Encyclopédie
Les procédés de la tôlerie et de la chaudronnerie
Découpe, pliage, poinçonnage, roulage et assemblage : principes, ordres de grandeur et pièges à éviter.
Découpe
Trois procédés se partagent la découpe des tôles. Le laser fibre est le plus répandu jusqu'à 25 ou 30 mm d'acier : faisceau fin, saignée de 0,1 à 0,3 mm, coupe sous oxygène pour l'acier et sous azote pour l'inox et l'aluminium, sans oxydation. Le plasma reste économique sur l'acier épais, avec une coupe moins droite. Le jet d'eau abrasif coupe à froid tous les matériaux jusqu'à 200 mm.
- Diamètre de trou mini au laser : environ l'épaisseur de la tôle (plus petit, la qualité se dégrade).
- Le DXF de découpe se fait au contour réel, sans compensation de saignée : la machine l'applique.
- Les micro-attaches retiennent les pièces dans le squelette pendant la découpe.
Pliage
En pliage en l'air, la tôle repose sur les deux épaulements du vé et l'angle dépend de la profondeur de descente du poinçon. Le rayon intérieur obtenu vaut environ 15 % de l'ouverture du vé pour l'acier doux : c'est le vé qui fait le rayon, pas le poinçon.
Choisir le vé
Règle courante : un vé de 6 à 12 fois l'épaisseur (8 × e en moyenne). Un vé trop petit demande un effort très élevé ; un vé trop grand donne un grand rayon et une aile minimale plus longue.
| Ép. (mm) | Vé (mm) | R int. obtenu (mm) | Aile mini (mm) | Effort (t/m, S235) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 6 – 8 | ≈ 1 | 4 – 5 | 4 – 6 |
| 2 | 12 – 16 | ≈ 2 – 2,5 | 8 – 10 | 10 – 14 |
| 3 | 20 – 24 | ≈ 3 – 4 | 13 – 15 | 16 – 22 |
| 4 | 25 – 32 | ≈ 4 – 5 | 17 – 20 | 22 – 30 |
| 6 | 40 – 50 | ≈ 6 – 8 | 25 – 32 | 35 – 45 |
| 8 | 60 – 80 | ≈ 9 – 12 | 35 – 50 | 55 – 70 |
Valeurs indicatives pour l'acier S235 ; vérifiez avec les abaques du fabricant de vos outils.
Facteur K et longueur développée
Pendant le pliage, la fibre extérieure s'allonge et la fibre intérieure se comprime. La fibre neutre garde sa longueur ; elle se trouve à K × e du côté intérieur. La longueur développée d'un pli vaut angle (en radians) × (R + K × e). K vaut 0,3 à 0,35 pour un petit rayon (R ≈ e) et tend vers 0,5 pour les grands rayons (norme DIN 6935).
Retour élastique
À la remontée du poinçon, la tôle s'ouvre de quelques degrés : 0,5 à 2° pour l'acier doux, 2 à 4° pour l'inox, davantage pour les aciers à haute limite élastique. La presse plie plus fermé pour compenser ; la valeur mesurée sur une éprouvette à 90° reste la référence.
Poinçonnage
La poinçonneuse découpe par cisaillement entre un poinçon et une matrice, avec un jeu de 10 à 20 % de l'épaisseur selon la matière. Elle excelle sur les trous répétitifs, les formes (persiennes, ponts, taraudages) et les grilles ; les machines combinées laser-poinçonnage réunissent les deux.
Chaudronnerie : développés et roulage
Viroles, cônes, rond-carrés et trémies se fabriquent à partir de développés calculés à la fibre moyenne. Une virole de diamètre moyen D a un développé de π × D. Un cône se développe en secteur d'anneau ; un rond-carré associe quatre triangles plans et quatre portions de cône, découpées en génératrices.
- Roulé : la rouleuse donne une forme continue, le développé est exact.
- Plié par facettes : chaque génératrice est un pli à la presse, le développé suit les cordes.
- Cotes : préciser si les diamètres sont intérieurs, extérieurs ou à la fibre moyenne.
Soudage
MIG/MAG pour la productivité sur acier, TIG pour l'inox et la tôle fine soignée, et désormais le laser portatif, qui déforme peu la tôle et réduit le meulage. Les déformations dues au soudage se préviennent dès la conception : points d'accostage, séquences alternées, bords tombés rigidifiants.
Lexique
| Développé | Forme à plat de la pièce, avant pliage ou roulage. |
|---|---|
| Bord tombé | Aile pliée le long d'un bord de la pièce. |
| Dégagement | Entaille qui évite la déchirure à l'extrémité d'un pli. |
| Vé | Ouverture de la matrice de pliage. |
| Facteur K | Position relative de la fibre neutre dans l'épaisseur. |
| Virole | Élément cylindrique roulé de chaudronnerie. |
| Rond-carré | Transition entre une section carrée ou rectangulaire et une section ronde. |
| Croquage | Découpage d'une surface gauche en facettes planes pliées à la presse. |
| Imbrication | Placement des pièces sur le format de tôle avant découpe. |