduit la charge du poinçon et les bavures excessives. Gardez à l’esprit que les poinçons de petite taille sont plus sujets à la rupture. Par conséquent, le diamètre minimum du trou ne doit jamais être inférieur à l’épaisseur du matériel, et parfois 2 fois l’épaisseur du matériau pour du matériel plus dur, comme le montre la figure 5. Si pour une raison quelconque, le diamètre du trou doit être inférieur à l’épaisseur du matériel, il peut être coupé au laser mais la tolérance requise peut ne pas être réalisable. Par exemple, dans le cas de trous nécessitant l’insertion d’un petit insert PEM, la tolérance de trou requise est souvent de +.003 / – .000; une chose qui peut ne pas être réalisable par une découpe au laser.

Figure 5: Diamètre minimum du trou.

6. Le grugeage de coin doit être prévu à l’extrémité des bords pliés là où ils se rencontrent, afin d’éviter les «surplombs» et les déchirures aux plis. Les surplombs deviennent plus importants pour les pièces plus épaisses qui ont des rayons de pliage plus petits, et peuvent même atteindre la moitié de l’épaisseur du matériau. Les pliages qui sont faits trop proches d’un bord peuvent également provoquer des déchirures. En règle générale, le grugeage de coin doit être au moins égal à l’épaisseur du matériel en largeur «l» et être plus long «L» que le rayon de pliage, comme indiqué sur la figure 6.

Figure 6: Grugeage de coin avant et après pliage.

Conclusion

N’oubliez pas que les fonctions et la complexité des fonctions sont directement liées au coût de la pièce. Essayez toujours de simplifier (ou d’éliminer!) autant de fonctions que possible. En cas de doute, demandez à votre fabricant.

Il existe de nombreuses façons de fabriquer une pièce. En plus d’indiquer à votre fabricant les quantités de lots que vous souhaitez citer, essayez également de leur donner vos EAU. Ils connaissent leur équipement, ils devraient donc être en mesure de résoudre votre problème au coût le plus bas possible compte tenu des quantités de lots et des EAU.

Comme indiqué dans DFM I, si vous n’êtes pas sûr, partagez votre assemblage avec votre fabricant. Celui qui travaille dans votre intérêt, qui comprend et applique les techniques de DFM, peut avoir des solutions économiques pour vous.

Pour plus d’information s’il vous plaît contacter TriparTech@TriparInc.com.

TriparTech: Design pour la fabricabilité, Vol. 1

Volume 1: Conceptions avec Tolérances acceptables

En tant que fabricant de pièces métalliques, nous voyons des designs et des dessins d’une vaste gamme de FEO (OEM). Certains sont bien pensés avec des tolérances sensibles qui suivent des pratiques de Conception pour la Fabricabilité (DFM). D’autres ont des tolérances arbitraires, des tolérances mal pensées, ou bien utilisent strictement des tolérances par défaut ce qui ajoute de la complexité au processus de fabrication entraînant des prix pour des pièces plus élevés qu’il n’est nécessaire dans d’autre cas.

Peut-être que certains designers pensent que précision = qualité. C’est une idée fausse, et rien ne peut être plus loin de la vérité. La qualité est en effet un facteur qui répond systématiquement aux spécifications dont les tolérances ne sont ni précises (serrées), ni avec beaucoup de jeu, mais fonctionnellement appropriées pour l’assemblage en question. Généralement, plus large sont les tolérances qui peuvent être appliquées avec des tolérances plus strictes appliquées seulement si/là-où nécessaire, donnera une pièce de qualité qui répond à la fois aux spécifications du dessin et à l’application dont la pièce est destinée, et pour le coût le plus bas possible! C’est la première étape vers la Conception pour la Fabricabilité (DFM).

D’après notre expérience en tant qu’estampeur et fabricant de pièces métallique, voici de nombreux exemples à FAIRE et NE PAS faire :

1. NE PAS appliquer arbitrairement la table de tolérance par défaut qui est présente dans la plupart des modèles de dessin! Par exemple, comme indiqué dans la figure 1a ci-dessous alors que la plupart des caractéristiques de votre pièce ne nécessitent pas une tolérance aussi stricte. Changez de table comme indiqué dans la figure 1b!

Figure 1a; tableau original

Figure 1b; tableau modifié

Inversement, il peut y avoir des cas où vous devez resserrer la tolérance par défaut pour des applications plus strictes. Si cela est nécessaire, alors qu’il en soit ainsi, mais n’oubliez pas que cela entraîne souvent des coûts.

Vous n’avez pas à vous inquiéter si vos dessins ne contiennent pas tous le même tableau de tolérance par défaut. C’est au fabricant de lire et de respecter les exigences et requis inscrits.

2. N’OUBLIEZ la tolérance angulaire par défaut dans le même tableau. Ceux-ci indiquent souvent ANGLES ±½° (ou ±30′). Cela se traduit par seulement 0.009″ sur 1″! Si votre pièce n’a besoin que de ±1° ou ±2°, changez-la !

3. NE VOUS fiez pas uniquement au tableau de tolérance par défaut! En plus de spécifier la tolérance en fonction du nombre de décimales, le même tableau indique presque toujours “SAUF INDICATION CONTRAIRE”. Même si vous avez modifié votre tableau de tolérance par défaut (comme suggéré aux points 1 et 2 ci-dessus), il peut y avoir certaines pièces qui peuvent se permettre de plus grandes tolérances (et qui autrement pourrait être un facteur de coût). Si oui, remplacer (…INDICATION CONTRAIRE…) de la tolérance par défaut en ajoutant une tolérance plus permissive juste après la dimension. La figure 2a ci-dessous montre une dimension de 2.875, qui, dans le cas du tableau de tolérance par défaut associé, porterait une tolérance de 0.005”. Si dans les faits c’est plus stricte que nécessaire, mais que ça ne peut être en dessous de 2.875, remplacer la tolérance par défaut en ajoutant seulement ce qui est nécessaire; par exemple, la même dimension 2.875, mais avec une tolérance plus large de +0.03/-00, si c’est ce que la pièce et éventuellement l’assemblage exigent.

Figure 4a: Dimensionnement relatif

Figure 4b: Dimensionnement indépendant

Le même principe s’applique s’il y a une dimension qui exige une tolérance plus stricte que ce que permet le tableau de tolérance par défaut; remplacer au besoin!

4. NE PAS dimensionner les points théoriques. Par exemple, 4.21. Au lieu de cela, essayez de dimensionner à un point physique qui est facilement mesurable sur la pièce.

Figure 3a

5. NE PAS dimensionner les éléments qui ne sont pas en ligne les uns avec les autres, sauf si nécessaire. Par exemple, la figure 4a ci-dessous montre la position relative de deux entrées défonçables l’une par rapport à l’autre. Le fait d’être décalé dans les deux directions peut rendre  la vérification difficile pour le fabricant en cours de production. Étant donné que la position relative de deux entrées défonçables adjacentes est rarement critique, un schéma de dimensionnement plus simple est indiqué dans la figure 4b ci-dessous, où la position des deux trous est indépendante et référencée à partir du rebord adjacent des deux.

Figure 4a: Dimensionnement relatif

Figure 4b: Dimensionnement indépendant

6. NE PAS spécifiez une planéité proche de la perfection, car rien n’est jamais parfaitement Au lieu de cela, essayez de biaiser votre tolérance pour la planéité afin de permettre une courbure maximale dans une direction de sorte que la pièce s’aplatira lors de l’assemblage, ou même en devenir une caractéristique! Par exemple, les couvercles des boitiers électrique ci-dessous sont intentionnellement courbés de sorte qu’une fois la languette d’une des extrémités placé dans la fente de réception de la boîte, le couvercle va se « dérouler », ou s’aplatir jusqu’à ce que l’autre extrémité libre soit engagée et maintenue par le ressort de retient.

Figure 5: Aplatissement du couvercle courbé lors de l’installation

Cela garantit que le couvercle établit un contact adéquat avec les bords supérieurs de la boîte. Installé dans le sens opposé ceci donnerait un couvercle courbé et une ouverture au milieu. Avec un design intelligent, cela est cependant impossible car la languette au bout est décentrée le forçant à être orienté avant l’installation, avec la courbure dans la direction prévue!

7. FAIRE attention car chaque pli ajoute de la complexité et une dimension et/ou tolérance qui dépend de la précision de deux plis ou plus devient de plus en plus difficile à atteindre. La figure 6a ci-dessous montre un support d’attache (en forme de U) avec une dimension intérieure et une tolérance de 5″ ±06″, (qui comme illustré, s’applique sur toute la hauteur de la pièce). La tolérance de 0.06 peut sembler généreuse, mais sur une hauteur de 10″ si le fond est à la tolérance inférieure (4.94″), et que l’extrémité du haut est à la tolérance supérieure (5.06″), ceci se traduit par une différence angulaire par côté de seulement 0.3°!

Pensez plutôt à l’application de la pièce. Souvent, les extrémités supérieures, ou « libres » du support d’attache, sont destinées à fixer quelque chose qui s’adapte à l’intérieur ou à y être attaché, de sorte que les côtés paraitront pratiquement parallèle.

Figure 6a: Dimension et tolérance serrée appliquée uniquement à l’ouverture de l’extrémité libre

Figure 6b: Dans la mesure du possible, une tolérance plus stricte appliquée aux zones de pliage, sans tolérance à l’ouverture libre

La manière d’y parvenir et avec un coût potentiellement inférieur est indiquée dans la figure 6b qui précise que la dimension de 5”±0.06 ne s’applique qu’à l’extrémité où le rayon se termine, mais l’extrémité libre elle, peut avoir une dimension plus généreuse à 5”±0.25. Bien sûr, les côtés sembleront non-parallèles lors de la réception en provenance du fabricant, mais auront une meilleure chance d’être dans une tolérance beaucoup plus rentable. De plus, une fois assemblé avec la pièce qui s’adapte dans les extrémités libres, elle finira par être parallèle! Une autre option si on veut que la partie qui s’adapte dans les côtés nécessite une pression de légère à modérée, on peut changer la tolérance, tout en la gardant généreuse, par ex. 4.98″ +0.00/-0.25″.

Maintenant, imaginez un support similaire, mais un qui a deux plis de plus comme indiqué dans la figure 7a. Ici, la dimension supérieure ou « libre » du support est déterminée par quatre plis. Respecter une tolérance stricte dans ce cas est encore plus difficile à réaliser et est plus coûteux car cette tolérance arbitraire est donnée sans penser aux difficultés rencontré en cours de fabrication. Appliquez la même stratégie que celles expliquées ci-dessus pour réduire les coûts sans aucun compromis sur votre assemblage final !

Figure 7a: Dimension et tolérance serrée appliquée uniquement à l’ouverture de l’extrémité libre

Figure 7b: Dans la mesure du possible, une tolérance plus stricte appliquée aux zones de pliage, sans tolérance à l’ouverture libre

8. N’oubliez pas, tous les matériaux en feuille ont une tolérance d’épaisseur qui est également différente selon le matériel. Par exemple, l’acier laminé à froid (CRS) et l’acier galvanisé peuvent être offerts dans les mêmes calibres standards d’épaisseur, mais ils sont livrés chacun avec des tolérances différentes. De même, certains matériaux ne sont pas achetés en calibres standards, mais en épaisseurs nominales (p. ex. aluminium et acier inoxydable).

Voir tableau ci-dessous. Assurez-vous que votre conception, votre dessin et vos tolérances peuvent faire face à ces variations de tolérance des matériaux!

Calibre Acier Laminé à Chaud Tolérance Acier Laminé à Froid Tolérance Acier Galvanisé Tolérance Acier Inoxydable Tolérance Aluminium Tolérance
3 0.2391 +/-.009 0.2391 0.25 0.2294 +/-0.011
4 0.2242 +/-.009 0.2242 0.2344 0.2043 +/-0.011
5 0.2092 +/-.009 0.2092 0.2187 0.1819 +/-.009
6 0.1943 +/-.009 0.1943 0.2031 0.162 +/-.009
7 0.1793 +/-.008 0.1793 +/-.008 0.1875 +/-.007 0.1443 +/-.007
8 0.1644 +/-.008 0.1644 +/-.008 0.165 +/-.007 0.1285 +/-.007
9 0.1495 +/-.008 0.1495 +/-.008 0.1532 +/-.009 0.1562 +/-.007 0.1144 +/-.006
10 0.1345 +/-.008 0.1345 +/-.006 0.1382 +/-.009 0.1406 +/-.006 0.1019 +/-.006
11 0.1196 +/-.008 0.1196 +/-.006 0.1233 +/-.009 0.125 +/-.005 0.0907 +/-.0045
12 0.1046 +/-.008 0.1046 +/-.006 0.1084 +/-.009 0.1094 +/-.005 0.0808 +/-.0045
13 0.0897 +/-.007 0.0897 +/-.005 0.0934 +/-.008 0.0937 +/-.004 0.072 +/-.004
14 0.0747 +/-.007 0.0747 +/-.005 0.0785 +/-.008 0.0781 +/-.004 0.0641 +/-.004
15 0.0673 +/-.006 0.0673 +/-.005 0.071 +/-.006 0.0703 +/-.004 0.0571 +/-.0035
16 0.0598 +/-.006 0.0598 +/-.005 0.0635 +/-.006 0.0625 +/-.003 0.0508 +/-.0035
17 0.0538 +/-.006 0.0538 +/-.004 0.0575 +/-.005 0.0562 +/-.003 0.0453 +/-.0035
18 0.0478 +/-.005 0.0478 +/-.004 0.0516 +/-.005 0.05 +/-.003 0.0403 +/-.003
19 0.0418 +/-.004 0.0418 +/-.004 0.0456 +/-.005 0.0437 +/-.003 0.0359 +/-.003
20 0.0359 +/-.003 0.0359 +/-.003 0.0396 +/-.004 0.0375 +/-.002 0.032 +/-.0025
21 0.0329 +/-.003 0.0329 +/-.003 0.0366 +/-.004 0.0344 +/-.002 0.0285 +/-.0025
22 0.0299 +/-.003 0.0299 +/-.003 0.0336 +/-.004 0.0312 +/-.002 0.0253 +/-.002
23 0.0269 +/-.003 0.0269 +/-.003 0.0306 +/-.004 0.0281 +/-.002 0.0226 +/-.002
24 0.0239 +/-.003 0.0239 +/-.003 0.0276 +/-.004 0.025 +/-.0015 0.0201 +/-.002
25 0.0209 +/-.003 0.0209 +/-.003 0.0247 +/-.004 0.0219 +/-.0015 0.0179 +/-.002
26 0.0179 +/-.002 0.0179 +/-.002 0.0217 +/-.003 0.0187 +/-.0015 0.0159 +/- .0015
27 0.0164 +/-.002 0.0164 +/-.002 0.0202 +/-.003 0.0172 +/-.0015 0.0142 +/- .0015
28 0.0149 +/-.002 0.0149 +/-.002 0.0187 +/-.003 0.0156 +/-.0015 0.0126 +/- .0015
29 0.0135 +/-.002 0.0135 0.0172 +/-.003 0.0141 0.0113 +/- .0015
30 0.012 +/-.002 0.012 0.0157 +/-.003 0.0125 0.01 +/- .0015
31 0.0105 0.0105 0.0142 0.0109 0.0089 +/- .0015
32 0.0097 0.0097 0.0134 0.0102 0.008 +/- .0015
33 0.009 0.009 0.0094 0.0071 +/- .0015
34 0.0082 0.0082 0.0086 0.0063 +/- .0015
35 0.0075 0.0075 0.0078 0.0056 +/- .0015
36 0.0067 0.0067 0.007

9. N’OUBLIEZ pas que lorsque les pièces sont pliées ou formées, elles sont généralement “enroulées” autour d’un poinçon de formage. En conséquence, les dimensions doivent être à l’intérieur des rayons ou des formes étant donné que l’extérieur n’est pas aussi contrôlable et est également affecté par la tolérance de l’épaisseur du matériel et de ses variations.

10. FAIRE en sorte que les rayons de pliage soit donnés avec autant de latitude que possible, car cela augmentera les chances que votre fabricant puisse trouver un outil de pliage appropriée dans son inventaire d’outillage pour plieuse. Si ce n’est pas le cas, vous le FEO (OEM), allez devoir payer pour ce nouvel outil de pliage; soit directement ou soit il sera intégré dans le devis du fabricant.

Par exemple, si vous êtes en train de concevoir avec du CRS calibre 16 (0.06″), et avez prévu un rayon intérieur de 0.12″ (adhérant intelligemment à la règle de base que le rayon intérieur ne devrait jamais être moins que 1.5 fois l’épaisseur du matériel, ou de préférence 2 fois l’épaisseur du matériel), mais que vous pouvez tolérer un rayon intérieur jusqu’à 0.18″, spécifiez alors le rayon comme étant 0.18″/0.12″. Cela augmente les chances que votre fabricant ait les outils existants dans sa gamme. Et ne vous inquiétez pas si le développé a été conçu pour un rayon de 0.12″. Si votre le fabricant souhaite utiliser un rayon de 0.18”, c’est à lui de modifier le développé pour produire la pièce pliée. Après tout, ce que vous achetez est généralement la pièce pliée ou formée, que votre fournisseur doit respecter.

11. FAIRE attention au fait que s’il s’agit une pièce métallique estampée ou fabriquée que vous avez conçu, la nature même du processus fait en sorte qu’il y aura de légères arêtes tranchantes et de petites bavures. Si vous spécifiez LA PIÈCE DOIT ETRE SANS BAVURES, ou pire, EBAVURER ET ENLEVER TOUTES LES ARÊTES TRANCHANTES, cela fera toujours monter les coûts! Les petites bavures font partie du processus et ainsi les fabricants indiqueront souvent sur leur citation PIÈCE FOURNIE DANS SON ÉTAT D’ESTAMPAGE. S’il s’agit d’un problème, il appartient au fabricant FEO (OEM) d’en discuter plus en détail avec le fabricant attitré.

Si l’ébavurage est absolument nécessaire, il existe des moyens pour qu’il soit réalisable, mais ceci augmente le coût. Les petites pièces qui ne sont pas sujettes à se plier en permanence sous des charges légères peuvent être finies au tonneau ou au vibreur. Cela peut adoucir les bords extérieurs de la pièce, mais en fonction du processus d’ébavurage et des supports utilisés, il ne peut pas ébavurer dans les coins serrés et les petits trous et découpes. Les pièces plus grandes et plus fragiles peuvent être faites par une machine d’ébavurage (pièce passée en sandwich entre deux larges courroies abrasives), ou manipulées à la main pour ébavurer les bords contre une courroie ou une roue abrasive. Cependant, toutes ces étapes sont des étapes supplémentaires qui ajoute au coût et peut également affecter ou modifier la finition de surface de manière imprévisible et souvent non répétable.

La meilleure solution consiste à faire appel à un fabricant de bonne réputation qui surveillera l’usure de tous les outils, réduisant ainsi au minimum les bavures.

Conclusion

Rappelez-vous que le fait de se fier au tableau de tolérance par défaut d’un dessin pourrait vous faire gagner du temps de conception. Toutefois, si cela entraîne une sur-tolérance (ou une pièce susceptible de ne pas fonctionner dans votre assemblage), les économies initiales réalisées en réduction du temps de conception seront souvent annulées par les coûts d’une pièce récurrente, pour lesquels il peut y avoir plusieurs milliers / centaines de milliers produits sur plusieurs années!

Pensez à la façon dont vos pièces seront en fin de compte utilisées, en dimensionnant et en appliquant des tolérances correctement et en vous rappelant que des tolérances plus grandes ne sont pas synonymes de qualité médiocre. En fait, une pièce bien dimensionnée avec des tolérances correcte est synonyme de qualité en ce sens qu’elle permet de produire la pièce dont vous avez besoin pour l’application; ni plus ni moins, tout en ayant le plus grand potentiel pour économiser sur le coût des pièces.

En tant que fabricant FEO (OEM), vous savez comment chaque pièce est utilisée dans votre assemblage. Vous êtes donc le mieux placé pour accorder du temps et de la considération pour les tolérances. En cas de doute, partagez votre assemblage avec votre fabricant. Celui qui travaille dans votre intérêt, qui comprend et applique les techniques de DFM, peut vous proposer des solutions permettant de réaliser des économies.

Watch for Part II – Feature Design in an upcoming issue of TriparTech.

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TriparTech: emboutissage & emboutissage profond

Emboutissage et emboutissage profond

L’emboutissage est un procédé de formage de tôle utilisé pour créer des formes tridimensionnelles à partir d’un flan unique, sans chevauchement, ni joints, ni aucun autre moyen permettant à la pièce de conserver sa forme.

Un flan de tôle est «étiré» radialement dans une matrice de formage ou par-dessus un poteau rigide, par une presse mécanique ou hydraulique pour donner une boîte sans joint ou sous une autre forme, par ex. éviers, réservoirs de gaz, boîtiers pour filtres à huile moteur, casseroles et poêles.

Soit un flan ronde prédécoupée est placée dans la matrice d’emboutissage, soit la bobine est introduite dans une matrice d’emboutissage composée, et le rond requis est ébauchée à l’instant qui précède le début de l’emboutissage. Le diamètre du flan est prédéterminé par calcul et / ou expérimentation. Dans la région du serre-flan, la zone externe du flan (à l’exception de l’ouverture d’emboutissage) subit une contrainte d’emboutissage radiale et une contrainte de compression tangentielle dues aux propriétés de rétention du matériau.

Imaginez la pièce à emboutir en tant que moyeu d’une roue de vélo et que les rayons représentant les forces appliquées sur le serre-flan pendant l’emboutissage, comme indiqué sur l’image ci-dessous. Effrénées, ces contraintes de compression produiraient ce que l’on appelle les «frisures». Celles-ci peuvent être évitées en utilisant un serre-flan, dont la fonction est de contrôler le flux de matière au fur et à mesure que la pièce est emboutie.

S’il vous plaît regarder la vidéo ci-dessous du processus d’emboutissage et emboutissage profond.

Cliquez ici pour visualiser les vidéos de Tripar sur notre chaîne YouTube.

D’autres opérations telles que le poinçonnage et le rognage du rebord peuvent parfois être combinées avec le processus d’emboutissage.

Procédé d’emboutissage profond

Lorsque la hauteur de la pièce approche ou dépasse son diamètre ou sa largeur minimale, le processus est appelé emboutissage en profond. Ceci est réalisé en ré-emboutissant la pièce à travers une série de matrices ou d’opérations de « ré-emboutissage », dans lesquelles le matériau est prélevé par le dessus, puis reformé et légèrement étiré pour fournir la profondeur supplémentaire requise (montré à 0:17 – 0: 37 dans la vidéo Emboutissage et Emboutissage Profond ci-dessus).
Les photos montrent le ré-emboutissage nécessaires pour fabriquer une coque en aluminium de 6 po de diamètre x 11″ de haut à partir d’un flan de 18-1/8″ de diamètre.

Matériaux d’emboutissage Profond

De nombreux métaux différents peuvent être emboutis. L’acier laminé à froid, l’acier inoxydable, le cuivre, le laiton, l’aluminium et d’autres matériaux sont possibles utilisant le procédé d’emboutissage profond en estampage de métal.

Les quatre classes principales de tôles et de feuillards en acier à faible teneur en carbone disponibles sont les aciers commerciaux (CS), les aciers d’emboutissage (DS), les aciers d’emboutissage profond (DDS) et les aciers d’emboutissage extra-profond (EDDS), également appelés IF ou acier libre interstitiel, dont chacun augmente sa «capacité d’emboutissage», mais aussi à un coût croissant.

Les principaux facteurs suivants affectent le choix de la nuance et de la qualité des tôles et feuillards en acier à faible teneur en carbone pour l’emboutissage profond.

  1. Importance de l’emboutissage déterminée par la quantité de la réduction.
  2. Épaisseur du matériel.
  3. Forme de la pièce (ronde, rectangulaire ou conique)
  4. Exigences de collerette
  5. Exigences de repassage
  6. Finition souhaitée
  7. Taille des grains
  8. Vitesse de la presse
  9. Disponibilité du materiel
  10. Coût.

Presses d’emboutissage profond

Une variété de presses à emboutissage profond, chacune ayant des capacités différentes, sont utilisées pour produire des pièces embouties en estampage de métal.

Mécanique ou hydraulique, la presse nécessite le tonnage ou la force requise pour emboutir la pièce. La vitesse du piston est un autre facteur déterminant pour décider quelle presse de tonnage convient le mieux, laquelle ne doit pas dépasser la vitesse d’emboutissage du matériau. La presse doit également être équipée d’un coussin de matrice, qui est généralement situé sous le plateau de la presse, afin de fournir une pression sur le serre-flan afin de contrôler le flux de matériau sur le rayon de la matrice; trop peu de pression peut entraîner des plis, tandis qu’une pression trop forte peut limiter l’écoulement de la matière au point de provoquer des fissures ou des déchirures.

Types de station d’emboutissage profond

Le processus d’emboutissage profond comprend de nombreux processus individuels plus petits. Ceux-ci peuvent inclure:

  • Découpage: Le découpage consiste à découper initialement la feuille ou la bobine de tôle en formes ronds ou profilés plats, appelés flans, nécessaires à l’emboutissage profond.
  • Emboutissage: L’emboutissage est le processus de formage du métal avec un poinçon et une matrice et constitue le cœur du processus d’emboutissage profond. L’emboutissage est souvent réalisé progressivement avec une série plus petite de matrices qui réduisent la forme et augmentent la profondeur de la pièce.
  • Découpage du flan et emboutissage: combine les opérations de découpage et d’emboutissage dans une matrice composée.
  • Perçage: Le perçage consiste à percer des trous dans le stock de métal nécessaires à la pièce finie.
  • Rognure: Dans le procède de rognure, l’excès de métal nécessaire pour emboutir la pièce est enlevée de la pièce finie.

Lorsque les quantités le justifient, les pièces embouties sont fabriquées dans une matrice progressive où elles sont portées sur une bande en acier comme indiqué dans la photo.

Au fur et à mesure que le matériau avance dans la matrice et le processus de formage, la pièce peut recevoir des opérations supplémentaires telles que:

  • Beading: Le matériau est déplacé pour créer un anneau de matériau de diamètre supérieur ou inférieur au diamètre du corps d’origine d’une pièce, souvent utilisé pour créer des sièges à joint torique.
  • Perçage: Une partie ronde ou en forme de métal est découpée dans la pièce.
  • Renflement: Une partie du diamètre de la pièce est forcée de dépasser de la géométrie environnante.
  • Frappe: Le matériau est déplacé pour former des formes spécifiques dans la pièce.
  • Curling: Le métal est roulé sous une matrice de curling pour créer un bord roulé.
  • Extrusion: Lorsqu’un trou pilote est percé, un poinçon de plus grand diamètre est poussé, ce qui provoque au métal de s’étendre et croît en longueur.
  • Repassage: Processus visant à réduire l’épaisseur de paroi des pièces.
  • Retrait: Le diamètre d’une partie de la pièce est réduit à un diamètre inférieur au diamètre principal.
  • Entaille: Une entaille (ronde, carrée ou en forme) est découpée dans l’extrémité ouverte de la pièce.
  • Formation de nervures: implique la création d’une côte saillante vers l’intérieur ou l’extérieur.
  • Perçage latéral: Des trous sont percés dans la paroi latérale de la partie emboutie.
  • Estampage / marquage: Généralement utilisé pour mettre une identification ou des marques sur une pièce.
  • Filetage: À l’aide d’une roue et d’un arbre, les filets forment une pièce.
  • Découpe: Le métal en excès nécessaire pour emboutir la pièce est coupé de la pièce finie.

Comparison de l’emboutissage et de l’emboutissage profond avec le procédé de repoussage:

Avantage:

  1. Finition de surface: Contrairement au repoussage qui laisse souvent une finition de surface médiocre contenant ce qu’on appelle des «vrille», le processus d’emboutissage et d’emboutissage profond laisse généralement une finition beaucoup plus fine et uniforme.
  2. Précision: Les pièces embouties et embouties profond présentent généralement moins de variations dimensionnelles et des tolérances beaucoup plus strictes.
  3. Forme: Le repoussage est limité aux formes rondes, tandis qu’une pièce emboutie profond peut être carrée, rectangulaire ou un mélange de profils (par exemple, des réservoirs d’essence), soumis bien entendu aux limites de contrainte et de déformation du matériau utilisé et à la forme souhaitée.
  4. Coût à l’unité: En raison des taux de production beaucoup plus rapides par rapport au repoussage, une pièce embouti coûtera presque toujours moins cher.

Inconvenient:

  1. Coût d’outillage: Les matrices d’emboutissage, en fonction de leur complexité, peuvent devenir très coûteuses, leur justification étant basée sur les volumes projetés, ainsi que sur les autres

Conclusion

Travailler avec un estampeur de métal réputé, expérimentée, possédant une expérience en emboutissage, emboutissage profond et un outillage existant, constitue votre meilleure chance de tirer profit de ce processus. Rappelez-vous que plus votre conception est flexible, plus il est probable que le nombre de ré-emboutissage nécessaires sera réduit, de même que de capitaliser sur l’outillage existant du fabricant, éventuellement avec une modification minimale de l’outillage.

Pour plus d’information s’il vous plaît contacter TriparTech@TriparInc.com.

Tripartech: Métaux préfinis

Métaux préfinis

Les métaux post-peinture*, en Amérique du Nord (généralement de la peinture en poudre) peuvent être fabriqués à un coût relativement raisonnable.

Le post-placage* devient de plus en plus coûteux, en partie à cause des contrôles environnementaux, mais aussi à cause de la fermeture de nombreux plaqueurs ne souhaitant pas investir dans les contrôles appropriés.

Les métaux préfinis, en revanche (typiquement l’acier ou l’aluminium) avec des surfaces peintes, plaquées ou stratifiées peuvent offrir une alternative compétitive et performante. Ces solutions visuellement supérieures et résistantes à la corrosion permettent non seulement d’économiser de l’argent, mais également de réduire les étapes et le temps de fabrication. Les économies de coûts peuvent être réparties en trois catégories: Coûts de Fabrication, Coûts de Transport et Coûts de Matériel/Manutention.

(*Ci-après référé « post-traitement ».)

Marchés desservis

Les matériaux préfinis sont utilisés dans de nombreuses industries et pour de nombreuses applications. Les exemples comprennent: décoration intérieure comme Plaques murales, supports à vin, plaques de portes.
Gamme d’industries :

  • Luminaires
  • Registre d’air
  • Appareils électroménagers
  • Architecturale
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Réduction des coûts de fabrication:

Plusieurs finitions: un seul outil.
Les métaux préfinis ont permis aux fabricants d’offrir à leurs clients plusieurs finitions sans les coûts de ré-outillage. Ceux-ci fonctionnent efficacement dans les mêmes outils que l’inox brillant, l’aluminium et d’autres substrats avec peu ou pas d’ajustements.

Contournement des Étapes de Processus / Réduction de rebut:
Un métal préfini est prêt à être formé, estampé et traité ultérieurement directement à partir de la bobine ou de la feuille sous la forme de laquelle il est expédié. Des revêtements protecteurs restent à la surface du métal tout au long du processus de formage afin de protéger la face visible tout en fournissant la lubrification. Il n’y a pas de post-finition ou de traitement requis après le processus de formage. Les pièces peuvent être simplement inspectées, emballées et expédiées au client final. En sautant ces processus, les clients verront également une réduction des coûts de rebut.

Réduction des coûts de transport:

Réalisation de pièces dans une seule installation: Certains fabricants ont des lignes de peinture dans la même installation où ils estampillent et forment des pièces, mais beaucoup n’en ont pas. Dans les installations qui n’en ont pas, il est nécessaire qu’une tierce partie s’implique pour la post-finition. Cela crée non seulement des coûts en fonction du transport aller-retour vers l’installation tierce, mais ajoute également des coûts associés à l’emballage des pièces lors des trajets aller-retour. Il est également possible que des pièces soient endommagées pendant le transport, ce qui accroît le risque de grandes quantités de rebut.

Inspections et manutention du matériel réduites: Exempté de post-traitement, les métaux préfinis réduisent le nombre de fois où une pièce doit être inspectée au cours du processus de fabrication. Les pièces post-finies formées sont souvent inspectées avant et après la peinture. L’utilisation d’un métal préfini permet à un ouvrier d’inspecter le rouleau avant sa formation et au même ouvrier d’inspecter la pièce ensuite. Cela réduit le temps de travail, la manutention et les coûts de tri.

Économies matérielles:

Film protecteur: Les métaux préfinis sont normalement fournis avec un film protecteur de haute qualité qui peut rester sur le produit jusqu’à sa dernière étape de fabrication ou d’assemblage. En revanche, si du travail supplémentaire doit être effectué sur une pièce en post-traitement, cela évite l’étape de remballer la pièce dans un film protecteur avant que le travail final ne soit exécuté.

Stockage des pièces: L’utilisation d’un métal préfini pour la fabrication d’une pièce élimine de nombreuses étapes de manipulation. L’emballage et le stockage de la pièce avant le post-traitement sont inhérents à l’une de ces étapes. Les économies de coûts ici, concernent le coût de l’emballage temporaire (boîtes, mousse, etc.) qui doivent être utilisé pour protéger la pièce avant et après son déplacement ou son expédition pour le post-traitement.

Supports et Favorisants personnalisés: La dernière étape de la réalisation de la pièce consiste souvent à fournir avec celle-ci la façon de la monter ou de l’adhérer au produit final. Les adhésifs sont un choix courant pour les fabricants à cette étape et ces adhésifs doivent souvent être déposés sur une surface qui favorise l’adhésion. Les métaux préfinis peuvent souvent être personnalisés avec différentes couches-support, ce qui évite de peindre sur un favorisant d’adhésion qui fonctionne avec un adhésif donné.

Considérations de fabrication

Comme pour tout matériau utilisé dans la fabrication d’un produit, les métaux préfinis présentent également certaines limitations inhérentes qu’il convient de garder à l’esprit lors de la conception.

Conception avec à l’esprit le pré-fini:

Les métaux préfinis sont généralement expédiés en tôle ou en bobine. Ces feuilles et bobines ont une largeur maximale basée sur les capacités du fournisseur. Les métaux pré-plaqués sont généralement disponibles à une largeur approchant les 40 pouces, alors que les métaux pré-peints et pré-laminés ont des largeurs approchant les 60 pouces.
Bien que la surface soit assez dure et insensible aux imperfections, il est important de garder à l’esprit les bords bruts du produit avec des feuilles peintes, laminées ou plaquées. La face préfinie du matériau s’étend seulement sur la largeur de la bobine ou de la feuille demandée. Cela signifie que les bords de la bobine et de la feuille, ainsi que les bords coupés, poinçonnés et autres, restent nus et offrent une protection réduite. Pour la plupart des applications intérieures, cela ne devrait poser aucun problème. Si une résistance à la corrosion des bords est requise, il peut être nécessaire de protéger ces bords en les encapsulant avec une barrière en caoutchouc ou en plastique, ou un autre composé additif (par exemple, du calfeutrage).

Choix du bon processus d’outillage et de fabrication: Les métaux préfinis peuvent être travaillés dans un certain nombre de processus de fabrication. Ceux-ci comprennent le roulage, l’estampage, la co-extrusion, le découpage au laser et le moulage par injection. Il existe certaines limitations à ces processus en fonction de la surface préfinie sélectionnée. Il est plus sage de consulter votre fournisseur pour des recommandations sur la meilleure manière de fabriquer le matériau dans le processus de fabrication choisi. Par exemple, certaines peintures haut de gamme et les laminés de vinyle peuvent être travaillé à l’aide d’une coupe au laser, mais ils doivent être protégés avec un film de protection approprié adapté au laser. Il y a des chances qu’il existe une solution préfinie pour vos besoins de fabrication, car de nombreuses opportunités préfinies n’ont pas été explorées.

Les matériaux personnalisables simplifient la fabrication: De nombreux métaux préfinis ont un certain nombre d’options personnalisables pour répondre à vos besoins de fabrication. Étant donné que ces métaux sont produits pour répondre aux besoins du client, ils peuvent être fournis dans une variété de gabarits, de substrats de base, de finitions de surface, de revêtements protecteurs et de couches de finition ou de laques. La personnalisation de ces spécifications de matériau peut faciliter la fabrication de plusieurs manières. Les couches de finition ou les laques peuvent contribuer à améliorer la protection anticorrosion et à préserver la surface d’exposition plus longtemps. Ces revêtements sur la surface d’exposition peuvent également ajuster la brillance et avoir parfois un effet sur la couleur du matériau. La résistance à la lumière ultraviolette (UV) est la suivante… La personnalisation d’un revêtement de protection pour votre outillage peut permettre des processus de fabrication plus vigoureux sur un métal décoratif et peut également être utilisée pour augmenter le pouvoir lubrifiant dans les procédés de roulage et similaires.

La pratique rend parfait: La transition d’un processus de fabrication post-fini à un processus de fabrication pré-fini est mieux effectuée avec une approche d’essai et d’erreur. Tout ce qui fonctionne avec un processus post-fini ne se traduira pas nécessairement par un processus pré-fini sans quelques ajustements. Il est plus sage d’explorer les nombreuses options personnalisables disponibles avec votre Fabricateur de Métal.

Pour plus d’information s’il vous plaît contacter TriparTech@TriparInc.com.

TriparTech: Jonction par Pincement

Aperçu

La jonction par pincement ou jonction à la presse est un processus qui sert à joindre deux pièces de feuilles de métal sans attaches. Il est également connu sous les noms de marque suivants; Tog-L-Loc®, Rivclinch®, Tox® et Pressotechnik Le procédé utilise une petite presse et un outillage spécial pour former localement et plastiquement un emboîtement entre deux (ou plusieurs) feuilles.

Une animation graphique du processus peut être trouvée en ligne, s’il vous plaît cliquez ici pour le regarder.

Le processus utilise généralement un poinçon mâle solide et une matrice femelle divisée contenant 3-4 quadrants (pensez à un mandrin de perçage). Les outils consistent généralement en un poinçon et une matrice, tous deux généralement ronds. Le processus utilise généralement un poinçon mâle solide, une matrice femelle fractionnée contenant 3-4 quadrants (pensez à un mandrin de perceuse). Ce poinçon est forcé dans les deux pièces de feuilles de métal à joindre. Étant donné que le poinçon et la matrice femelle situés en dessous ont des rayons de coin et un jeu suffisant entre les deux pour l’épaisseur combinée de la feuille de métal, le métal ne se déchire pas. Au lieu de cela, les deux pièces de feuilles de métal sont bombées et sont pressées dans la matrice femelle reposant sous les pièces.

Dans le cas d’une matrice femelle fractionnée, lorsque le poinçon mâle ou poinçon supérieur atteint une pénétration prédéterminée, les quadrants de la matrice femelle se dilatent, permettant ainsi aux deux pièces de tôle d’être poussées vers l’extérieur, créant une sorte de joint en queue d’aronde, sauf dans ce cas circulaire. Lors de la rétraction du poinçon, les quadrants de la matrice femelles fractionnée se rétractent également vers l’intérieur lorsque le nouvel assemblage de joint emboîté est retiré.

Les tailles typiques pour les feuilles de 16 GA ou moins sont 3/16 « -3/8 » de diamètre x 1/16 « -1/8 » de dépression / projection.

Avantages:

  • Temps de cycle faible; < 1 seconde par joint;
  • Réduction du coût et du poids: aucun élément supplémentaire n’est requis, comme des vis, des rivets ou des adhésifs;
  • Coût réduit de la machine; généralement une petite presse mécanique ou hydraulique suffit (voir Fig. 1);
  • Pour les assemblages plus grands qui pourraient être difficiles à manipuler ou à orienter vers la presse, des appareils portatifs (machines pneumatiques ou hydrauliques) peuvent être utilisés (voir Fig. 2);
  • Aucun trou pré-percé ou perforé n’est requis (comme ce pourrait être le cas pour le rivetage);
  • Contrairement au soudage par points, il peut être utilisé sur des tôles pré-peintes, sans endommager la surface peinte;
  • Excellent pour assembler l’aluminium, ce qui peut être difficile à souder par points;
  • Peut joindre des métaux différents ou mélangés, par exemple acier à l’aluminium;
  • Peut être facilement automatisé et ne nécessite pas de personnel qualifié;
  • Respectueux de l’environnement: ne nécessite pas de prétraitement avec des solvants, des acides ou d’autres liquides nocifs;
  • La résistance mécanique du matériau métallique à proximité du joint est généralement augmenté grâce au verrouillage mécanique et par l’écrouissage;
  • Propreté: le processus ne produit ni éclats ni émanations;
  • Flexibilité: les mêmes outils peuvent être utilisés pour une large gamme de matériaux.

Désavantages:

  • Il y a une petite dépression sur un côté des feuilles assemblées et une saillie de l’autre;
  • Visuel; Du fait que le processus laisse une petite dépression d’un côté et une projection similaire de l’autre, il n’est généralement pas utilisé lorsqu’un aspect esthétique est requis;
  • Parce qu’il n’y a pas de trous pré-percés ou perforés facilitant la localisation ou le positionnement, des gabarits peuvent être nécessaires pour maintenir les pièces en position avant leur assemblage.

D’examiner les options de jonction avec votre fabricant de métal dès le début du processus de conception, offre une meilleure chance de trouver la méthode optimale qui répondra à vos exigences.

Pour plus d’information s’il vous plaît contacter TriparTech@Triparinc.com.

TriparTech: Matrices Progressives et Etampage progressif

Aperçu

L’estampage par matrice progressive est un procédé de découpage/formage de métal en feuille utilisé largement dans la fabrication de pièces pour diverses industries. Une matrice progressive est un dispositif constitué de plusieurs stations de travail individuel, chacun effectuant une ou plusieurs opérations différentes sur la pièce, telles que le poinçonnage, le découpage, le pliage, le formage et l’emboutissage. Les composantes de précision de la matrice progressive sont montées dans un ensemble appelé plaques de fixation (deux plaques en acier doux : une supérieure et une inférieure reliées entre elles par des colonnes de guidage de précision pour aligner les composantes), qui sera monté dans une presse à estampage alternative. Lorsque la partie mobile de la presse monte, la moitié supérieure de la matrice se déplace avec elle, permettant ainsi la bande d’avancer d’un pas à chaque coup. Ensuite, la partie mobile de la presse redescend, ainsi la matrice se ferme pour exécuter les opérations d’estampage simultanément sur toutes les stations de travail.

Un système d’alimentation fait avancer une bande de métal (généralement sous forme d’une bobine) à travers tous les stations d’une matrice d’estampage progressive à une distance ou un «pas» spécifique, qui correspond à une distance constante entre chaque station de la matrice. Lorsque la bande est poussée dans la matrice, chaque station effectue une opération spécifique. Au fur et à mesure que la bande avance, un nombre croissant de caractéristiques deviennent inhérentes à la pièce. La station finale est une opération de découpe qui sépare la pièce finie de la bande ou (mise en bande). À chaque coup de presse, une pièce finie est éjectée de la matrice. La mise en bande, avec le métal qui a été découpé lors d’opérations précédentes, deviennent des déchets. Que ceux soient poinçonnés ou découpés, les déchets sont séparés de de la bande, puis éjectés ailleurs de la matrice.

Etant donné que différentes opérations sont effectuées progressivement dans différentes stations de la matrice, il est important que la bande soit avancée très précisément de manière à ce qu’elle s’aligne à quelques millièmes de pouce lorsqu’elle se déplace d’une station à une autre. Des « pilotes » à bout coniques pénètrent dans des trous préalablement percés dans la bande à fin d’assurer cet alignement, car le mécanisme d’alimentation seul ne suffit pas souvent pour fournir la précision nécessaire pendant l’avancement de la bande. Les composantes des matrices de haute précision (blocs de matrice, poinçons, cames, etc.) sont généralement fabriquées en acier à outils traité thermiquement pour résister à l’usure due aux fortes charges de choc, et aux forces abrasives associées.

Considération financières

Les coûts des matrices progressives sont déterminés par la complexité de la pièce, le nombre de fonctions ainsi que la complexité de chaque fonction. La minimisation et la simplification de tous ces aspects au sein de la pièce jouent un rôle essentiel dans la réduction des coûts de de fabrication de la matrice. Les fonctions trop petites, trop étroites ou proches les unes des autres peuvent être problématiques, car le fait qu’il n’y a pas suffisamment d’espace peut nécessiter des stations de supplémentaires, ce qui entraîne une augmentation de des coûts de la matrice progressive.

Les coûts de matrices progressives peuvent s’étendre  de moins de 10 000 dollars à plusieurs centaines de milliers de dollars. Ils dépendent en grande partie de la taille et de la complexité des pièces. La justification d’une matrice progressive est presque toujours dictée par la quantité de pièces. Quand le volume est assez suffisant, le recours au procédé d’estampage progressif peut être justifié, car il conduit au coût de fabrication la pièce, le plus bas, principalement grâce aux cadences de production souvent très élevées, menant à un coût de main-d’œuvre par pièce relativement faible et souvent sans aucune opération secondaire.

Alternatives

Les alternatives à l’estampage progressif comprennent:

  • Découpage par poinçonneuse, laser CNC, et d’autres techniques de fabrication de pièces en métal : Ces procédés requièrent peu ou pas d’outillage. Elles sont donc idéales pour les volumes de pièces inférieurs. Cependant, en raison de l’augmentation de la quantité de matière brute et manipulation de pièces, des opérations et de la main-d’œuvre, le coût des pièces sera invariablement plus élevé.
  • Progressif partiel: C’est ici que certaines des fonctionnalités de la pièce sont produites dans une matrice progressive, mais que les fonctionnalités les plus complexes, ou celles ayant de nombreuses variantes, sont produites soit dans une matrice secondaire (et à moindre coût), ou sont finies ou personnalisées à l’aide de Techniques de fabrication des métaux CNC.

L’estampage par matrice progressive est expliqué dans le vidéo Tripar suivant :

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Conclusion

En conclusion, à moins que les quantités de pièces soient exceptionnellement élevées (le cas où une matrice progressive serait la meilleure solution), ou exceptionnellement faibles (dans lequel cas une solution sans outillage pourrait être justifiée), une analyse coûts/avantages doit être effectuée pour évaluer les coûts à court et à long terme à différentes quantités de pièces en utilisant chaque procédé. Travailler avec un fabricant de métal bien réputé offrant une gamme multiple de solutions et de procédés de fabrication vous aidera à déterminer la solution la plus optimale pour vous.

Pour plus d’information s’il vous plaît contacter à TriparTech@Triparinc.com.