"En fabrication de tôle, le pliage de l'aluminium est la technique la plus couramment utilisée pour la production à grande échelle. La fidélité de l’aluminium réside dans sa facilité de fabrication et sa formabilité.
L'aluminium est l'un des matériaux les plus utilisés dans le travail des métaux. Les feuilles et barres d'aluminium sont transformées en pièces souhaitées à l'aide de différentes techniques de fabrication ; le pliage en fait partie. Cependant, ce n’est pas aussi simple qu’il y paraît, car le processus comporte de nombreux défis. À plier l'aluminium, vous devez prendre en compte certaines choses. Par exemple, la nuance avec laquelle vous travaillez et la tolérance de pliage optimale que vous recherchez.
Pourquoi l'aluminium est-il le matériau préféré pour pliage de tôle projets? La réponse réside dans sa formabilité supérieure. L'aluminium est connu pour sa flexibilité, sa légèreté et son extraordinaire usinabilité.
Cet article couvrira les cinq techniques efficaces de pliage de l'aluminium, les alliages et nuances courants, les défis liés au pliage des tôles d'aluminium, etc.
Pliage de tôles d'aluminium : le processus
Le processus de pliage commence par la sélection de la matrice et la détermination des exigences réelles de pliage. Les fabricants calculent les paramètres de conception critiques, tels que la tolérance de pliage requise, les rayons de courbure, l'épaisseur du matériau, la force et le point à partir duquel plier la tôle. La matrice utilisée est également un facteur clé. Les matrices les plus couramment utilisées comprennent les matrices à 90° et les matrices à angle aigu..
Après avoir soigneusement examiné ces facteurs clés, la configuration de la presse plieuse CNC commence. En fonction de la complexité de la conception, du matériau et des exigences optimales en matière de literie, il existe plusieurs façons de plier. Le choix de la matrice et du bon outil est considérablement important pour le fonctionnement de la presse plieuse. Les informations CNC sont entrées dans le frein. Cela aide la machine à tester la force requise pour la flexion.
Pliage de tôles en aluminium
Alignez ensuite la feuille d'aluminium plate entre un outil et une matrice. Faites fonctionner la machine pour plier la feuille AI en fonction du pli de sortie requis. Enfin, retirez la feuille et envoyez-la pour un traitement ultérieur.
("Note: Les matrices utilisées pour plier l'aluminium sont généralement constituées de carbures et d'acier.")
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Techniques efficaces pour plier des feuilles d’aluminium
Voyons ensuite comment plier des feuilles d'aluminium. La plupart des fabricants emploient normalement cinq techniques de pliage de précision pour obtenir le pliage souhaité. Voyons comment ces types de pliage appliquer sur le métal en aluminium.
1. Presse plieuse
Presse plieuse pour cintrer des tôles
Une feuille d'aluminium est placée entre les deux matrices et pressée pour créer des courbures. Le principal avantage de l’utilisation d’une presse plieuse réside dans sa précision. Il aide à façonner des feuilles d’aluminium plates et carrées. Le pliage à la presse utilise une presse pour plier l’aluminium dans la géométrie souhaitée. Une presse plieuse est généralement mise en œuvre pour les pliages et les pliages linéaires. Cette technique vitale est dotée d'un outil de pliage, une matrice, qui est posée sur la presse. Grâce à l'assemblage à haute pression hydraulique, les presses plieuses peuvent accueillir des épaisseurs de matériaux de 0.5 à environ 15 mm.
2. Pliage de bobines
Le cintrage de bobines est également connu sous le nom de cintrage au rouleau ou de cintrage à trois rouleaux. Cette approche utilise un rouleau rotatif cylindrique pour plier l’aluminium en formes courbes et arrondies. Les rouleaux appliquent une pression sur la feuille d'aluminium pour lui donner la forme souhaitée.
Le cylindre rotatif peut être réglable et positionné pour atteindre une tolérance encore plus stricte avec un retournement minimal. Cette technique est privilégiée pour les formes courbes et permet d'obtenir une tolérance plus serrée jusqu'à + 0.01- 0. x.
3. Machine à rouler
Cintrage d'aluminium roulant
Les laminoirs, également appelés laminoirs ou laminoirs de formage, se présentent sous deux formes : manuelles et automatisées. Le choix dépend du volume de production et de la courbure de pliage souhaitée. Le matériau (feuille d'aluminium) est déformé pendant le fonctionnement pour obtenir le résultat souhaité. Les machines à rouler sont bien adaptées au façonnage de coudes coniques ou cylindriques dans des tôles d'aluminium. Les tubes, les réservoirs d'air et les cheminées sont quelques applications clés des machines à rouler.
En termes de capacité, il plie généralement des tôles d'aluminium de plusieurs épaisseurs allant de 1 mm à 50 mm environ.
4. Flexion par compression
Ce pliage utilise une matrice ou un poinçon pour appliquer une contrainte mécanique sur une tôle d'aluminium afin de réaliser un pliage. Comment effectue-t-il les opérations de pliage ?
Dans un premier temps, le technicien place la tôle d'aluminium entre un poinçon et une matrice. Ensuite, ils font fonctionner la machine et, finalement, le poinçon applique une pression pour plier la feuille à la forme souhaitée. Le cintrage par compression est utilisé pour les tôles de petite à moyenne épaisseur. Cependant, il est difficile de réaliser des pliages dans des tôles de plus forte épaisseur avec cette technique.
5. Pliage
Le pliage du métal avec des plieuses consiste à placer une tôle sur la machine, à l'aligner avec précision pour obtenir un angle fixe, puis à appliquer une force à partir d'un bord pour plier la tôle dans la forme souhaitée. Cette méthode est particulièrement utile lorsque l’on travaille avec de grandes feuilles ou lorsqu’une production en grand volume est requise.
Meilleure utilisation des alliages d'aluminium pour les applications de pliage
Alliages d'aluminium pour le pliage
Lors du choix de l’alliage d’aluminium, divers facteurs doivent être pris en compte. Par exemple; formabilité, pourcentage d'allongement, maniabilité et traitements thermomécaniques. Parmi les nuances d'aluminium, la plupart des alliages d'aluminium de la série 3xxx sont utilisés dans les applications de pliage en raison de leur grande formabilité.
Voici des exemples de qualités d’aluminium solides connues pour leur excellente fabricabilité.
Aluminium 5052
- L'aluminium 5052 est une qualité d'aluminium à haute résistance largement utilisée pour le pliage.
- Cet alliage est principalement utilisé avec le magnésium.
- AA5052 est connu pour son pourcentage d'allongement élevé.
- Cet alliage est utilisé dans les équipements marins, les outils médicaux et la signalisation, pour sa plus grande capacité de résistance à la corrosion.
Aluminium 3003
- Al 3003 a une excellente maniabilité, soudabilité et un bon pourcentage d'allongement.
- Ces alliages sont enrichis en manganèse. Le magnésium confère des capacités structurelles qui les rendent solides pour les applications de pliage.
- Vous pouvez tordre ces alliages avec un minimum de force ou de pression.
- Les utilisations courantes de ces alliages sont : revêtements extérieurs, réservoirs de stockage, toitures et machines chimiques.
Aluminium 6061
- AA6061 comprend du magnésium et du silicium et se présente généralement sous deux formes : 6061-T4 et 6061-T6.
- Il présente une résistance structurelle, une rigidité et un bon pourcentage d’allongement supérieurs. Cependant, la rigidité de l'AI6061 entraîne des fissures lorsqu'il est utilisé dans des opérations de pliage.
- Il possède une aptitude à la flexion inférieure à celle AA3003 et 5052.
- Les fabricants plient l'aluminium 6061 pour diverses applications dans les secteurs structurels des industries automobile et aérospatiale.
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Pliage de feuilles d’aluminium : éléments à prendre en compte
Dans la fabrication de tôles, certains aspects clés doivent être pris en compte pour obtenir les meilleures courbures et géométries possibles.
1. Formabilité
La formabilité fait référence à la flexibilité ou à l'élasticité du métal aluminium lorsqu'il subit une déformation ou une compression sans être bosselé. La formabilité de l'aluminium varie d'une qualité à l'autre. Les facteurs dépendent de l'épaisseur, de l'état, de la température et du durcissement du travail.
2. Direction de pliage
La direction de pliage joue un rôle central dans le pliage des tôles d’aluminium. Il est considérablement perpendiculaire à la direction de la tôle pour éviter les problèmes liés aux fissures. La direction parallèle pose le problème de fissures sur le pli du matériau visé.
3. Dégagement de flexion
Il doit y avoir un espace entre le poinçon et la matrice pour éviter les ruptures de flexion. S'il n'y a pas de jeu de flexion, des interférences peuvent se produire.
4. Rayon de courbure et épaisseur
Le degré de flexion dicte l'épaisseur de la tôle d'aluminium. La plupart du temps, les gens ne comprennent pas la règle empirique entre les rayons et le rapport de courbure. Ces deux éléments ont des relations inverses. Cela signifie que plus l’épaisseur est élevée, plus les rayons seront petits. De même, les feuilles d’aluminium plus fines possèdent de petits rayons. Normalement, les feuilles d'aluminium plus épaisses avec des rayons plus petits nécessitent une force plus élevée pour se plier que les feuilles plus minces avec de petits rayons.
5. Niveau d'allongement
Le pourcentage d'allongement détermine la capacité de freinage de la tôle d'aluminium. Il représente généralement l'élasticité de la tôle. Plus le pourcentage d’allongement est élevé, plus il sera facile de plier les tôles d’aluminium.
Problèmes courants rencontrés lors du pliage de tôles d’aluminium ?
Les fabricants sont souvent confrontés à plusieurs problèmes lors de l’opération de pliage de tôles d’aluminium. Certains problèmes courants incluent : formation de bavures, fissures, interférences de flexion, indentation, glissement et renflement. Voyons en détail ces problèmes de flexion courants ;
1. Fissuration
C’est le défaut le plus courant lors du pliage des tôles d’aluminium. Généralement, les fissures de flexion apparaissent en raison d'un mauvais alignement des tôles, de rayons de courbure plus petits, d'une surface de traction, d'une pression inadéquate et de bavures non éliminées sur les bords des pièces. Pour éviter ces problèmes de fissuration, les fabricants doivent utiliser des trous ou des rainures pour rendre l'opération de pliage fluide et sans fissures.
2. Interférence de flexion
Certains déterminants sont à l'origine du problème, comme la forme et la taille de la pièce et la matrice sélectionnée. Ces problèmes peuvent être minimisés en prenant en compte la conception des matrices de pliage, la séquence et les dimensions des pliages.
3. Indentation de pliage
L'indentation par flexion se produit souvent sur les surfaces intérieures des tôles. Normalement, la forte pression exercée sur les tôles crée une friction qui conduit finalement à des marques visibles sur la tôle. Pour éviter cela, des billes en caoutchouc anti-indentation ou des filières à roulement à billes peuvent être utilisées. Ces boules anti-indentation éradiquent le problème grâce à l’isolement physique.
4. Fentes et rides
Dans certains cas, les tôles d’aluminium ont connu des problèmes de rétrécissement ou de fendillement. Ces problèmes sont dus à une flexion excessive lorsque de fines feuilles d’aluminium sont poussées au-dessus de leur limite d’ouvrabilité. Pour éviter ces problèmes, les opérateurs doivent examiner l'épaisseur et les rayons de la tôle avant le pliage. À l’inverse, les plis sont provoqués par l’application d’une forte contrainte d’étirement ou de compression aux feuilles d’aluminium.
Quels sont les avantages de l’utilisation de l’aluminium pour les pièces pliées sur mesure ?
L'aluminium présente divers avantages lorsqu'il est utilisé pour des applications de pliage et des pièces complexes personnalisées. Voici quelques-uns des avantages notables de l’aluminium :
- Haute durabilité: L'aluminium est très durable et flexible lorsqu'il est plié pour différentes géométries complexes. Ses caractéristiques de malléabilité lui permettent de supporter des contraintes mécaniques élevées. De plus, il possède une propriété distincte de non-corrosivité.
- Alliage économique : L'aluminium offre plusieurs avantages économiques lorsqu'il est utilisé dans des applications de pliage. Il ne produit aucun déchet lors des opérations de pliage et a un coût minimum par rapport à d'autres alliages métalliques tels que l'acier, la fonte, le titane et le laiton.
- Propriété légère : La principale caractéristique de l'aluminium est sa légèreté. Cette propriété, associée à sa haute résistance et usinabilité, en fait un choix idéal pour les applications de pliage.
- Ouvrabilité: Concernant la maniabilité, l’aluminium arrive en tête de liste. Il est bien plus facile de couper l'aluminium que l'acier. Ses propriétés élevées d’adaptabilité et de malléabilité permettent aux fabricants de réaliser des pliages plus simples ou plus complexes.
- Tolérance élevée à la chaleur : Comparé à d’autres métaux, l’aluminium a retenu beaucoup d’attention en raison de sa haute tolérance à la chaleur. Les pièces en aluminium peuvent résister à des températures thermiques élevées et tolérances sont particulièrement importants.
- Versatilité: La ductilité des métaux joue un rôle clé dans la flexion. Il détermine dans quelle mesure le métal peut supporter le cisaillement et les contraintes mécaniques. L'aluminium, en raison de sa grande ductilité, est bien adapté aux travaux de pliage. De plus, l’aluminium plié supporte des poussées élevées sans être endommagé.
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résumer
Le pliage de tôle est un processus de fabrication de métal polyvalent. Il offre des avantages uniques et économiques lorsqu’il est utilisé pour des volumes de production moyens à grands. Cependant, plusieurs déterminants clés doivent être pris en compte pour obtenir des virages fluides et précis.
L’avantage principal de cette formidable technique est qu’elle ne nécessite aucun outillage ni moule pour son fonctionnement. En plus des applications de la tôle d'aluminium, elle est répandue dans le monde entier, depuis les produits automobiles, aérospatiaux et de consommation jusqu'aux appareils de fabrication sur mesure.
Même s'il existe certains défis associés à plier l'aluminium opérations, conserver leur solution alternative ou les informations fournies dans ce guide vous aidera à rendre votre processus de pliage plus uniforme et avec relativement peu d'erreurs. De plus, cet article implique des connaissances de base sur la fabrication de la tôle et vous aide dans les opérations de pliage.
Pour obtenir le meilleur résultat optimal pour vos besoins de pliage, consultez des professionnels pour optimiser les performances destinées à vos applications souhaitées.
Questions Fréquentes Posées
T1. Types de fabrication de tôlerie ?
Il existe certains types de fabrication de tôles couramment pratiqués dans les industries manufacturières ; tel que; découpage de tôle, pliage de tôle, le perçage et le coup de poing.
Q2. Quels métaux sont couramment utilisés pour le travail des métaux ?
L’acier, l’aluminium, le laiton et le carbone sont principalement utilisés dans les industries de fabrication de métaux. Ces matériaux conviennent bien aux applications de coupe, de cisaillement et de perçage.
Q3. Pourquoi l’aluminium est-il fortement utilisé pour la fabrication ?
L'aluminium, en raison de sa formabilité exceptionnelle et de ses propriétés légères, est considéré comme le meilleur pour les applications de fabrication métallique.
Q4. Qu'est-ce que l'allongement des alliages d'aluminium ?
Le niveau d'allongement des tôles d'aluminium indique le niveau d'étirement le plus élevé jusqu'à la déformation des tôles d'aluminium. Plus l'allongement est important, plus l'efficacité de flexion sera élevée.
Ressources
- A-Pradeau (2016), Prédiction de rupture en flexion d'un alliage de tôle d'aluminium, International Journal of Mechanical Sciences, Volume 119 : Extrait de : Science Direct
- Ida Westerman (1er juillet 2011) : Cintrage en trois points des alliages d'aluminium : influence des microstructures et des textures sur la capacité de pliage et le comportement à la rupture : extrait de : imposte
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