Tolérances de fabrication par défaut de Tripar

Avez-vous un projet en tête mais vous ne savez pas quelles tolérances utiliser ? Ne vous inquiétez pas, nous avons ce qu’il vous faut. Voici un aperçu que vous pouvez utiliser pour créer votre produit.

Si le client ne fournit pas de dessin avec les tolérances convenues, la ou les pièces seront fabriquées selon le modèle 3D fourni par le client, avec les tolérances de fabrication par défaut de Tripar suivantes :

Le croquis ci-dessus est uniquement à titre indicatif.

Table 1. Tolérances par défaut de Tripar

DIMTolerance (“ ±)Description
±0.010” Trous1 et dimensions linéaires des pièces plates < 0,5"
±0.015 Trous1 et dimensions linéaires des pièces plates 0,5"< 4,0''
±0.020Trous1 et dimensions linéaires des pièces plates 4,0" < 12,0''
Après examenTrous1 et dimensions linéaires des pièces plates > 12,0''
A±0.010Extrémité au trou ou au pli
B±0.010Trou centre à centre (sur une surface/plan)
C±0.015Bord plié au trou2
D±0.020Distance sur 2 pliages2
EIndéfinie (TBD)Distance sur 3 pliages ou plus2
F± 2° Angles3
R1-2X épaisseur du matériauRayons de pli intérieurs

1 Si le trou n’est pas rond, les plages ci-dessus s’appliquent à la plus grande dimension de l’ouverture.

2 Tel que mesuré le plus près du ou des pliages. 

3 Les métaux minces ont une certaine flexibilité et peuvent donc fléchir, même sous leur propre poids. Ainsi, la tolérance s’applique jusqu’à 1″ du pli Pour référence; 2° sur 1″ = 0,034″. 

Pour ceux qui fournissent ou envisagent de fournir leurs propres dessins de tolérances, veuillez consulter les deux articles TriparTech suivants sur ce sujet, ainsi que de bonnes pratiques de conception de tôlerie.

Finition

Finition de surface :  Doit être conforme au matériau spécifié et aux spécifications régissantes associées. Les pièces formées ou pliées peuvent présenter de petites imperfections de surface à proximité des zones de transition.  

Résidu : Des pièces fabriquées en métal sont souvent produites et peuvent être expédiées avec des lubrifiants ou des lubrifiants à film sec. 

Film protecteur : Pour les matières premières livrées avec un film protecteur, les pièces doivent être fournies avec ce film, pour aider à protéger les pièces jusqu’à ce que vous, le client, les retiriez quand vous le souhaitez. 

Bavures

Les petites bavures font partie intégrante des processus d’emboutissage et de fabrication des métaux. Étant presque impossible à quantifier et à mesurer, sauf indication contraire, les pièces sont fournies dans leur état « tel qu’estampé » ou « tel que fabriqué ». 

Acier, ils ne sont pas tous créés égaux et c’est intentionnel !

Introduction

Bien que des objets en acier aient été découverts il y a 4000 ans, l’ère moderne de la fabrication de l’acier a commencé au milieu des années 1800 avec l’introduction du procédé d’Henry Bessemer, qui a permis de produire économiquement de l’acier de haute pureté en grandes quantités. Depuis lors, et grace à un contrôle accru, une grande variété d’alliages d’acier et de procédés ont été développés, permettant à l’acier d’être utilisé dans des applications très variées.

Le sujet étant vaste, ce TriparTech se concentrera sur les principales variétés de feuillards (bobines) et tôles d’acier et leurs utilisations dans des épaisseurs allant jusqu’à 3/16″ po. ; ce que Tripar utilise généralement. Les épaisseurs supérieures à 3/16″ po. sont considérées comme des plaques.

  • 1. Laminé à chaud (HRS)
  • 2. Laminés à chaud décapé et huilé (HRP&O)
  • 3. Acier laminé à froid (CRS)
  • 4. Acier galvanisé
  • 5. Acier inoxydable
  • 6. Acier à ressort
  • 7. Acier galvanneal
  • 8. Acier d'étirage

1. Laminé à chaud (HRS)

L’acier laminé à chaud est la forme de base produite à l’aciérie. Il peut être produit dans plus d’un millier d’alliages selon les besoins. En général, il s’agit d’un acier à faible teneur en carbone, conformément aux spécifications de l’American Iron & Steel Institute (AISI). Cette spécification fait référence à diverses propriétés et éléments permettant, dont l’un des plus importants est la teneur en carbone. Par exemple, AISI A1008/A, un alliage d’acier à faible teneur en carbone très courant contient 0,08 % de carbone. La teneur en carbone peut varier de 0,02 % à 0,15 % selon les spécifications. De grandes dalles pesant jusqu’à des centaines de tonnes et plus sont coulées en continu, coupées à longueur et envoyées aux laminoirs où les dalles sont réchauffées à plus de 1700 ° F et laminées à des épaisseurs aussi faibles que 0,059″ po. pour les commandes de quantité de l’usine.

Les commandes de quantité d’usine sont d’environ 100 tonnes selon l’usine. Pour se qualifier en tant que client d’usine, une entreprise doit commander au moins 600 tonnes d’une gamme de produits par an. La bobine d’acier laminée à chaud est généralement utilisée comme métal de base qui est transformé en aciers plus utilitaires, tels que les autres types indiqués ici.

2. Laminé à chaud décapé et huilé (HRP&O):

Il s’agit de bobine laminée à chaud qui a été nettoyée du tartre dans de l’acide (décapé) puis huilée pour éviter la rouille. Habituellement disponible dans les entrepôts d’acier dans des épaisseurs de 1/8″ à 3/16″. Ce type d’acier est utilisé dans les trains de roulement automobiles, les équipements agricoles, les équipements ferroviaires et à peu près partout où la finition du matériau n’est pas critique.

3. Acier laminé à froid (CRS)

Il s’agit d’acier laminé à chaud qui est décapé puis réduit à une épaisseur spécifiée en enroulant la bande d’acier à travers une série de rouleaux très résistants à température ambiante ou proche jusqu’à l’obtention de l’épaisseur souhaitée. Il est ensuite recuit et/ou laminé pour produire de l’acier avec une tolérance dimensionnelle plus étroite et une large gamme de finitions de surface. Le laminé à froid est souvent utilisé dans les poêles à frire, les appareils électroménagers, les meubles en métal, les carrosseries de voitures et de camions et de nombreux autres produits.

4. Acier galvanisé

Il est obtenu en faisant passer une bande de bobine laminée à froid préparée dans un bain de zinc en fusion. Le revêtement de zinc aide à résister à la corrosion grâce à la barrière protection  et aux qualités sacrificielles du revêtement. (Pour plus d’informations à ce sujet, veuillez consulter le TriparTech : Acier galvanisé & « Galvanneal »101). L’épaisseur du revêtement peut être spécifiée de G30 à GXX, qui régit l’épaisseur minimale du revêtement ; (par exemple, G30 = min. 0,3 oz/ft2  de revêtement de zinc ; plus le nombre est élevé, plus le revêtement de zinc minimum autorisé est épais). Utilisé partout où un produit économique résistant à la corrosion est requis lorsque l’apparence n’est pas critique. Utilisé sur le châssis inférieur des machines à laver, des cuisinières et des appareils électriques et d’éclairage cachés.

5. Acier inoxydable

L’acier inoxydable est un alliage de fer, de chrome et, dans certains cas, de nickel et d’autres métaux, résistant à la corrosion. Pour être classé comme acier inoxydable, il doit contenir au moins 10,5 % de chrome (l’ingrédient clé qui lui permet de résister à la rouille) et moins de 1,2 % de carbone. Cependant, les alliages d’acier inoxydable courants ne sont pas insensibles à la corrosion et peuvent être attaqués par divers produits chimiques. Il est enroulé en feuilles et en bandes (coil) et est disponible en épaisseurs standard (calibres) et différents. On le trouve dans les couverts, les thermos, les bracelets de montre, les casseroles et les poêles et les conduits de cheminée pour ne citer que quelques-unes de ses nombreuses utilisations. Il existe de nombreux alliages différents, certains magnétiques et d’autres non magnétiques, tandis que certains qui sont généralement non magnétiques peuvent devenir magnétiques dans certaines circonstances.

6. Ressort en acier

Cet acier est disponible en fil rond et en barre ainsi qu’en plat laminé ; cette discussion est limitée à ce dernier. L’acier à ressort est un « acier à forte teneur en carbone »  typiquement d’au moins 0,35% allant jusqu’à 0,95%. Lorsqu’il est fourni sous sa forme recuite laminée à froid (douce), il peut être facilement travaillé à froid tant que la direction de laminage est prise en compte dans la conception finale. En raison de la teneur élevée en carbone, ces pièces peuvent être traitées thermiquement pour les rendre plus dures et plus  » élastiques « . Cet acier est également fourni pré-trempé en tant qu’acier trempé bleu sans écailles et en tant qu’acier trempé bleu et poli. Les pièces en acier à ressort trempé bleu sont principalement limitées à des pièces plates ou à des pièces légèrement courbées avec un très grand rayon. Comme son nom l’indique, il servait à fabriquer des ressorts.

7. Acier "Galvanneal"

Également connu sous le nom de « couche satinée », est un type de tôle d’acier qui passe par un processus en deux étapes : la galvanisation et le recuit. Le galvanneal est principalement conçu pour être peint en raison de sa finition mate très absorbante. L’adhérence améliorée de la peinture est meilleure par rapport à l’acier galvanisé standard en raison de son revêtement de zinc, permettant aux peintures d’adhérer plus efficacement à la surface. En fait, il ne doit pas être laissé nu, sinon en raison du transfert de fer sur le revêtement de zinc pendant le processus de recuit, il est possible que des taches d’oxyde ou une teinte rougeâtre se développent sur la surface non peinte ; l’acier galvanisé ordinaire est un meilleur choix s’il reste non peint. Sa couleur grise uniforme mate semble cohérente, permettant également une polyvalence dans la conception et les options esthétiques. Il offre un revêtement plus dur par rapport à l’acier galvanisé avec une durabilité accrue qui offre une meilleure résistance aux rayures, à l’abrasion et à l’usure. Cependant, la dureté accrue rend également le revêtement plus cassant, ce qui doit être pris en compte lors du travail du matériau. Rappelez-vous cependant que galvanneal est un processus et une finition conçus pour être peints.

En raison de ses propriétés, il s’agit d’une option précieuse pour diverses applications industrielles telles que l’automobile, la construction et la fabrication. Bien que la rouille ne soit pas impossible, mais elle l’est presque, en fait, elle peut rester exposée dans des environnements difficiles pendant des décennies. Pour plus d’informations, veuillez consulter TriparTech : Acier galvanisé & « Galvanneal » 101 .

8. Acier d'emboutissage

L’emboutissage est un processus courant de travail des métaux, dans lequel le métal est tiré et allongé en une forme tridimensionnelle. Dans l’emboutissage de tôle, lorsqu’une matrice forme une ébauche à partir d’une feuille de métal plate (le flan), le matériau est forcé de se déplacer et de se conformer à la matrice.

Au fur et à mesure que le métal s’étire, il devient plus long et plus fin. L’acier d’emboutissage (DS) est un acier plus doux qui contient généralement moins de .05 pour cent de carbone, et il est généralement étiré à froid, ce qui signifie que le métal à façonner est conservé à température ambiante plutôt que chauffé. Il est idéal pour les auvents, les bases et généralement les pièces bombées rondes.

Des piéces carrées, rectangulaires et irrégulières peuvent également être emboutis. Des aciers d’emboutissage de plus en plus malléables peuvent être disponibles (si les quantités sont suffisantes) pour des emboutissages plus profonds ou des formes complexes, dans des nuances telles que l’acier d’emboutissage profond (DDS) et l’acier d’emboutissage extra-profond (EDDS).

L’emboutissage est un choix approprié pour les clients qui souhaitent que leur produit soit formé ou façonné pendant le processus de fabrication, ce qui donne une forme et une épaisseur constantes.

“Knockouts” 101

Ce TriparTech donne un aperçu des « knockouts » liées aux luminaires, lesquelles sont régies par UL1598, Standard for Safety for Luminaires.

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Conception en tôlerie – Qu’est-ce que le facteur K ?

CNC metal bending

Introduction

L'un des phénomènes auxquels les fabricants en tôlerie doivent faire face lorsqu'ils plient des pièces est ce qu'on appelle la tolérance de pliage. La raison en est que lorsque le métal est plié, le matériau à l'intérieur du pli se comprime, tandis que le matériau à l'extérieur s'étire, et pas de quantités égales (pour des raisons qui deviennent trop techniques même pour cet article). Le résultat est que la pièce « grandit » en sa taille total si elle n'est pas compensée. Cette compensation peut être calculée à l'aide de ce qu'on appelle le facteur K, qui prend en compte des variables telles que le type de matériau, son épaisseur, le rayon intérieur de la courbure et la façon dont il est plié.

Qu'est-ce que cela signifie pour le concepteur de pièces? Même si votre pièce est conçue comme une pièce de tôlerie dans un modélisateur de solides CAO, lorsqu'elle est aplatie, le développement à plat peut ou non être correct, en fonction des variables notées ci-dessus. C'est pour cette raison que les fabricants de métaux réputés peuvent réviser le modèle et ajouter leurs paramètres de presse plieuse particuliers pour créer un développement plat mis à jour qui donnera la pièce dont vous avez besoin, et dans les tolérances requises.

Connaître le processus de votre fabricant et l'outillage de presse plieuse disponible (notamment le rayon de pointe du poinçon) permet de gagner du temps et d'éviter les éventuelles surprises. Le but de cet article est de montrer aux ingénieurs et aux concepteurs les aspects techniques de la manière dont nous (et vous !) pouvons déterminer le facteur K dans la conception de tôlerie.

Énoncé du problème

Lorsque les fichiers sont fournis par le client, le modèle 3D n'a pas de paramètres de pliage spécifiés s'il s'agit d'un fichier STEP, IGES ou Parasolid, et les paramètres de pliage sont définis sur une valeur par défaut dans SolidWorks. Lorsque le modèle plat est développé pour que la pièce soit coupée, il aura souvent des dimensions incorrectes pour produire la pièce pliée souhaitée par le client. Afin de surmonter ce problème, votre fabricant en tôlerie doit calculer le facteur K et réviser le développement à plat de la pièce pour obtenir la pièce souhaitée et dans les tolérances spécifiées.

Pourquoi le facteur K est-il important dans la fabrication de tôles ?

Le facteur K dans la conception des tôles est important car il est utilisé pour calculer correctement le développement à plat. En effet, cela est directement lié à la quantité de matériau étirée pendant le pliage. Le facteur K est le rapport de l'axe neutre à l'épaisseur du matériau. Le facteur K joue un rôle clé dans la compréhension des limites qu'un matériau peut supporter lors du pliage de la tôle.

Équation générale pour le facteur K ::

BA= Tolérance de pliage

μ= Épaisseur de matériau

ρ = Rayon intérieur

β = Angle de pliage (en degrés)

Calcul du facteur K

L'équation générale du facteur K est utilisée pour s'assurer que le facteur K utilisé dans SolidWorks est fiable pour fabriquer des pièces aux bonnes dimensions et pour voir s'il est applicable au processus de fabrication (pliage dans une matrice de presse plieuse). Suivez les formules et les calculs qui suivent ou cliquez ici pour accéder à l'un des nombreux calculateurs en ligne du facteur K.

1. Mesures prises à partir d'un support que nous fabriquons :

β = 90°
ρ = 0.142 in (voir Fig. 1)
μ = 0.135 in (Acier laminé à froid)

FL1 = 1.378 in (voir Fig. 2)
FL2 = 1.462 in (voir Fig. 3)
Longueur initial = 2.583 in (voir Fig. 5)

FIG. 1
FIG. 2
FIG. 3

2. Maintenant que vous avez vos mesures, nous allons déterminer le BA. Pour ce faire, déterminez d'abord le retrait du pli extérieur (OSSB)

OSSB=Tan (β/2)(ρ+μ) Tan (90/2)(0.142+0.135)
OSSB = .277 in
FIG. 4
FIG. 5

Déterminez ensuite la Perte Au Pli (la PAP ne fait pas partie de la formule mais peut être utilisé à la place du facteur K si vous le souhaitez).

BD = FL1 + FL2 – Longueur initial

3. Calculer la Tolérance de pliage à l'aide de l'équation suivante.

BA = 2*OSSB
= 2* 0.277
= 0.297 in

4. Injectez la tolérance de courbure (BA), l'angle de courbure (β ), le rayon intérieur (ρ ) et l'épaisseur du matériau (μ ) dans l'équation ci-dessous pour déterminer le facteur K (Kf).

Oui, ces calculs peuvent être fastidieux. Une alternative plus simple consiste à utiliser l'un des nombreux calculateurs de facteur K en ligne, dont l'un peut être trouvé ICI.

Nous définissons généralement une valeur de facteur K par défaut de 0,33 lors de la conception de modèles de tôlerie dans SolidWorks. Mais cela peut poser des problèmes lorsque les clients fournissent des fichiers CAO 3D qui ont utilisé un facteur K par défaut ou inconnu, avec pour résultat que les dimensions ou les tolérances de la pièce pliée deviennent irréalisables. Dans ce cas, votre fabricant de métaux doit effectuer une approche par tâtonnement pour déterminer le bon facteur K, où il ajuste le facteur K dans SolidWorks jusqu'à ce que les dimensions souhaitées soient atteintes. Par conséquent, les équations ci-dessus sont utilisées comme méthode pratique pour calculer le facteur K afin de réduire le nombre d'essais nécessaires dans l'approche par tâtonnement pour calculer le facteur K dans SolidWorks.

Conclusion

En l'absence de connaissance du facteur K utilisé par le concepteur, les calculs ci-dessus et/ou les étapes indiquées ci-dessous sont ce que le fabricant de métal doit suivre !Pour vous aider à économiser du temps, des efforts et potentiellement des coûts, nous vous encourageons à ajouter une note à vos dessins indiquant le facteur K utilisé !

Méthode pratique pour calculer le facteur K

1. Préparer les échantillons

- Commencez par préparer 5 échantillons à blanc de tailles égales et connues.
- Enregistrer le type et l'épaisseur du matériau dans le rapport de test
- Les ébauches doivent mesurer au moins un pied de long pour assurer un pli uniforme et quelques centimètres de profondeur pour vous assurer que vous pouvez les asseoir contre les butées arrière.
- Mesurer la longueur initiale de l'ébauche métallique

2. Test de pliage

- Configurez la presse plieuse avec l'outillage souhaité que vous utiliserez pour fabriquer cette épaisseur de métal. Assurez-vous d'utiliser la même matrice et le même poinçon pour tous les échantillons. Si un poinçon ou une matrice différent est utilisé, cela doit être mentionné dans le rapport de test.
- Faire un pli à 90° au centre de la pièce.

3. Mesurez les échantillons

- Mesurez la longueur de la bride et le rayon intérieur de chaque pièce, notez la longueur A, B et le rayon R comme indiqué sur la Fig. 6.
- Le rapport de test doit indiquer le type de matériau, l'épaisseur du matériau, la longueur initiale du flan, le rayon intérieur, la longueur de la bride A et B à cette étape.

4. Calcul

- Calculez le facteur K en suivant la procédure mentionnée précédemment avec les mesures obtenues.
- Cette valeur du facteur K doit être utilisée dans l'approche par tâtonnement dans les étapes suivantes.

5. La modélisation

- Utilisez les longueurs de bride mesurées pour créer un modèle sur SolidWorks comme illustré à la Fig. 7 et définissez la valeur du facteur K obtenue à partir du calcul (étape 4) dans le modèle SolidWorks.

6. Vérifier

- Enfin, créer le développement à plat à partir du modèle et ajustez le facteur K dans SolidWorks jusqu'à ce que les dimensions du développement à plat soient égales à la longueur initiale mesurée de l'ébauche métallique. Le bon facteur K du métal testé est lorsque les dimensions globales du modèle plat sont égales à la longueur initiale mesurée de l'ébauche métallique.

FIG. 6
FIG. 7

En utilisant cette procédure, vous pouvez établir un tableau pour les différentes épaisseurs et types de métaux utilisés dans votre procédé. Cela devrait vous permettre de modéliser avec précision vos pièces pour atteindre les côtes sur les plans.

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:

- 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).

cnc punch laser machine

TriparTech: Acier galvanisé & « Galvanneal »101

Ce TriparTech discute des avantages et des limitations de l’acier galvanisé & « galvanneal », où ils sont utilisés, leurs apparences et leurs différences, les deux sont généralement disponible dans une variété d’épaisseurs sous forme de feuille ou bobine.

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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.