La tôlerie industrielle est le processus de travail des métaux qui forme de nouveaux produits à partir de divers types de tôle. Les procédés de chauffage sont utilisés pour durcir ou ramollir la tôle en la chauffant ou en la refroidissant jusqu’à ce qu’elle atteigne le niveau de dureté souhaité. Et ce, sous une forme qui est utilisable. Plusieurs techniques importantes peuvent être utilisées dans le processus de traitement thermique. Notamment le recuit, la trempe, le renforcement par précipitation et le revenu.
Une brève histoire de la tôlerie industrielle
Quiconque recherche la plus ancienne forme de travail des métaux rencontrera inévitablement la forge. En forgeage, les métaux sont usinés à force, par exemple à l’aide d’un marteau. De nos jours, cette forme de travail du métal est très rare dans le secteur industriel. Et est plutôt utilisée dans le secteur artistique. Les premières tôles étaient faites de matériaux tendres comme l’argent et l’or. Au cours du travail des métaux, les forgerons ont pu façonner ces matériaux en feuilles minces, à partir desquelles des bijoux et des pièces de monnaie ont ensuite été fabriqués par exemple.
Un peu plus tard, les matériaux fer et cuivre ont également trouvé leur place dans le traitement de la tôlerie industrielle. Surtout au haut et à la fin du Moyen Âge, des tôles de fer étaient utilisées pour fabriquer des armures de chevalier. A cette époque, le laminage était encore inconnu dans la métallurgie. Au lieu de cela, la tôle a été traitée avec des marteaux ou des coups de marteau jusqu’à ce que les matériaux aient l’épaisseur souhaitée. Bien sûr, la tôle, l’argent et l’or étaient des matériaux précieux – uniquement en raison de la valeur des matières premières. Cependant, les tôles de fer sont également devenues un produit coûteux. Car le traitement des tôles était très complexe et prenait beaucoup de temps. Les matières premières devaient être façonnées en tôle par un travail manuel pur et à l’aide d’outils simples. Le traitement de la tôle exigeait donc un haut degré de pratique et d’expérience.
Lorsque de gros marteaux actionnés par la force hydraulique ont été utilisés pour la première fois, cela a conduit à des simplifications dans le travail des métaux. Bien que les marteaux raccourcissent le temps de travail de la tôle en raison de leurs dimensions et de leur poids énorme, le temps de production peut encore prendre plusieurs jours, selon la taille de la tôle. Les premières machines à travailler les métaux ont finalement été développées pendant la révolution industrielle. Ceux-ci ont été utilisés pour laminer des lingots de métal pour produire de la tôle. Cela a non seulement réduit considérablement le temps de production dans le travail des métaux, mais a également amélioré la qualité des tôles en termes de planéité et d’épaisseur. En conséquence, la tôle est non seulement devenue moins chère. Mais elle a également été utilisée pour fabriquer un grand nombre d’autres produits.
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La tôle : qu’est-ce que c’est ?
La tôle n’est pas un matériau spécifique. Le terme est plutôt utilisé pour les métaux qui ont été façonnés. En règle générale, la tôle a une forme rectangulaire. Il est également caractéristique que l’épaisseur d’une feuille soit considérablement inférieure à celle de sa longueur et de sa largeur.
En plus de l’acier, de nombreux autres métaux tels que le cuivre, l’aluminium et l’or ainsi que les alliages de laiton peuvent être transformés en tôle. Pour être transformés en tôle, cependant, les matériaux utilisés doivent avoir des caractéristiques spécifiques, c’est-à-dire une certaine ténacité et rigidité, et bien sûr être ductiles, c’est-à-dire formables. Ces exigences entraînent des restrictions quant aux matériaux pouvant être utilisés. Ainsi, il n’est pas possible de transformer des matériaux très cassants ou extrêmement rigides en tôle.
Machines et outils pour le travail de la tôle – Tôlerie industrielle
Au cours de l’usinage de la tôle, différents outils et machines peuvent être utilisés. Une distinction étant faite entre les outils à main et les outils électriques. Les outils à main comprennent des limes, des scies à fer, des punaises, des pinces à riveter à l’aveugle, des pinces, des marteaux, des fers à coque, des pistons de lime, des pistolets éjecteurs, etc. Les outils électriques, quant à eux, comprennent les perceuses, les perceuses à percussion, les meuleuses orbitales, à bande et à orbite aléatoire, les fers à souder, les lasers, etc.
Processus de fabrication et traitement de la tôle
Les différents procédés de fabrication du traitement des métaux et du travail de la tôlerie industrielle :
Formage – laminage, pliage, forgeage, étirage, etc.
Le procédé de fabrication de formage constitue un groupe majeur dans le travail des métaux. Avec ce procédé de fabrication, la cohésion du matériau est maintenue. Cependant, au cours du traitement de la tôle, la forme déjà existante d’une pièce est modifiée par déformation plastique. Un exemple de formage dans le traitement des métaux est le laminage de l’acier.
En général, une déformation plastique se produit au cours du processus de formation lorsque les atomes, situés sur les plans dits de glissement, commencent à se déplacer sous l’effet de forces externes. Les modifications des propriétés technologiques et physiques du matériau survenant lors de l’usinage de la tôle sont regroupées sous le terme de “durcissement”. En général, la résistance à la déformation des métaux à température ambiante est plus élevée qu’à une température de formage correspondante. Le formage plastique de l’acier, par exemple, peut être réalisé à des températures élevées. En effet, avec beaucoup moins de travail et d’efforts qu’à température ambiante. De plus, les températures élevées lors du traitement de la tôle contribuent à la recristallisation immédiate de la microstructure. Et aussi, ne conduisent pas à un durcissement.
Séparation – coupe, poinçonnage, etc.
Dans le cadre du procédé de fabrication par séparation, la forme d’un corps solide, c’est-à-dire d’une pièce, est modifiée en éliminant localement, c’est-à-dire en réduisant, la cohésion. Dans cette forme de traitement de la tôle, la forme finale de la pièce est donc contenue dans sa forme d’origine. La séparation est une technique de travail des métaux, qui comprend également le démantèlement des corps composites. Le groupe principal “Séparation” peut être subdivisé en six sous-groupes. Il existe les sous-groupes suivants :
- Scission
- Ablation
- Démontage
- Nettoyage
- Usinage avec des arêtes de coupe déterminées géométriquement
- Usinage avec des arêtes de coupe géométriquement indéterminées
Les processus de coupe dans le travail de la tôle comprennent le sciage, le fraisage, le limage, le perçage, le tournage, le rodage, la découpe thermique, le brochage et le rodage. La coupe par coin et la coupe par cisaillement, en revanche, sont des processus de séparation. Pendant le travail des métaux, le processus de coupe proprement dit à lieu au point d’action. C’est-à-dire au point où l’outil ou la machine agit sur la pièce. En ce qui concerne le processus de coupe en tôlerie industrielle, il est à noter que les mouvements relatifs. En fait, les mouvements de coupe, d’avance et d’avance, sont nécessaires et sont effectués par l’un des partenaires actifs. La puissance ou l’énergie fournie de l’extérieur pour effectuer le processus de séparation est convertie en puissance de friction, de déformation et de séparation au point d’action. Elles sont dissipées sous forme de chaleur via la paire active.
Assemblage – soudage, brasage, etc.
L’assemblage est également l’un des principaux groupes de production dans la technologie de fabrication du traitement de la tôle. Dans le cadre de ce processus de travail des métaux, deux ou plusieurs corps solides sont assemblés de manière permanente. Il est important que les corps prennent une forme géométrique spécifique grâce au traitement de la tôle. Cela se fait en partie en utilisant un “matériau sans forme”, c’est-à-dire que la forme du matériau n’est pas définie. Par exemple, l’adhésif compte comme une substance sans forme.
L’adhésion a également d’autres groupes de processus qui appartiennent à la métallurgie. Il s’agit par exemple du brasage, du soudage, du collage ainsi que du vissage, de l’assemblage par cisaillement et refoulement ou rivetage. Afin d’établir une connexion entre les pièces, d’autres composants tels que des goupilles, des vis, des cales ou des rivets sont parfois nécessaires. De plus, des outils spécifiques tels que des fers à souder, des clés à chocs, etc. sont utilisés dans cette technologie de production.
Tôlerie industrielle : Traitement de surface
En métallurgie, le terme « technologie de surface » recouvre toutes les technologies permettant de modifier les propriétés de surface des pièces. Il est important à cet égard que la fonction première d’une pièce en métallurgie puisse être complétée par un traitement de surface avec des fonctions supplémentaires. Le principe de séparation fonctionnelle entre la surface et le volume d’un outil ou d’un composant est l’objectif premier de cette technique de fabrication par usinage de la tôle.
Le volume d’une pièce a une fonction spécifique et certaines caractéristiques telles que l’usinabilité, la résistance, le poids, etc. Si un processus de technologie de surface est utilisé dans l’usinage de la tôle, la pièce ou l’outil peut être optimisé de manière à répondre à un profil d’exigence spécifique et à disposer d’un large éventail de fonctions. Ceux-ci peuvent inclure les éléments suivants :
- Fonction barrière, isolation thermique, diffusion, perméation, résistance à la corrosion)
- Protection mécanique (frottements, usure)
- Fonction optique (décoration, absorption, réflexion)
- Intégration fonctionnelle (impression fonctionnelle, processus d’impression)
- Fonction électrique (isolation électrique, conductivité)
Différentes méthodes peuvent être utilisées pour effectuer un traitement de surface dans le traitement de la tôle. Les traitements de surface en métallurgie sont donc affectés à différentes classes de processus, qui sont les suivantes :
- Enlèvement de surface (électropolissage, brunissage)
- Revêtement de surface (chromage, revêtement en poudre, peinture)
- Traitement de surface mécanique (grenaillage, polissage, meulage)
- Traitement chimique de surface (décapage, dégraissage, nettoyage
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