5 choses que les concepteurs de produits doivent savoir sur le prototypage de tôlerie

L’industrie de la fabrication de tôles est l’une des plus grandes industries au monde. En fait, sa (taille du marché mondial) était évaluée à 265 milliards USD en 2018 et devrait avoir un TCAC de 5% de 2019 à 2025.

En tant que concepteur de produits, en particulier de produits de consommation, il y a de fortes chances que vous sachiez à quel point la fabrication de prototypes en tôle est précieuse dans le développement de produits. Pourtant, vous n’êtes peut-être pas sûr de la façon dont les tôles sont fabriquées ou des meilleures pratiques de conception pour les structures en tôle.

Cet article couvre tout cela et bien d’autres. Il présentera cinq choses que vous devez savoir sur le prototypage de tôle avant de faire affaire avec un atelier de fabrication tiers.

#1 Les tôles doivent satisfaire à une exigence d’épaisseur

Comme de nombreux autres concepteurs de produits, avez-vous décrit les tôles comme des métaux qui existent en pièces plates ?

Vous n’avez pas tout à fait tort, mais la définition ne se résume pas à des « pièces plates ». Les tôles ont généralement une épaisseur comprise entre 0,006 pouces et 0,25 pouces. Vous pourriez décrire les métaux plus épais que 0,25 pouce comme des « plaques métalliques » et ceux plus minces que 0,006 pouce comme des « feuilles » ou des « métals en feuille ».

#2 Il existe de nombreux procédés de fabrication de tôlerie différents

Dans la fabrication de tôles, le tôlier commence généralement par des pièces métalliques plates et les transforme en structures (ou produits) en utilisant différents procédés de fabrication, tels que :

Coupe
Déformation
Assemblée

Le processus de coupe

Comme son nom l’indique, le processus de découpe consiste à manipuler la tôle en créant des coupes à l’aide de machines spéciales, notamment des découpeuses laser CNC, des découpeuses à jet d’eau et des découpeuses plasma. (Article connexe : voici 5 types de machines CNC que vous devez absolument connaître)

Le processus de déformation

La déformation de la tôle décrit le processus de modification de la forme de la tôle par pliage, étirement et emboutissage. Le processus implique l’utilisation d’outils spécialisés tels que des presses plieuses et des presses à emboutir les métaux.

Une presse plieuse vous permet de plier des tôles selon différents angles et formes. En revanche, la presse à emboutir le métal (comportant un poinçon et une matrice) vous permet d’effectuer des tâches spécifiques comme le gaufrage, l’ourlage et le dessin.

Assemblée

L’assemblage décrit le processus d’assemblage de différentes pièces de tôlerie à l’aide de fixations ou par soudage. Le processus de soudage est le plus courant des deux, et vous avez le choix entre un large éventail de techniques de soudage, notamment le soudage à l’arc, le soudage par faisceau d’électrons, entre autres.

Supposons donc que vous cherchiez à fabriquer et à assembler deux supports à angle droit. Tout d’abord, vous devrez créer des coupes et des caractéristiques critiques (telles que des trous) sur les pièces de tôlerie plates à l’aide d’un découpeur laser, d’un découpeur à jet d’eau ou d’un découpeur plasma.

Ensuite, placez ces feuilles de métal entre le poinçon et la matrice de la presse plieuse et pliez jusqu’à atteindre 90°. Enfin, soudez (ou fixez) ces pièces ensemble pour former le prototype de fabrication de métal personnalisé souhaité.

#3 La fabrication de prototypes en tôle présente de nombreux avantages

L’une des principales raisons pour lesquelles le prototypage de tôlerie aide les entreprises est la conjecture qu’il élimine dans la fabrication. Ces prototypes agissent comme des échantillons physiques (ou des modèles de maquette) de vos concepts de conception, vous permettant de tester les performances de votre conception et de détecter les défauts bien avant le début de la fabrication.

Vous pourriez voir le coût initial de la fabrication de prototypes en tôle comme un inconvénient. Mais vous manquez peut-être la vue d’ensemble. Imaginez combien vous auriez à dépenser si, par exemple, vous alliez à fond dans la fabrication et vous vous retrouviez avec tout un lot d’unités avec des erreurs.

#4 Matériaux d’ingénierie pour la fabrication de prototypes de tôle

Pratiquement tous les matériaux d’ingénierie courants sont utilisés sous forme de feuilles. Certains des métaux comprennent l’aluminium, l’acier inoxydable, le cuivre et le magnésium, entre autres. Le bon choix dépend généralement des propriétés d’utilisation finale que vous espérez obtenir et des exigences de votre produit.

Vous devriez opter pour l’aluminium si votre produit nécessite un métal léger avec une résistance élevée, thermique et à la corrosion. L’acier inoxydable et le cuivre sont idéaux si vous recherchez un mélange de résistance, d’usinabilité et de bonnes finitions de surface.

Les tôles en magnésium offrent également une résistance et une durabilité élevées, et elles sont légères (environ les deux tiers de la densité de l’aluminium). Cependant, ils sont hautement inflammables et présentent un risque important pour vous pendant (et après) la fabrication. Vous devez éviter les tôles en magnésium, sauf si cela est absolument nécessaire. (Article connexe : Magnésium d’usinage CNC : quelles sont les préoccupations en matière de sécurité ?)

#5 Meilleures pratiques de conception pour les prototypes de tôle

Les pratiques de conception suivantes vous aideront à réduire les coûts de fabrication et les délais de fabrication des prototypes de tôlerie.

1: Concevez des trous d’un diamètre au moins égal à l’épaisseur de la tôle, car cela élimine le risque de casser ou d’endommager un outil.

2 : Attribuez des tolérances de clé uniquement aux caractéristiques essentielles à la fonctionnalité de votre prototype.

3: Concevez des plis pour avoir un rayon supérieur (ou égal à) l’épaisseur de la tôle, car cela gardera votre conception simple et beaucoup plus facile à fabriquer.

4: Gardez toutes les caractéristiques au moins quatre fois l’épaisseur du matériau à l’écart des lignes de pliage, car les caractéristiques plus proches créent des difficultés lors de la fabrication.

5: Externalisez le processus de fabrication à un atelier de fabrication de premier plan avec des antécédents de services de haute qualité.

AIXI Precision Machining fournit des services de prototypage rapide de tôles de haute qualité à une grande variété d’industries depuis près de deux décennies. Nos ateliers de fabrication peuvent vous aider à créer des prototypes de tôlerie rentables grâce à une variété de processus, notamment la découpe au laser, l’emboutissage de prototypes, le pliage et le soudage.

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