Novelty Structures propose, avec une solide expérience de fabrication, des services de pliage de tôles en acier au carbone, en acier galvanisé, en acier inoxydable et en aluminium.
Qu’est-ce que le pliage du métal ?
Le pliage du métal est l’une des opérations les plus courantes de la fabrication métallique. Le processus de pliage de la tôle implique l’application d’une force sur une pièce de tôle pour modifier sa géométrie. Cette force provoque une contrainte sur la tôle au-delà de sa limite d’élasticité et une déformation physique permanente sans rupture ni défaillance.
La presse plieuse est un équipement couramment utilisé pour la fabrication de pièces en tôle. Elle fonctionne en abaissant un poinçon sur une pièce de tôle positionnée sur une matrice, créant ainsi la forme souhaitée.
Le pli obtenu dépend des outils utilisés, de la limite d’élasticité et de l’épaisseur du matériau. Un réglage précis du pliage nécessite des connaissances sur les outils, le matériau, les forces et la séquence des opérations ; il requiert donc un opérateur qualifié.
Types de pliage des métaux
Évolution des presses plieuses
Une presse plieuse est une machine qui façonne la tôle selon des formes prédéterminées.
Guide pour un pliage de tôle précis
Défauts courants
Pliage de différents métaux
Difficultés du pliage des métaux
Études de cas de pliage des métaux
Étude de cas 1 — Augmenter la résistance mécanique sans augmenter l’épaisseur
Pièce en acier formée à froid
Un client avait besoin d’une pièce pliée sur mesure en acier S235JR de 6 mm d’épaisseur. La conception et les tolérances de pliage existantes convenaient à l’application, mais le client souhaitait augmenter la résistance mécanique de la pièce sans augmenter l’épaisseur du matériau ni modifier la géométrie finale.
La proposition initiale consistait à remplacer le S235JR de 6 mm par du S355JR de 6 mm, afin d’obtenir un matériau plus résistant à épaisseur identique. Toutefois, choisir un acier plus résistant ne signifie pas nécessairement qu’il se comportera de la même manière lors du pliage.
Analyse technique
Les aciers à plus haute résistance peuvent nécessiter des efforts de pliage nettement supérieurs et être plus sensibles à la fissuration selon leur composition chimique, le rayon de pliage, l’orientation du matériau et les conditions de formage.
Notre équipe d’ingénieurs a étudié l’application et identifié un risque potentiel de fissuration lors du pliage si le S355JR était utilisé. Plutôt que de modifier l’épaisseur de la pièce ou de compromettre les tolérances de pliage existantes, nous avons recherché un autre matériau offrant les propriétés mécaniques requises tout en restant adapté à l’opération de formage prévue.
Solution — Acier S355MC
Nous avons recommandé d’essayer un acier S355MC de 6 mm comme solution de remplacement. Le S355MC est un acier à haute résistance laminé thermomécaniquement, conçu pour le formage à froid. Ses propriétés chimiques et mécaniques le rendent particulièrement adapté aux pièces nécessitant à la fois une résistance accrue et un formage maîtrisé.
Nous avons fabriqué des pièces d’essai en S355MC et évalué le matériau lors des opérations de pliage requises. Les essais ayant été concluants, le S355MC a été retenu pour cette application.
Résultat
Le client a pu obtenir les résultats suivants.
Étude de cas 2 — Remplacer des soudures par des plis
Un client nous a transmis les plans d’un support métallique sur mesure composé de plusieurs éléments en tôle assemblés par soudage. La conception était techniquement réalisable, mais le nombre de liaisons soudées augmentait le temps de production, les manutentions et le nombre d’opérations nécessaires à la fabrication de chaque pièce.
Au lieu de simplement fabriquer la pièce telle qu’elle était dessinée, nous avons examiné la conception avec le client pour déterminer si elle pouvait être produite plus efficacement.
Platine de fixation soudée
Platine de fixation pliée
Flan unique découpé au laser
Analyse technique
Nos ingénieurs ont analysé la géométrie du support et repéré plusieurs endroits où des éléments de tôle distincts pouvaient être intégrés dans un seul flan. L’ajout de plis permettait de supprimer entièrement certaines liaisons soudées.
Solution — Conception pour la fabrication (DFM)
En collaboration avec le client, nous avons simplifié la pièce et remplacé plusieurs liaisons soudées par des opérations de pliage supplémentaires. La gamme de fabrication révisée nécessitait quatre opérations de pliage de plus, mais réduisait considérablement le volume de soudage requis.
Résultat
La modification de la conception a permis d’obtenir les résultats suivants.
Étude de cas 3 — Maîtriser le retour élastique
Retour élastique d’une tôle d’usure
Un client du secteur des carrières et des mines nous a sollicités pour fabriquer des plaques de revêtement latérales de remplacement pour une goulotte industrielle à granulats. Pour résister à une forte usure abrasive, le client demandait des pièces formées à partir de tôles d’usure Hardox 450 de 8 mm.
Les flans plats se découpaient sans difficulté, mais les séries produites en interne par le client présentaient des angles de pliage irréguliers : une fois retirées de la presse plieuse, les pièces finies s’ouvraient régulièrement au-delà des tolérances géométriques acceptables.
Analyse technique
Le pliage des aciers à haute résistance et résistants à l’usure diffère fondamentalement du formage des aciers doux courants. Les matériaux comme le Hardox ont une limite d’élasticité nettement supérieure et présentent donc un retour élastique important, c’est-à-dire une récupération élastique du matériau après suppression de l’effort de formage.
Pour les aciers à haute résistance, l’obtention d’une géométrie finale précise nécessite d’évaluer le procédé comme un système complet et intégré.
Transposer simplement les programmes, les outils et les ouvertures de matrice couramment utilisés pour l’acier doux à des alliages à haute résistance conduit inévitablement à des pièces hors tolérances et à des contraintes accrues sur l’outillage.
Solution — Protocole de formage dédié aux aciers à haute résistance
Notre équipe d’ingénieurs a calculé les caractéristiques de retour élastique propres au lot de Hardox 450 de 8 mm et redéfini les paramètres de formage.
Avant le lancement de la production, nous avons effectué des essais de pliage sur des chutes provenant de la même coulée de matériau afin de vérifier les valeurs de retour élastique et de régler la profondeur finale de descente du poinçon.
Retour élastique après déchargement
Vue de profil schématique
Trait continu — Forme sous charge (dans la presse)
Trait pointillé — Forme finale après déchargement (avec retour élastique)
Résultat
En traitant la tôle d’usure à haute résistance comme une application de formage spécifique, nous avons obtenu les résultats suivants.
Étude de cas 4 — Éviter les déformations lors du formage
Déformation des trous de fixation
Un constructeur de machines industrielles nous a fourni les plans d’une série de supports de moteur renforcés. La conception prévoyait une rangée de trous de fixation de précision de 10 mm destinés à fixer un carter de pompe hydraulique au bâti de la machine.
Le premier lot de prototypes du client, réalisé en découpant au laser tous les éléments sur la tôle à plat avant formage, a entraîné de graves problèmes d’assemblage en atelier. Pendant le pliage, le matériau s’est étiré près de la ligne de pliage, déformant les trous voisins et provoquant un désalignement des boulons lors du montage de la machine.
Analyse technique
Lors du pliage de la tôle, le matériau situé dans la zone du pli subit une déformation plastique localisée : il s’étire sur le rayon extérieur et se comprime sur le rayon intérieur.
Si un trou, une fente ou une découpe se trouve trop près de la ligne de pliage, dans la zone de déformation du matériau, le formage tire le bord de cet élément vers le pli. Il en résulte les défauts suivants.
Le dégagement minimal acceptable dépend directement de l’épaisseur et de la nuance du matériau, du rayon intérieur de pliage et de la largeur d’ouverture de la matrice.
Solution — Analyse de fabricabilité (DFM) et optimisation du procédé
Notre équipe d’ingénieurs a mené une analyse de fabricabilité (DFM) pour évaluer la relation entre la position des trous, l’épaisseur du matériau (5 mm) et le rayon de pliage.
Nous avons proposé au client une solution en deux volets.
Résultat
Les adaptations de la conception et du procédé ont donné les résultats suivants.
Trou près du pli (déformé ou ovale)
Trou éloigné du pli (reste circulaire)
Comment pouvons‑nous vous aider ?
Le pliage de tôle est une méthode majeure de fabrication métallique, et sa réussite dépend d’une sélection rigoureuse des sous-traitants.
Novelty Structures se distingue comme un partenaire fiable, offrant des services de pliage métallique de haute qualité adaptés aux exigences industrielles.
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