Pas facile de choisir le bon laminoir à tôles!

La CNC ne peut pas (encore) remplacer la connaissance des experts

Le laminage ou roulage est une technique efficace de déformation plastique des tôles en acier (inoxydable), en aluminium et en cuivre, entre autres. La force exercée doit être supérieure à l'élasticité du matériau à traiter et détermine la largeur et l'épaisseur finales. Pour choisir le bon laminoir, il faut comprendre les propriétés, l'utilisation et les avantages et inconvénients de l'appareil, tout en tenant compte des besoins futurs. Il n'est pas surprenant que la technologie CNC ait également fait son apparition dans ce domaine.

Le laminage est une technique efficace pour la déformation plastique des tôles (Metanox)

Moment de flexion

Le laminage ou roulage est une technique permettant de transformer des éléments métalliques plats en une forme cylindrique ou conique. Pour ce faire, la tôle passe à travers deux ou plusieurs cylindres en rotation. La pression est progressivement augmentée, la tôle se déformant alors de manière contrôlée. La force de déformation doit être supérieure à l'élasticité du matériau à traiter et détermine la largeur et l'épaisseur finales.

Le laminage ou cintrage est une technique permettant de transformer des éléments métalliques plats en formes cylindriques, par exemple (Jörg Machines)

Dès que le moment de flexion est atteint, le bon rayon est acquis. Pour qu'il soit permanent, le matériau doit être contraint au-delà de sa limite d'élasticité. Les paramètres importants à cet égard sont le type et l'épaisseur du matériau.

Lors du laminage, la première et la dernière partie de la tôle restent toujours droites. Cela s'explique par le fait que cette partie n'est pas coincée sur le deuxième rouleau inférieur, alors qu'une tôle ne peut commencer à se plier qu'à partir du moment où c'est le cas. Ce problème peut être résolu en pré-pliant la première partie, en cintrant les extrémités de la tôle à l'angle désiré, de sorte que le corps ne présente plus d'extrémités plates.

Laminage

Le laminage se décline en trois versions: manuelle, motorisée et à commande numérique. Les équipements manuels ne sont plus envisageables dans un environnement industriel, compte tenu des volumes et des exigences de qualité de plus en plus élevées.

Pour choisir le bon laminoir, il faut examiner les différentes propriétés, la méthode d'utilisation, ainsi que les avantages et les inconvénients. Il est important que le laminoir en question réponde non seulement aux besoins actuels, mais aussi aux besoins futurs dans une optique de continuité.

C'est pourquoi on opte de plus en plus souvent pour un laminoir à commande numérique. La commande par ordinateur garantit une qualité et une reproductibilité élevées des produits. Le développement des dernières générations de commandes CNC est centré sur l'utilisateur. Grâce à l'automatisation avec une technologie intelligente et intuitive, de nets progrès ont été réalisés en termes de convivialité, de précision et d'assistance, mais la pratique a montré à maintes reprises que l'ingéniosité technique à elle seule ne l'emporte pas sur les connaissances et les compétences du professionnel.

La force de la déformation doit être supérieure à l'élasticité du matériau traité (Metanox)

LAMINAGE À FROID ET À CHAUD

Il existe essentiellement deux méthodes pour fabriquer une tôle:

Avec le laminage à froid, les températures restent inférieures à la température de recristallisation. Le matériau devient plus dur et prend une texture différente. Avec la technologie dite cool rolling, on utilise de l'azote comme liquide de refroidissement. La baisse de température permet d'augmenter la vitesse de laminage et l'azote a en outre un effet nettoyant sur la surface du métal et sur les cylindres.

Avec le laminage à chaud, la déformation se produit lorsque le matériau dépasse la température de recristallisation; le maximum étant la limite d'élasticité. Toutefois, ce processus peut être réversible. Le laminage à chaud convient aux matériaux épais et le produit final est également plus flexible et plus dur. Toutefois, comme le métal laminé à chaud ne se rétracte pas uniformément, les dimensions sont généralement moins précises.

Lors de la transformation de tôles laminées à chaud, il convient de tenir compte des lignes structurelles créées au cours du processus de fabrication. En effet, la tôle risque de se briser lorsqu'elle est pliée perpendiculairement au sens du laminage.

Landré Machines — Avec un laminoir à commande numérique, la commande garantit une qualité et une reproductibilité élevées du produit (Landré)

Types de rouleaux

Lors du laminage, on a le choix entre deux types de rouleaux: les rouleaux cylindriques, qui permettent de fabriquer des films pouvant être parachevés ultérieurement - par exemple, des tôles laminées dans lesquelles on peut poinçonner ou presser des pièces de carrosserie - et les rouleaux profilés, qui peuvent être utilisés pour produire, entre autres, des profils en T ou en I, des coques, des cônes et/ou des tôles striées. Outre les rouleaux 'classiques', il existe également des versions spéciales. En voici quelques exemples :

le cylindre élargisseur ou rouleau banane, un rouleau/cylindre courbe pour déplisser et/ou créer une expansion du matériau à traiter. Les rouleaux peuvent être équipés d'une déflexion variable ou constante, d'un revêtement en caoutchouc/chromé ou d'une chambre étanche à l'humidité;
un rouleau à tube, utilisé pour cintrer la tôle en forme cylindrique. Ce type de machine est généralement capable de produire des arcs en 2D et en 3D. La rampe d'un escalier en colimaçon en est un exemple;
un rouleau à profil, qui permet de réaliser des motifs dans le métal en le faisant passer entre deux rouleaux avec un profil au choix. Un exemple est la tôle striée, une tôle avec de petits renflements en forme de goutte.

tableau — Avantages et inconvénients d'une installation à trois et quatre rouleaux

Configurations

Laminoir à deux rouleaux

Cette configuration est principalement utilisée pour le pliage de tôles minces ou de tôles perforées; le pré-pliage de la tôle n'est donc pas nécessaire avec cette méthode.

Des deux rouleaux superposés, seul le rouleau inférieur - recouvert d'une couche de plastique élastique (uréthane ou adiprène, par exemple) - est entraîné. Pour les diamètres plus importants, le rouleau supérieur est équipé d'un tuyau de calibrage. Cette configuration se caractérise par une bonne précision de formage du produit final.

Laminoir à trois rouleaux

Cette configuration comprend trois rouleaux qui sont entraînés indépendamment les uns des autres par un système de guides linéaires. Grâce à la disposition symétrique des rouleaux latéraux, il est possible de réaliser un pré-pliage des deux côtés sans devoir retirer la plaque métallique située entre les deux. Le rayon souhaité est obtenu en positionnant correctement les rouleaux latéraux. On distingue ici trois types de disposition :

la configuration pyramidale: deux rouleaux minces espacés d'une distance fixe sont entraînés simultanément. L'épais rouleau central tourne librement. Il peut être réglé en profondeur si nécessaire. Cette opération doit être effectuée aux extrémités, faute de quoi des déviations de forme (peuvent) se produire;
la configuration asymétrique: trois rouleaux de même diamètre, le rouleau inférieur et le rouleau supérieur étant entraînés. Le rouleau supérieur a généralement une position fixe; le rouleau inférieur est vertical, le rouleau latéral est mobile en diagonale. Le pré-pliage n'étant effectué que d'un côté, il est nécessaire de tourner la plaque;
la configuration à double asymétrie: les rouleaux sont entraînés séparément, le rouleau supérieur ayant une position fixe tandis que les deux rouleaux inférieurs peuvent être réglés indépendamment l'un de l'autre. L'avantage par rapport à la variante simple est que les deux extrémités de la tôle peuvent être pré-pliées sans qu'il soit nécessaire de tourner la tôle.

Laminoir à quatre rouleaux

La cintreuse circulaire à quatre rouleaux, relativement coûteuse, est équipée d'un rouleau supérieur fixe, d'un rouleau inférieur réglable verticalement et de deux rouleaux de cintrage réglables en diagonale. En général, cette machine est entièrement CNC et doit être actionnée par un opérateur expérimenté.

Les avantages de cette machine sont les suivants: des temps de préparation courts, l'alignement de la tôle se fait contre le rouleau de cintrage du côté de la sortie, en l'entraînant avec les rouleaux de cintrage inférieur et supérieur; le cintrage automatique de la deuxième extrémité de la tôle est possible sans avoir à tourner/réinitialiser la tôle. Ceci est particulièrement avantageux si la tôle est très grande ou dans le cas d'une automatisation et d'une grande précision en ce qui concerne la rondeur du produit fini.

Dans le cas du réglage du rayon, le rayon est obtenu en pliant progressivement la pièce plate dans la forme souhaitée, perpendiculairement à la tôle ou sous un certain angle (Hoekman RVS)

Alternative

Tous les produits ne sont pas 'laminables'. Par exemple, la forme demandée peut être trop aiguë, le rayon souhaité trop petit ou la tôle trop large. Le laminage des cônes n'est également possible que dans une certaine mesure (voir encadré).

Une alternative au laminage est le réglage du rayon ou le réglage par paliers, où le rayon est obtenu en pliant progressivement la partie plate dans la forme souhaitée, soit perpendiculairement à la tôle, soit selon un certain angle. En outre, les lignes de pliage ne doivent pas nécessairement être parallèles, ce qui permet de définir une conicité. Pour des épaisseurs de tôle allant jusqu'à 6 mm, le réglage par paliers peut être presque entièrement automatisé, avec un résultat final particulièrement bon sur un centre de pliage à plat.

LAMINER DES PRODUITS FINAUX CONIQUES

La fabrication de pièces coniques est un métier à part entière. Comme le diamètre du cône varie, la vitesse circonférentielle du rouleau de cintrage doit être différente au début de la tôle et à la fin, sinon la tôle commence à se tordre.

Dans une installation équipée pour le cintrage conique, les rouleaux sont disposés en forme de pyramide et les rouleaux inférieurs sont placés parallèlement au rouleau supérieur. Un élément essentiel est le sabot de freinage, qui est protégé contre l'enroulement et agit comme un frein. Comme le plus petit diamètre du cône passe plus lentement entre les rouleaux que le plus grand, il est question d'un passage de tôle corrigé.

Avec la collaboration de Jörg Machines, Landré et Metanox