Fabrication de tôles
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Qu'est-ce que la fabrication de tôles ?
La fabrication de tôles est une technique de construction qui implique le découpage, le pliage et l'assemblage d'acier formé à froid pour créer des structures robustes. Elle permet une fabrication de précision, offrant des solutions de construction durables et flexibles.
Les principaux processus sont les suivants
Découpe au laser : La précision atteint ±0,1 mm, ce qui permet de traiter des contours complexes.
CNC cintrage : Rayon de courbure minimum ≥ épaisseur du matériau pour éviter les fissures
Soudage/rivetage : AWS D1.1 les normes de soudage garantissent la solidité de la structure
Matériaux pour la fabrication de tôles
| Type d'acier | Résistance à la traction (MPa) | Limite d'élasticité (MPa) | Élongation (%) | Scénarios d'application typiques |
|---|---|---|---|---|
| SPCC Acier laminé à froid | 320-400 | 180-250 | 28 | Armoires de commande électrique, boîtiers d'équipement |
| Q235 | 375-500 | 235 | 26 | Supports structurels des bâtiments |
| A36 | 400-550 | 250 | 20 | Bases de machines lourdes |
| Acier inoxydable | Essai de résistance au brouillard salin | Dureté (HV) | Soudabilité | Scénarios d'application typiques |
| 304 | 5000 heures sans rouille rouge | 150 | Excellent | Cadres pour les équipements médicaux |
| 316 | 10000 heures sans rouille rouge | 160 | Bon | Structures de génie maritime |
| 430 | 3000 heures sans rouille rouge | 180 | Moyen | Soutien à l'équipement de cuisine |
| Alliage d'aluminium | Densité (g/cm³) | Résistance à la traction (MPa) | Traitement de surface | Scénarios d'application typiques |
| 6061-T6 | 2.7 | 310 | Anodisation | Boîtiers d'équipements électroniques |
| 5052-H32 | 2.68 | 230 | Pulvérisation | Armatures de pont de navire |
| 3003-H14 | 2.73 | 150 | Electrophorèse | Éléments décoratifs du cadre |
Finitions de surface pour la fabrication de tôles
Finition usinée
Le prototype traité par la machine-outil conserve des traces d'usinage de l'outil.
Anodisation
L'anodisation améliore la résistance à la corrosion et à l'usure des métaux et permet de les colorer et de les recouvrir. Elle convient aux métaux tels que l'aluminium, le magnésium et le titane.
Polonais
Le polissage améliore la finition de la surface et l'attrait esthétique. Il convient aux matériaux tels que les métaux, les céramiques, les plastiques et le PMMA.
Sablage
Le sablage consiste à propulser un matériau abrasif à haute pression ou mécaniquement sur une pièce afin d'obtenir une finition propre, rugueuse et mate.
Finition brossée
La finition brossée crée un motif texturé sur les surfaces métalliques, ce qui renforce l'attrait esthétique. Convient à l'aluminium, au cuivre, à l'acier inoxydable et à d'autres matériaux.
Revêtement en poudre
Le revêtement en poudre est appliqué à la surface de la pièce par adhésion électrostatique, puis durci à haute température pour former un revêtement dense, améliorant la résistance à la corrosion des surfaces métalliques et plastiques.
Finition par galvanoplastie
Le placage métallique est déposé sur les surfaces des matériaux par des procédés électrolytiques afin d'améliorer la résistance à la corrosion et à l'usure. Cette technique convient aux métaux et à certains plastiques.
Oxydation noire
Un revêtement d'oxyde noir est formé sur les surfaces métalliques par oxydation chimique, offrant un faible coût, un processus simple et une réduction de la réflexion de la lumière.
Électropolissage
Élimine les protubérances microscopiques des surfaces métalliques par dissolution anodique électrochimique, créant une surface lisse et dense, exempte de contraintes résiduelles et hautement résistante à la corrosion. Capable de traiter des métaux complexes et des matériaux conducteurs.
Alodine
Forme un revêtement protecteur sur les surfaces par conversion chimique, améliorant la résistance à la corrosion et l'adhérence. Respectueux de l'environnement et doté d'une excellente conductivité, il convient aux alliages d'aluminium et de magnésium.
Traitement thermique
En modifiant la microstructure interne des matériaux métalliques par chauffage, ce procédé améliore la dureté, la solidité, la ténacité et la résistance à l'usure. Il convient aux métaux tels que l'acier, les alliages d'aluminium, les alliages de cuivre et les alliages de titane.
Guide de la fabrication des tôles :
| Problèmes communs | Causes | Solutions |
|---|---|---|
| Coupe imprécise | Précision insuffisante de l'équipement de coupe, fixation instable de la plaque, etc. | Vérifier et ajuster l'équipement de coupe, assurer une fixation stable de la plaque. |
| Écart dimensionnel dans le formage | Moules usés des cintreuses ou des poinçons, épaisseur inégale de la plaque, etc. | Remplacer les moules usés, vérifier et ajuster l'épaisseur de la plaque. |
| Défauts de soudure | Mauvais réglage des paramètres de soudage, mauvaise qualité des matériaux de soudage, etc. | Ajuster les paramètres de soudage, remplacer par des matériaux de soudage de haute qualité. |
| Mauvais traitement de surface | Mauvaise sélection des procédés de traitement de surface, mauvaise opération pendant le traitement, etc. | Choisir les procédés de traitement de surface appropriés et respecter scrupuleusement les exigences du procédé. |
Capacité de fabrication de tôles :
| Paramètres de base | Précision de positionnement ±0,03mm, Vitesse de coupe jusqu'à 8m/min (pour l'acier inoxydable de 1mm) |
|---|---|
| Longueur maximale de pliage | 3100mm, Précision de l'angle ±0.1° |
| Capacité de production | Production mensuelle de 80 000 pièces de tôlerie de précision, taux de défectuosité des cadres de dispositifs médicaux < 1% |
| Compatibilité des matériaux | Prise en charge de matériaux spéciaux tels que l'aluminium, le cuivre, les alliages de titane, etc. |
Avantages de la fabrication de tôles
Fabrication de haute précision
Les tolérances de découpe laser sont contrôlées à ±0,1 mm et la répétabilité de l'angle de pliage atteint ±0,5°, ce qui permet de répondre aux exigences de l'aérospatiale (par exemple, tolérance des trous de montage du cadre de siège d'avion ≤0,2 mm).
Optimisation de l'utilisation des matériaux
La technologie de composition imbriquée permet d'augmenter l'utilisation du matériau de la feuille de 60% avec l'estampage traditionnel à 92%. Cette technologie a permis à un projet de plateaux de batteries d'énergie nouvelle d'économiser 1,2 million de yuans en coûts annuels de matériaux.
Itération rapide
Le temps de cycle entre la conception 3D et la livraison de l'échantillon est inférieur à 72 heures, soit 80% de moins que le développement traditionnel de moules, ce qui en fait un outil idéal pour la validation rapide des prototypes automobiles.
Structure légère
Le cadre en alliage d'aluminium, conçu avec une optimisation topologique, est 40% plus léger qu'une structure en acier tout en conservant une rigidité comparable grâce à la conception nervurée (par exemple, une augmentation de 25% de la capacité de charge d'un cadre de drone).
Durabilité environnementale
Le processus de revêtement par poudre réduit les émissions de COV de 90% par rapport aux revêtements à base de solvant, et le taux de récupération des déchets métalliques dépasse 95%, ce qui est conforme aux normes environnementales du PEC de l'UE.
Application de la fabrication de tôles
Industrie automobile : Le châssis de la Tesla Model 3 utilise un alliage d'aluminium de la série 5, avec des soudures au laser pouvant atteindre 150 mètres de long, ce qui permet de réduire le poids du véhicule de 180 kg.
Murs-rideaux architecturaux : L'armature du mur-rideau du bâtiment utilise un alliage d'aluminium 6061-T6, d'une longueur de 12 mètres en une seule pièce et d'une erreur de rectitude de ≤ 2 mm.
Équipement électronique : Les armoires des stations de base des signaux sont en acier galvanisé (SGCC) avec un revêtement en poudre, ce qui permet d'obtenir un indice de protection IP65 et un fonctionnement stable à des températures allant de -40°C à 70°C.
Équipement médical : Le cadre en acier inoxydable 316L présente une rugosité de surface de Ra ≤ 0,8 μm, est stérilisable à 134°C et est conforme aux normes de l'Union européenne. ISO 10993 les normes de biocompatibilité.
FAQ sur la fabrication de tôles
Utiliser le soudage au laser pulsé avec une largeur de zone affectée par la chaleur inférieure à 0,1 mm.
Souder du centre vers l'extérieur, en utilisant des dispositifs de fixation.
Effectuer un recuit de détensionnement à basse température (300°C pendant 1 heure) après le soudage.
Le matériau est dans l'état de vieillissement T6, ce qui entraîne une plasticité insuffisante.
Rayon de courbure inférieur à l'épaisseur du matériau (par exemple, un rayon de courbure de 1 mm d'épaisseur en 6061 T6 nécessite ≥1,5 mm).
Mesures préventives :
Utiliser un matériau recuit O- ou H32.
Effectuer un recuit local (température 410°C ± 10°C) avant le pliage.
Sablage : Sable d'alumine à 80 mailles, pression de 0,3 MPa
Phosphatation : Revêtement de phosphate de zinc d'une épaisseur de 5-8 μm, résistance à la corrosion ≥ 500 heures.
Pulvérisation : Epaisseur de la couche de poudre 60-80 μm, température de durcissement 180°C x 20 minutes.
Utiliser une section d'acier + renfort en C pour augmenter le moment d'inertie de 30%
Installer des supports à des intervalles ≤ 1,5 m et contrôler la flèche à L/200 (L = portée).
Utiliser de l'acier à haute résistance Q355B, limite d'élasticité ≥ 355 MPa
Normaliser les spécifications relatives à l'épaisseur des matériaux (par exemple, utiliser des épaisseurs de 1,2 mm et de 2,0 mm pour le même produit).
Utiliser la conception modulaire pour réduire les variations de numéros de pièces par 30%
Passage de la production de masse à l'emboutissage progressif, réduisant le temps de traitement d'une seule pièce à 15 secondes
