Les cisailles à tôle jouent un rôle décisif dans l'industrie de la fabrication métallique. Selon Transparency Market Research, les services de fabrication de tôles étaient évalués à $4,2 milliards de dollars américains en 2022. Ce chiffre devrait atteindre $6,1 milliards à la fin de 2031. Ce rapport montre la rapidité de la demande de produits en tôle à l'échelle mondiale.
Une cisaille à tôle permet de réaliser des coupes précises dans les dimensions et les formes souhaitées. Par conséquent, si vous êtes débutant et que vous souhaitez comprendre les principes de fonctionnement, les types de cisailles et leurs applications, ce guide est fait pour vous.
Par rapport à d'autres méthodes de découpe traditionnelles, la tôle présente des avantages remarquables, tels que
- Bords sans bavures
- Distorsion minimale des matériaux
- Idéal pour les tolérances étroites
- Rapide et efficace
- Des taux de production plus élevés
Les machines à cisailler les métaux ont donc de nombreuses applications dans les secteurs du chauffage, de la ventilation et de la climatisation, de l'automobile, de la fabrication d'appareils électroménagers et de la construction.
Méthodes de formage de la tôle
Avez-vous déjà imaginé comment les ingénieurs transforment une tôle plate en avion ? Le formage de la tôle est la réponse. Il s'agit d'une technique polyvalente qui joue un rôle essentiel dans la fabrication de pièces métalliques.
Dans cette technique, les cisailles à tôle exercent une pression pour plier, étirer ou remodeler les tôles. Il n'y a pas de perte de matériau dans l'ensemble du processus.
Le processus de cisaillement du métal est presque identique à celui des ciseaux. Lorsque nous coupons du papier avec des ciseaux, nous coupons inconsciemment le papier en gardant la lame inférieure le long du papier et en déplaçant davantage la lame supérieure.
Dans la découpe par cisaillement, la lame inférieure, appelée matrice, est fixe et la lame supérieure, appelée poinçon, est déplacée pour prendre la pièce en sandwich et la couper.
Dans la fabrication des métaux, la lame supérieure coupe le matériau selon l'angle souhaité. Nous l'appelons "angle de cisaillement".
Le formage du métal n'est pas la seule méthode disponible. Il existe plusieurs méthodes de formage de la tôle que nous allons aborder ci-dessous :
- Pliage
- Dessin
- Flasque
- Gaufrage et monnayage
- Cisaillage et découpage
- Hydroformage
- Filature
Pliage
Le pliage est l'un des procédés les plus courants dans le domaine du formage des tôles. Cette méthode consiste à placer une tôle entre un poinçon et une matrice (moules) dans une presse plieuse.
Le poinçon force la feuille à se plier. Ce pliage peut être réalisé à l'aide d'angles simples tels que des formes ou des courbes complexes. Les formes de la tôle dépendent de la conception de la matrice.
Dessin
Dans l'emboutissage, les machines à cisailler les tôles produisent des formes plus profondes et en forme de coupelles à partir de tôles plates.
Dans ce processus, l'opérateur place une ébauche de tôle entre un porte-objet et un poinçon.
Le poinçon pousse cette ébauche dans la cavité d'une matrice. Cela permet d'emboutir le matériau plus profondément et de former une pièce creuse.
Flasque
Dans cette technique, la machine à cisailler la tôle crée un bord surélevé sur la tôle.
De la même manière, une bride renforce sa résistance. Le bordage est généralement réalisé à l'aide d'un poinçon et d'une matrice pour replier le bord à l'angle désiré.
Gaufrage et monnayage
Le gaufrage et le monnayage permettent de réaliser des motifs en relief sur la surface de la tôle. Dans cette méthode, un poinçon et une matrice poussent le métal vers le haut.
Elle forme un motif en relief. De même, le monnayage utilise une pression élevée pour forcer le métal à entrer dans la cavité de la matrice.
Cisaillement et découpage
Le cisaillage et le découpage ne sont pas des méthodes de formage standard, mais ils jouent un rôle essentiel dans le traitement des tôles pour le processus de formage.
Lors du cisaillage, une lame coupe des lignes droites sur la tôle. Ensuite, le découpage fait appel à un poinçon et à une matrice pour donner des formes spécifiques à la tôle.
Hydroformage
Dans cette méthode, les ingénieurs appliquent un fluide à haute pression pour pousser l'ébauche de tôle contre un moule.
Au cours de ce processus, des pressions fluides transforment la feuille en une forme de moule. En fin de compte, il crée une pièce tridimensionnelle complexe.
Filature
Le repoussage consiste à transformer un disque de tôle en une pièce creuse et symétrique. Il s'agit d'une sorte de vase par rapport à d'autres méthodes de formage de la tôle.
Un outil de filage exécute l'opération à l'aide d'un mandrin rotatif monté sur un disque, ce qui permet d'obtenir la forme souhaitée.
Types de cisailles
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Fonctionnalité |
Machine à cisailler manuelle |
Machine à cisailler hydraulique |
Machine à cisailler mécanique |
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Source d'énergie |
Manuel |
Huile hydraulique |
Mécanique |
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Fonctionnement |
Entièrement manuel |
système hydraulique |
Actionnement par pédale |
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Force de coupe |
Limité par la force de l'utilisateur |
Force de coupe élevée |
Force de coupe modérée |
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Capacité de coupe |
Tôle fine (jusqu'à 3 mm) |
Tôle plus épaisse (jusqu'à 12 mm) |
Epaisseur modérée de la tôle (jusqu'à 6 mm) |
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Vitesse de coupe |
Lenteur |
Rapide |
Modéré |
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Précision |
Bonne précision pour les coupes droites |
Haute précision |
Précision modérée |
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Complexité des coupes |
Limité aux coupes droites |
Peut prendre en charge certaines coupes complexes |
Limité aux coupes droites |
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Coût |
L'option la plus abordable |
Option la plus chère |
Prix modéré |
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Applications |
Petits ateliers et projets de bricolage, |
Ateliers de production à haut volume |
Ateliers de fabrication |
Machine à cisailler manuelle
Une cisaille manuelle est également appelée cisaille à levier. Il s'agit d'un outil qui permet de couper la tôle. Contrairement aux cisailles motorisées, ces machines utilisent la force manuelle pour couper les métaux. Pour faire fonctionner cette machine, l'opérateur utilise une pédale qui permet à la lame de couper le métal. Elle convient généralement aux tôles de faible épaisseur.
Machine à cisailler mécanique
Une machine à cisailler mécanique entraîne un coulisseau incorporant le mouvement de rotation d'un volant d'inertie. Elle a une vitesse de traitement rapide et convient parfaitement pour des coupes plus lisses.
Le mécanisme est simple. De même, l'entretien est facile, mais l'impact lors de la coupe est important. De plus, il génère des vibrations et du bruit. Mettre l'accent sur une capacité de production supérieure à celle des cisailles manuelles.
Machine à cisailler hydraulique
Une machine à cisailler les tôles hydraulique tire sa force d'une pompe hydraulique pour entraîner le vérin. La pression étant constante, la surface cisaillée est stable, ce qui permet de couper des tôles épaisses.
L'entretien de l'huile hydraulique est plus important que celui de l'huile mécanique. Comme l'impact pendant la coupe est faible, il y a moins de vibrations et de bruit, et la durée de vie de la lame est plus longue.
Machine à cisailler pivotante
Les cisailles pivotantes sont des cisailles motorisées conçues pour la découpe de tôles. Il existe des différences entre les cisailles guillotine traditionnelles et les cisailles traditionnelles dans le mouvement. Ces machines présentent des caractéristiques telles que l'action de pivotement, la réduction de la distorsion et l'amélioration de l'angle de cisaillement.
Machine à cisailler les portes
La machine à cisailler les portes est également connue sous le nom de machine à cisailler les guillotines. Elle permet d'améliorer l'efficacité et le taux de production grâce à son moteur. Par la suite, ces machines sont capables de réaliser des coupes plus précises. Ses principales caractéristiques sont la rapidité des opérations, la qualité de la fabrication et la précision du contrôle.
Machine à cisailler pneumatique
Une cisaille pneumatique fonctionne à l'énergie de l'air comprimé pour couper la tôle. Cette caractéristique confère aux cisailles pneumatiques un avantage distinctif par rapport aux cisailles manuelles et hydrauliques. Voici quelques-uns de ses principaux avantages :
- Énergie de l'air comprimé
- Un meilleur mouvement
- Vitesse de coupe rapide
- Et un contrôle précis.
Principaux composants de la machine à cisailler
Une machine à cisailler a une structure assez simple. Elle comprend la machine hydraulique à couper les feuilles, y compris les pièces suivantes :
Cadre de la machine :
Le corps de la machine est en fonte monolithique. Il comporte des plaques d'acier soudées, trempées à 600 degrés Celsius, offrant une grande rigidité et capables de minimiser les vibrations, ce qui le rend plus robuste pour l'usinage. L'usinage permet d'obtenir une plus grande précision et un meilleur chargement des cylindres.
Système hydraulique :
Une pompe hydraulique est utilisée pour pomper de l'huile ou du gaz dans le système de cylindres, ce qui lui permet de fonctionner en douceur et de créer une force de coupe pour découper des plaques de métal.
Système de cylindres :
Il agit comme une force d'alimentation du gabarit oscillant. Le système de 2 cylindres descendant simultanément aide le système de gabarit à se déplacer pour couper la pièce.
Butée arrière :
Une butée arrière permet de sélectionner la largeur et la longueur de la pièce. Cette jauge sera ajustée par un servomoteur qui contrôle la vis à billes avec une extrême précision, permettant à la taille de coupe d'atteindre une précision de 0,1 à 0,5 mm.
Contrôleur :
Le contrôleur est l'élément le plus important de la machine hydraulique de découpe du fer. Il permet de contrôler le système hydraulique, le système de serrage de la pièce et la butée arrière.
Système électrique :
Il est conçu scientifiquement, sa qualité est très stable et il est facile de vérifier les problèmes et de les réparer.
Système de montage des couteaux :
Le système de montage des couteaux permet d'assembler les pièces de couteau standard sur la machine. De même, il aide le système de transmission à amener le couteau dans la pièce à usiner.
Porte-pièce :
Une fois la pièce traitée, elle tombe par l'arrière de la machine. La pièce glissera sur la crémaillère pour se déplacer jusqu'à la position d'assemblage du produit fini.
Lame de coupe :
Les lames de coupe sont généralement fabriquées en alliage. Ce composant offre une meilleure dureté et une meilleure résistance à l'abrasion. La lame de coupe supérieure peut avoir deux tranchants.
Principe de fonctionnement de la machine à cisailler
Le principe du cisaillage est le même que celui de la coupe du papier avec des ciseaux. Dans ce mécanisme, le matériau est placé contre une jauge arrière qui est positionnée à la dimension de coupe. De même, la lame supérieure descend pour couper le matériau.
Vérification du jeu dans le processus de cisaillement
Dans le processus de cisaillage de la tôle, il faut non seulement couper des surfaces présentant un léger affaissement ou des bavures, mais aussi des coupes droites et parallèles avec peu de rayures ou de déformations. Pour ce faire, vous devez comprendre ce qu'est le jeu, qui influe considérablement sur la qualité de la coupe, et couper avec le jeu approprié.
Le jeu correspond à l'écart entre les lames supérieure et inférieure. Si le jeu est trop faible, la lame sera soumise à des contraintes. Par la suite, s'il est trop important, l'affaissement et les bavures augmenteront. La valeur appropriée du jeu est proportionnelle à l'épaisseur de la plaque et à la résistance au cisaillement. Il convient également de vérifier si elle est appropriée en examinant la surface de coupe.
Angle de cisaillement et déformation de la tôle
L'angle de cisaillement est l'angle d'ouverture entre les lames supérieures et inférieures et est appelé angle de coupe. De même, il est essentiel de régler un angle de cisaillement important lorsque la coupe nécessite moins de force et réduit les chocs. Cependant, des déformations sont susceptibles de se produire si l'angle de cisaillement est augmenté inutilement.
Conseils à garder à l'esprit pendant le processus de la machine à cisailler
- Respecter l'épaisseur maximale de la plaque
- Ne pas approcher les mains du porte-plaque et de la lame.
- Veillez à ne pas faire tomber le matériau coupé.
- Il est dangereux de travailler derrière la cisaille à métaux lorsque l'appareil est sous tension.
- Ne pas couper deux pièces de matériau ensemble.
Caractéristiques de la machine à cisailler
Quelles sont les principales caractéristiques des cisailles à tôle ? Nous allons examiner les principaux atouts des cisailles qui en font un outil électrique précieux pour la fabrication de tôles.
Haute précision et exactitude
Les cisailles à métaux sont extrêmement capables d'exécuter des coupes droites et nettes. Ces machines offrent une grande précision dimensionnelle. Elles réduisent les retouches et facilitent le processus d'assemblage.
Polyvalence dans les propriétés de la tôle
Les cisailles à métaux peuvent travailler efficacement sur une gamme de matériaux d'épaisseur variable, tels que l'aluminium et l'acier inoxydable. Cette caractéristique unique aide les entreprises à travailler sur de multiples projets de fabrication. De même, il n'est pas nécessaire de disposer d'un équipement spécialisé et la machine est également rentable.
Taux de production plus élevé
Les cisailles à métaux offrent une vitesse de coupe rapide et des temps de préparation réduits. Cette caractéristique vous permet de traiter des commandes de tôles en grande quantité. Elle permet donc de réduire les coûts unitaires.
Principales applications des cisailles
Les machines à cisailler les métaux ont un large éventail d'applications. Elles présentent des caractéristiques étonnantes telles qu'une coupe précise et une meilleure précision dimensionnelle, qui jouent un rôle décisif dans l'achèvement des projets avec des résultats satisfaisants.
1. CVC
- Découpe de tôles pour les conduits et les pièces sur mesure.
- Découpage du matériel supplémentaire.
- Découpes fines dans les panneaux de tôle.
2. Industrie automobile
- Découpe de tôles pour les panneaux de carrosserie.
- Découpage de pièces métalliques après la découpe au laser.
- Coupes précises dans les composants en tôle pour les lumières et les grilles.
3. Fabrication d'appareils ménagers
- Découper des tôles pour des appareils tels que les machines à laver et les réfrigérateurs.
- Découper les tôles pour les panneaux de contrôle.
- Découpes dans la tôle pour la ventilation.
4. La construction
- Découpe de tôles complexes pour les panneaux de toiture et les matériaux de revêtement.
Découpe de tôle pour les gouttières et les tuyaux de descente. - Pièces de tôle sur mesure pour une large gamme d'applications architecturales.
5. Ateliers de métallurgie
- Découper des tôles pour des projets de fabrication.
- Prototypage de composants en tôle.
- Création de pièces de tôle sur mesure pour les réparations et l'entretien.
Conclusion
Pour résumer l'article, les cisailles à métaux développent des techniques innovantes pour couper les tôles avec une plus grande précision.
Par exemple, les ingénieurs travaillent à l'intégration d'un système d'alimentation automatique des matériaux. Ce serait un pas important dans cette direction.
En raison de leur rapidité d'exécution, leur efficacité est également remarquable. Simultanément, l'application des machines à cisailler est large, ce qui aide les entreprises à générer plus d'affaires.