Perçage de tôles : machines de découpe laser ou de poinçonnage ?

May 26, 2023

FIGURE 1. En matière de perçage, une poinçonneuse se distingue toujours par sa capacité à générer un grand nombre de trous en peu de temps.

Beaucoup de choses ont changé dans la fabrication de métaux au cours des 30 dernières années, en particulier en ce qui concerne le perçage des tôles. Dans les années 1990, la poinçonneuse était la seule voie possible, jusqu'à ce que l'émergence de la machine de découpe laser CO2 change la nature de la conversation.

Dans les années 2000, la technologie de découpe laser était prête à décoller. Au début du 21e siècle, les poinçonneuses restaient encore une option compétitive pour les ateliers de fabrication, en particulier si elles fournissaient une multitude de trous sur un flan de tôle et des formes qui ne pouvaient être dupliquées que dans une presse ou une presse plieuse.

Ce n'est qu'avec l'avènement de la technologie de découpe laser à fibre dans les années 2010 que les fabricants de longue date ont dû repenser à nouveau leur approche en matière de perçage. Ces lasers à semi-conducteurs pouvaient déchirer de fines tôles à une vitesse qui donnait un aspect obsolète aux lasers CO2.

Aujourd’hui, les lasers à fibre ont atteint une puissance de 20 kW et coupent des matériaux plus épais à des vitesses auxquelles peu de gens auraient pu s’attendre lorsque la technologie a fait ses débuts. Les ventes de lasers devraient croître à un rythme accéléré dans les années à venir, à mesure que les entreprises de fabrication de métaux tentent de suivre le rythme des avancées technologiques. Mais qu’en est-il de la poinçonneuse lorsqu’il s’agit de réaliser des trous ?

Bien entendu, le coup de poing a toujours sa place. C'est polyvalent. Les ateliers peuvent créer des formes telles que des persiennes et des gaufrages sans avoir à les déplacer vers une autre machine. Une poinçonneuse est également généralement moins chère qu’une machine de découpe laser fibre.

Mais les poinçonneuses restent des bêtes de somme pour les applications où de petits trous doivent être créés de manière cohérente et rapide (voir Figure 1). Pour ces types d’applications, le poinçonnage pourrait être le moyen le plus économique de produire des trous.

Prenons par exemple la production d'écrans perforés. Les outils de cluster sont généralement utilisés pour perforer ces modèles de trous, car plusieurs poinçons peuvent être utilisés dans un seul outil, maximisant ainsi le nombre de trous créés en un seul coup (voir Figure 2). Imaginez un poinçon comportant jusqu'à 234 broches et créant autant de trous d'un seul coup ! C'est chose faite.

De nombreux modèles de poinçonnage et zones de regroupement différents sont également disponibles, offrant ainsi de nombreux choix de poinçonnage. Par exemple, vous pouvez utiliser un outil en forme d'hexagone pour créer des motifs de trous avec des angles et ajouter un intérêt visuel à l'écran.

Gardez à l’esprit que pour le poinçonnage en cluster, la poinçonneuse doit être capable de fournir la force de poinçonnage requise pour l’application. La force de poinçonnage maximale recommandée ne doit pas dépasser 75 % de la capacité de la presse. La formule suivante peut être utilisée pour estimer la force de poinçonnage requise :

Longueur linéaire de coupe x Épaisseur du matériau x Résistance au cisaillement = Force de poinçonnage en tonnes

FIGURE 2. Un perforateur groupé est un moyen efficace de percer des trous d'un seul coup. Il s'agit d'un ensemble de clusters entièrement guidé à 234 broches.

La longueur linéaire de coupe est égale au périmètre du trou multiplié par le nombre de poinçons dans la grappe. Le périmètre d’un trou rond est 3,14 fois le diamètre. Le périmètre du trou pour un trou façonné, comme l’hexagone, est la somme des longueurs des côtés.

Lorsque vous perforez une feuille comportant de nombreux trous, la feuille va vouloir s'enrouler vers le haut en raison de la force et de la contrainte qui lui sont appliquées dans la zone perforée (voir Figure 3). Pour ce scénario, vous pouvez utiliser des matrices en forme de dôme qui aideront à contrecarrer le curling. Comment cela marche-t-il? Un décapant de forme concave se déplace vers le bas avec la course et fléchit la feuille vers le bas sur la matrice en forme de dôme, ce qui neutralise la courbure vers le haut qui accompagne le poinçon.

Pour une plus grande uniformité tout en aidant à garder les feuilles plates, le motif de perforation peut être modifié pour éviter de concentrer tous les trous perforés dans une seule zone (voir Figure 4). En répétant le motif, une zone peut être remplie de trous avec le même nombre de coups mais sans qu'une pression extrême soit appliquée sur une zone pour compléter un motif de trous.