Pliage de tôle

Le pliage – parfois appelé bridage ou pressage – est l’une des techniques les plus importantes et les plus largement utilisées dans la fabrication de tôles.

Le pliage de tôle permet aux fabricants de transformer une pièce de tôle droite en un composant incliné, ce qui peut être beaucoup plus rentable que de souder ou de fixer deux pièces séparées ensemble.

Le pliage de la tôle fonctionne généralement en appliquant une force sur la tôle d’une manière qui provoque une déformation permanente. Cependant, il existe de nombreuses méthodes de pliage différentes et des pièces de machines de pliage qui peuvent être utilisées pour obtenir le meilleur résultat.

Cet article sert d’introduction au pliage de tôle, en examinant les bases du pliage, l’équipement de pliage typique, les types de pliage de tôle et des considérations techniques telles que les tolérances de pliage et le retour élastique.

Qu’est-ce que le pliage de tôle ?

Le pliage de tôle est une technique de travail des métaux utilisée pour transformer des pièces plates de tôle en formes de V, de U ou de canaux.

Il s’agit d’un processus de fabrication important et pratique, car le pliage d’une pièce de tôle plate dans une nouvelle forme est nettement moins cher que, par exemple, l’usinage d’une forme en V, en U ou en canal à partir d’une pièce solide, ou sa coulée dans une fonderie. De plus, le pliage produit une pièce plus solide que, par exemple, le soudage de deux pièces plates de tôle ensemble en forme de V.

De nombreux types de pliage de tôle impliquent l’utilisation d’une machine appelée plieuse, parfois appelée plieuse ou plieuse de tôle. La force peut être appliquée manuellement ou avec, par exemple, l’hydraulique.

Équipement de pliage de tôle

La pièce la plus importante de l’équipement de pliage de tôle est le frein, qui se présente sous plusieurs formes distinctes :

Un frein de corniche est une simple machine à cintrer – et le frein le plus largement utilisé dans la fabrication – qui serre une pièce de tôle sur une surface plane puis, via le mouvement d’une feuille de flexion mobile, utilise la force pour faire des virages droits ou des plis simples.

Une presse plieuse est une machine à plier qui utilise un poinçon mobile et une matrice correspondante. Au cours du processus, la tôle est placée sur la matrice et le poinçon est déplacé avec force dans le métal, le forçant dans la matrice. Selon la forme de la matrice, une presse plieuse peut être utilisée pour réaliser des coudes en V, des coudes en U et d’autres formes.

Un frein à boîte et plateau (également connu sous le nom de frein à doigt) est un autre type de machine à cintrer qui utilise une rangée de «doigts» métalliques pour réaliser plusieurs plis personnalisés. Comme son nom l’indique, le frein à boîte et plateau est souvent utilisé pour fabriquer des boîtes de taille personnalisée.

Une plieuse à barres est une petite machine à cintrer simple avec une seule poignée qui serre la tôle et la plie en un seul mouvement.

Types de pliage de tôle

Il existe différentes variétés de pliage de tôle utilisées pour réaliser différents pliages de différentes manières. Trois de ces méthodes de pliage (pliage à l’air, fond et frappe) utilisent une presse plieuse, tandis que les autres utilisent des machines assorties.

Flexion aérienne

Le cintrage à l’air est une méthode de cintrage de presse plieuse dans laquelle un poinçon force la tôle dans une matrice mais pas jusqu’à ce qu’elle touche les parois de la matrice.

Cette méthode n’est pas aussi précise que d’autres, mais elle est très flexible : elle peut être utilisée pour faire des coudes en V, en U et d’autres formes. Cela s’explique en partie par le fait que la géométrie de la matrice n’a pas besoin de correspondre exactement au pliage de tôle souhaité, puisqu’aucun contact n’est établi entre les deux surfaces.

Creux

Le fond est une autre méthode de pliage de la presse plieuse. Pendant le processus de fond, le poinçon force la tôle entièrement dans la matrice, créant un pli qui correspond à la géométrie de l’intérieur de la matrice. Il faisait des virages en V.

Monnaie

La frappe est un type de pliage de presse plieuse plus coûteux dans lequel un poinçon est abaissé avec une force beaucoup plus grande au niveau de la tôle et dans la matrice, créant une déformation permanente avec très peu de retour élastique. (Cela signifie que le métal ne se déplie pas une fois le poinçon retiré.)

Pliant

Le pliage peut être réalisé sur des machines comme une plieuse à corniche ou une plieuse à barres. La tôle est serrée en place avant qu’une poutre de serrage ne se lève pour plier le métal autour d’un profilé. Le pliage réalise une courbure en forme de V et permet des angles de courbure positifs ou négatifs.

Essuyage

L’essuyage (ou pliage des bords ou pliage par essuyage) est une autre méthode de pliage adaptée aux machines telles que les plieuses à corniche et les plieuses à barres (et dans certains cas les presses plieuses). C’est plus rapide que le pliage mais peut infliger plus de dommages à la surface de la tôle.

Pliage au rouleau

Le cintrage au rouleau est peut-être le processus de cintrage de tôle le plus unique en raison des machines utilisées. Un système de cintrage à rouleaux comporte trois rouleaux cylindriques pour plier la tôle en un arc, et il est donc utile pour la fabrication de tuyaux, de tubes et d’autres pièces arrondies.

Pliage par étapes

Le cintrage par étapes – parfois appelé cintrage par bosses – est un moyen de se rapprocher d’un cintrage incurvé lisse (comme celui produit par cintrage par roulage) à l’aide d’une presse plieuse. En effectuant successivement plusieurs petits virages en forme de V, le cintrage par étapes peut produire ce qui ressemble à un virage incurvé.

Retour élastique après pliage de tôle

Lorsque la tôle est pliée dans une nouvelle forme, elle revient naturellement dans une certaine mesure après la suppression de la force de flexion. C’est ce qu’on appelle le « retour élastique ».

Le retour élastique se produit en raison de la résistance à la compression de la tôle pliée. Lorsque la tôle est pliée, un côté est tiré et étiré, tandis que l’autre côté est comprimé. cependant, étant donné que le matériau a une résistance à la compression supérieure à la résistance à la traction, le côté comprimé résiste avec succès à la déformation et se décomprime lorsque la force est supprimée.

Le retour élastique n’est pas un problème majeur, mais cela signifie que les fabricants doivent compenser le retour élastique attendu en pliant trop la tôle. Si le métal est intentionnellement légèrement trop plié, un petit degré de retour élastique naturel se traduira par l’angle correct.

Bien sûr, le calcul du retour élastique est loin d’être simple, et plusieurs variables affectent la sévérité du retour élastique, notamment le type et le calibre du matériau. De plus, des rayons intérieurs plus grands entraînent un retour élastique plus important.

Allocations pour le pliage de la tôle

Lorsqu’une pièce de tôle est pliée, le côté extérieur au pli s’allonge et ses dimensions sont donc modifiées. Cela signifie que, par exemple, la longueur totale des deux branches d’un coude en V sera plus longue que la longueur d’origine de la feuille.

Donc, si les dimensions sont modifiées, comment concevoir avec précision une pièce, en s’assurant qu’elle s’emboîtera avec d’autres composants ? Comment décidons-nous de la longueur de la pièce de tôle plate ? Pour compenser les changements de dimensions, nous devons incorporer la tolérance de pliage : la différence entre la longueur de la feuille dépliée et la somme des longueurs de chaque jambe de la partie pliée finie.

Les calculs de perte de pliage prennent en compte des facteurs tels que l’épaisseur de la tôle, les rayons de pliage et les angles de pliage. La tolérance au pli requise pour une pièce en tôle peut être calculée à l’aide d’un calculateur de tolérance au pli.

Meilleurs matériaux de tôlerie et calibres pour le pliage

Certains matériaux en tôle se plient mieux que d’autres. Généralement, les meilleurs matériaux de flexion sont malléables et non cassants.

Les matériaux populaires pour le pliage de tôle comprennent :

Acier doux : Peut être plié à n’importe quelle température.
Acier à ressort : Pliable après recuit.
Acier allié 4140 : Pliable après recuit.
Aluminium 5052 : Très pliable par rapport aux autres alliages d’aluminium.
Cuivre : Très pliable.
Les matériaux plus difficiles (mais pas impossibles) à plier comprennent l’aluminium 6061, le titane, le laiton et le bronze.

Comment la direction du grain affecte le pliage de la tôle

La direction du grain de la tôle – la direction dans laquelle les minuscules cristaux de métal sont allongés en raison du laminage d’origine de la tôle – affecte la façon dont elle se plie.

La direction du grain rend la tôle plus solide sur un axe et plus faible sur l’autre. La flexion dans le sens du grain (longitudinalement) peut augmenter le risque de fissuration, de déchirure ou d’épluchage d’orange ; se pencher contre le grain réduit les chances que ces problèmes se produisent.

Mais bien que la flexion contre le grain réduise les risques de rupture, elle nécessite également une plus grande force, car la tôle est plus résistante. Il peut donc en résulter plus de retour élastique et nécessiter une plus grande compensation à cet égard.

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