Procédé découpage sur presse métallique : fonctionnement et applications

Le découpe des métaux est un procédé à froid, très important dans de nombreux secteurs - de l'électromécanique à l'énergie, en passant par la robotique de cuisine, la distribution automatique, l'éclairage professionnel et la distribution de gaz - qui permet de produire des pièces aux profils nets et reproductibles à partir de bandes enroulées ou de tôles plates.

Définition et principe du découpage sur presse

À partir de la définition du découpe des métaux, il convient de souligner qu'il s'agit d'un processus de travail à froid qui permet de séparer une pièce de la matière au moyen d'un cisaillement entre le poinçon et la matrice, les parties actives du moule, qui sont poussées l'une contre l'autre par une presse.

Le mouvement du poinçon par rapport à la matrice, séparés par un espace limité et fonctionnel appelé jeu, produit le cisaillement du matériau.

Dans ce processus, des matrices dédiées à la forme à produire sont construites et utilisées sous des presses mécaniques ou des servo-presses.

La matière utilisée se présente sous forme de rouleaux de bandes ou de carrés. La forme cisaillée plate est appelée découpage.

Différence entre découpage, poinçonnage et emboutissage

Dans le processus de poinçonnage, des outils standardisés composés d'une matrice, d'un poinçon et d'une presse à tôle sont utilisés sous des machines spéciales appelées poinçonneuses.

Chez Minifaber, les poinçonneuses sont combinées à la découpe laser afin d'obtenir simultanément les avantages des deux processus.

Avec ce processus, la matière utilisée est une tôle plate. Dans le cas de la découpe laser, le pré-trou initial réalisé pour effectuer la découpe est appelé perçage.

Il est important de comprendre la différence entre le découpage et le poinçonnage, car dans les deux cas, le mécanisme physique est le même: le poinçon pénètre dans la tôle jusqu'à ce qu'il déclenche une zone de coupe nette, suivie d'une fracture contrôlée le long du bord de la matrice.

Le découpage laisse quatre marques typiques sur le bord: un petit arrondi au point d'entrée, une zone de coupe lisse, une zone de fracture et une bavure au point de sortie, dont la hauteur dépend non seulement du type de matériau et de l'épaisseur, mais aussi de la précision des outils.

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L’emboutissage est un procédé industriel de fabrication de pièces en métal à partir d’une bande de tôle mince, qui est déformée à froid par un outil monté sur une presse.

Le découpage à l’emporte-pièce est donc un type d’emboutissage dans lequel une matrice est utilisée pour couper et façonner un matériau.

Matériel, outillage et qualité des outils

La qualité du matériau utilisé pour fabriquer les outils de découpage et la précision de l'usinage sont essentielles pour obtenir une bonne coupe et garantir la durabilité des outils eux-mêmes.

L’outillage pour le découpage emboutissage de pièces métalliques est en acier. Les outils pour le découpage de pièces métalliques peuvent peser de quelques dizaines de kilos à plusieurs tonnes.

Dans service de découpage personnalisé impliquant des alliages complexes (par exemple, l'acier inoxydable et les alliages de titane), le choix de l'acier à outils a un impact direct sur la durée de vie de la matrice, la précision des pièces fabriquées et la stabilité de la production.

LS Manufacturing applique une méthode scientifique pour choisir les aciers à outils dans le service de découpe sur mesure, qui dépend du volume de la commande et du type de matériau.

Pour les commandes d'une quantité de 10 000 pièces ou plus, la société se concentre sur l'acier de métallurgie des poudres ASP-23 avec revêtement DLC. Pour les commandes de 5 000 à 10 000 pièces, l'acier à matrice SKD11 avec revêtement TiN est utilisé.

Types de matrices et types de découpage

En fonction du degré de complexité du processus et du nombre d'opérations requises lors de la fabrication, on peut distinguer trois types de découpage :

Matrice simple : il s’agit de la matrice la plus élémentaire, utilisée pour découper et façonner des pièces métalliques à l’aide d’un seul outil de coupe.
Matrice composite : cette matrice utilise plusieurs outils de découpe et de formage pour produire des pièces aux formes plus complexes.
Matrice progressive : ce procédé utilise une séquence de postes de travail pour produire des pièces aux formes très complexes. Chaque station de la matrice progressive effectue une opération différente, et la pièce avance dans la matrice au fur et à mesure que chaque opération est terminée.

La classification ci-dessus est basée sur la complexité des pièces et définit également le processus lui-même.

Avantages du découpage sur presse

La différence entre le découpe de métaux et les autres technologies de découpe thermiques ou mécaniques sans moule réside dans la précision, mais pas seulement.

Avec le cisaillage, une fois que la matrice a été conçue et mise au point, chaque course de presse répète la même séquence, ce qui signifie que vous pouvez obtenir une répétabilité dimensionnelle extrêmement élevée, des temps de cycle minimaux et des coûts unitaires qui diminuent à mesure que les volumes augmentent.

L'avantage de la découpe est qu'il s'agit de la meilleure technique possible si vous devez produire de nombreuses pièces identiques, avec des tolérances répétables et plusieurs étapes combinées dans le même cycle.

La découpe à l’emporte-pièce est un procédé de fabrication industrielle qui présente plusieurs avantages importants, ce qui explique son utilisation très répandue. L’un des principaux avantages de la découpe à l’emporte-pièce est la précision.

Un autre avantage de la découpe à l’emporte-pièce est sa polyvalence, car elle permet de produire des pièces de formes et de tailles différentes.

De plus, il s’agit d’une technologie qui permet une production de masse. Cela permet une fabrication rapide et efficace, ce qui est bénéfique pour les entreprises qui cherchent à augmenter leur capacité de production.

La découpe par presse mécanique repose sur l’utilisation d’une force mécanique ou hydraulique qui actionne un outil de découpe composé d’un couple poinçon-matrice pour découper, poinçonner ou emboutir la tôle métallique.

Parmi les atouts de la découpe par presse mécanique, la rapidité d'exécution est l'un des plus marquants.

La technicité des produits et la mise au point précise de nos outillages permettent d'atteindre des tolérances très serrées pour des découpes précises, même sur des géométries complexes.

Contrairement aux méthodes traditionnelles, la découpe par presse mécanique permet une réduction significative des coûts en diminuant le gaspillage de matière et en optimisant la vitesse de production.

Équipements : presses et cadences

Nous disposons de lignes de presses de dernière génération intégrant des presses mécaniques et des presses hydrauliques de haute précision.

Presses mécaniques excentriques : ce mécanisme performant avec tête mobile offre des cadences élevées de 70 à 600 coups/minute selon le tonnage, optimisant ainsi la productivité pour les grandes séries industrielles.

Presse hydraulique de 15 à 100 tonnes : avec cette puissance modulable et sa mécanique adaptée, nous garantissons une adaptabilité parfaite, même lors de la découpe de tôles épaisses ou de matériaux résistants.

Systèmes automatiques ou semi-automatiques : optimisés pour maximiser la production et s'adapter à des exigences variées en termes de pliage, poinçonnage et de mise au point des outillages.

Applications industrielles et matériaux compatibles

Cette technologie est compatible avec une large gamme de matériaux métalliques : acier, acier inoxydable, aluminium, cuivre et laiton.

Qu'il s'agisse d'une production en petit volume ou d'une personnalisation à grande échelle, nous pouvons répondre à vos besoins.

Aéronautique et automobile : pièces de structure, composants de précision et éléments de sécurité nécessitant une technicité des produits élevée.

Électronique et électricité : supports et boîtiers métalliques, connecteurs industriels avec traitement de surface spécifique.

Tôlerie et mécano-soudure : habillages industriels, pièces en découpage emboutissage sur mesure, pliage poinçonnage de précision.

Industrie ferroviaire et énergie : composants techniques et pièces de maintenance bénéficiant de notre savoir-faire spécialisé.

Problèmes courants, contrôle qualité et solutions DFM

Dans le domaine de la fabrication de pièces automobiles de précision et de dispositifs médicaux, de nombreux ingénieurs acheteurs demandent souvent "comment fonctionne la suppression", mais en réalité, les principaux problèmes auxquels ils sont confrontés sont l'effondrement des bords, une mauvaise planéité ou des coûts d'usinage extrêmement élevés qui entraînent des dépassements de budget.

De nombreuses entreprises subissent des échecs dus à des défauts de processus lors de la fabrication de pièces uniques à haute tolérance.

La capacité DFM est la valeur centrale que service de découpage d'estampage ajouter. Les fournisseurs dotés de capacités DFM internes sont ceux que les ingénieurs privilégient.

Fournisseurs de services de découpage par estampage ceux qui possèdent des capacités DFM internes font bien plus que simplement suivre les dessins. Ils interviennent dans le processus d’optimisation de la conception même au stade de l’enquête.

Dans l'emboutissage traditionnel, si les erreurs de jeu de matrice sont > 0,05 mm, cela entraînera l'effondrement des bords et la déchirure de la pièce, ce qui sera fatal aux pièces uniques soumises à des charges à haute fréquence.

Un contrôle précis du processus garantit le caractère unique de pièces haute tolérance répondant inévitablement aux niveaux standards, de sorte que les assemblages puissent être réalisés sans aucun traitement secondaire, réduisant ainsi les coûts et évitant les risques de défaillance.

Progressive Metal Stamping Die with in line Deburring and Packaging

Solutions techniques pour améliorer la qualité et réduire les coûts

Utiliser le meulage secondaire pour affiner la surface des métaux est non seulement coûteux, mais aussi une perte de temps.

Le rapport des bandes brillantes est le principal facteur indiquant si un meulage secondaire doit être effectué ou non. Plus le rapport est élevé, plus la surface sera fine et précise.

LS Manufacturing utilise une technique de presse unique à trois actions qui, lorsqu'elle est utilisée avec un contrôle précis du jeu de matrice et une huile lubrifiante spéciale extrême pression, le trio permet d'alléger les bavures et les déchirures sur les bords des pièces.

Cette optimisation du processus élimine les coûts élevés Processus de meulage CNC, raccourcit le cycle de production et réduit les coûts unitaires de plus de 20 %.

La sélection scientifique de l'acier à outils réduit la fréquence de maintenance des matrices, réduit les coûts des temps d'arrêt et garantit un service de découpage personnalisé stable et efficace.

Pièces fines, compensation des contraintes et traçabilité

Les pièces d'une très fine épaisseur, inférieure à 0,2 mm, subissent souvent un retour élastique et une déformation lors du découpage, ce qui constitue un véritable casse-tête pour les ingénieurs.

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