Le nivellement des pièces métalliques, des tôles et des plaques peut aider les ateliers de fabrication à éviter le gaspillage

Apr 08, 2023

TOP : avec les matériaux perforés en particulier, les écarts de planéité et les contraintes internes élevées se produisent régulièrement. Le nivellement des pièces et des tôles perforées est un must absolu pour obtenir un produit final de haute qualité. EN BAS : Faire passer une pièce découpée au laser dans un niveleur de pièce supprimera les contraintes et rendra la pièce plate. Il est important de maintenir la planéité pour permettre aux processus en aval d'être effectués avec précision et efficacité.

Combien de fois avez-vous fabriqué une pièce qui ne se formait pas correctement, ne se pliait pas bien ou ne pouvait pas être soudée correctement ?

Vous avez peut-être percé des trous de fraisage et des bords biseautés. Vous mettez du travail et du temps dans la pièce, et maintenant vous êtes obligé de la jeter à la poubelle et d'attendre la semaine prochaine quand elle sera transportée à la casse, rapportant des nickels à la livre.

Il vous est possible d'esquiver la corbeille en utilisant un niveleur de pièces.

La mise à niveau d'une pièce découpée au laser, au plasma ou estampée peut ne pas vous sembler une nécessité. Pour les processus en aval, cependant, une pièce nivelée signifie un meilleur ajustement dans l'assemblage final. Et ce n'est que le début.

De nombreuses déformations et contraintes dans la matière première se produisent lors de la production initiale d'acier dans les aciéries. Les déformations de planéité comprennent les vagues de bord, les boucles centrales et l'arbalète. De plus, les contraintes internes provoquent des retours élastiques et des déformations. La bobine a tendance à conserver la courbure naturelle produite par le processus de bobinage.

Pour libérer ces contraintes internes piégées, vous devez plier le matériau à proximité ou au-delà de la limite d'élasticité du matériau.

Soulagement du stress. Tout ce qui doit être soudé ou assemblé doit être plat afin qu'il s'adapte précisément sans lacunes ni arcs. Cependant, dès que vous commencez à couper et à souder, vous introduisez de la chaleur dans une pièce, elle aura donc tendance à se déformer. S'il ne se déforme pas, il aura des contraintes internes élevées. Ces contraintes internes dans le matériau se manifestent sous la forme de retour élastique et de courbure, ce qui rend très difficile l'obtention d'un résultat de coupe ou de soudage cohérent.

Un niveleur de pièces et de bobines élimine ces déformations en pliant le matériau à proximité ou au-delà de sa limite d'élasticité, puis en le repliant à plat. C'est le seul moyen d'éliminer jusqu'à 99 % des contraintes résiduelles. Si vous ne le pliez pas fortement, vous ne relâcherez pas cette tension ou ce stress.

La limite d'élasticité varie en fonction de la gravité des déformations, du nombre de découpes de la pièce et d'autres spécifications matérielles.

En règle générale, le premier jeu de rouleaux d'un niveleur est réglé à une épaisseur inférieure à l'épaisseur réelle du matériau, généralement entre 40 % et 70 %. Le dernier jeu de rouleaux est toujours réglé à proximité de l'épaisseur réelle du matériau.

Un niveleur peut avoir jusqu'à 21 rouleaux. Au fur et à mesure que le matériau (indiqué en rouge) traverse la série de rouleaux, les contraintes sont supprimées et la planéité souhaitée est obtenue. Les rouleaux sous les rouleaux de nivellement principaux sont des supports pour une rigidité et une longévité maximales de la machine.

Par exemple, un niveleur qui a 21 rouleaux en aura 10 en haut et 11 en bas. Il y a un espace entre le premier ensemble de rouleaux où le matériau entre dans le niveleur. Il est généralement réglé sur une valeur inférieure à l'épaisseur réelle du matériau, de sorte que lorsque le matériau pénètre, il est très fortement plié. Ensuite, lorsque le matériau sort du dernier ensemble de rouleaux de nivellement, il est plat et détendu. Le processus de nivellement ne modifie pas la taille physique ou la structure interne du matériau.

Niveleur, Lisseur. Un malentendu persiste concernant les lisseurs et les niveleurs. Un redresseur peut être une cintreuse à trois ou quatre rouleaux. Souvent, il faut un opérateur qualifié pour retourner la pièce et la remettre en place pour la rendre plate. Mais cela ne supprime aucune des contraintes résiduelles. Le problème avec un redresseur simple est que même si vous pouvez faire en sorte que la pièce soit un peu à plat, vous ne faites que repousser les contraintes internes et ne pas les supprimer.

Même si les pièces semblent droites et plates, elles se déforment à la minute où elles sont chauffées pendant la fabrication. Les pièces ont encore des contraintes internes élevées car elles n'ont pas été nivelées à proximité ou au-delà de leur limite d'élasticité. Lorsqu'ils atteignent le soudeur, qui essaie de souder six pièces ensemble, ils serrent toutes les pièces en place. Mais devinez ce qui se passera pendant le soudage ? Les pièces commencent à s'incliner et les soudures ne sont pas précises.

Éliminer les retouches. La mise à niveau des pièces évite aux fabricants de retravailler, car la fabrication de pièces plates et sans contrainte peut ensuite passer directement au processus de fabrication suivant. Ils doivent être parfaitement plats pour être soudés ensemble dans un assemblage.

En termes de puissance de la machine, il n'y a généralement pas de limites. Cependant, vous pouvez être limité par la taille des feuilles et des pièces ainsi que par l'épaisseur. Si vous pouvez le plier, vous pouvez le niveler, pour la plupart. Ces niveleurs de précision sont extrêmement robustes et puissants. Ils peuvent gérer n'importe quoi, des alliages doux comme le cuivre, jusqu'au matériau de blindage balistique AR-500 pour les chars.

Épaisseur du matériau, largeur. La plupart des bobines mesurent environ ½ po d'épaisseur à 72 po de largeur. Les niveleurs de bobine peuvent niveler cette plage.

Pour les ébauches d'épaisseur de plaque, un niveleur autonome peut gérer une plaque jusqu'à 2½ po d'épaisseur.

Espace au sol. Évidemment, vous avez besoin de l'espace physique dans votre installation pour les machines, comme pour n'importe quelle machine.

Spécifications de planéité. Une analyse technique et un test de nivellement physique doivent être effectués pour déterminer si les spécifications de planéité des matériaux peuvent être atteintes de manière cohérente.

Pièces perforées. Une application pour laquelle le nivellement des pièces est vraiment nécessaire est celle des pièces perforées. Dès qu'une pièce est perforée, elle va se déformer, quelle que soit la qualité de la perforation. Les pièces perforées sont les plus couramment utilisées dans l'industrie architecturale, telles que les grilles HVAC ou les couvertures architecturales avec des découpes complexes.

Le nivellement de la tôle est crucial pour obtenir des résultats de coupe toujours précis sans risquer d'endommager la tête de coupe.

Soudage robotisé. Un robot ne peut pas compenser les écarts de planéité pendant le soudage comme le ferait un soudeur humain.

Assemblages soudés. Celles-ci constituent souvent un goulot d'étranglement car de nombreuses pièces à souder ne s'assemblent pas aussi bien qu'elles le devraient. Les pièces peuvent se courber lors du soudage et des retouches doivent être effectuées, ce qui entraîne des délais de livraison plus longs.

Mise à niveau de la tôle avant la découpe au laser. Si les feuilles ne sont pas nivelées et soulagées, les pièces s'inclinent pendant la coupe, ce qui risque de casser votre tête laser. Cela peut coûter des milliers de dollars, puis vous êtes en panne pendant une semaine ou deux. Lorsque vous nivelez les feuilles avant de les découper au laser, vous les rendez aussi plates que possible et supprimez les contraintes, éliminant ainsi le risque d'endommager la tête laser tout en obtenant des résultats de découpe plus précis.

Mise à niveau de la plaque lourde avant la découpe au plasma. Le même principe qui s'applique à la tôle avant qu'elle ne soit découpée au plasma ou à l'oxygaz s'applique à la tôle.

Segments de l'industrie automobile, médicale et aérospatiale. Ces segments industriels exigent des tolérances de planéité très serrées.

Matériaux de qualité B. Pendant la pandémie et la perturbation de la chaîne d'approvisionnement qui a suivi, de nombreux fabricants ont été aux prises avec des matériaux de qualité inférieure, des prix élevés et de longs retards de livraison. Dans certains cas, les fabricants ne pouvaient tout simplement pas obtenir les matériaux assez rapidement. Le métal étranger bon marché inondait le marché. Une planeuse de précision permet à un fabricant de transformer ces pièces, feuilles et plaques de qualité inférieure en matériaux plats et sans contrainte.

Estampillage. Les niveleurs de bobines sont depuis longtemps utilisés en ligne dans les installations d'emboutissage pour s'assurer qu'une bande de bobine est plate avant qu'elle ne soit acheminée vers une presse pour emboutir les pièces. Certains emboutisseurs ont également des niveleurs autonomes dans leur installation qu'ils envoient des pièces individuelles à travers la ligne de bobine.

Un niveleur est soit mécanique, soit hydraulique. La raison de la différence est que les métaux fins nécessitent un ajustement mécanique, tandis que les métaux épais nécessitent une pression hydraulique.

Imaginez une tôle de 1 mm d'épaisseur entrant dans un niveleur, avec l'entrée réglée à 0,6 mm et la sortie à 1 mm. Si la tôle est mince, elle n'a vraiment pas assez de punch pour écarter les rouleaux de nivellement. Le métal ne voudra pas passer par cette ouverture étroite. Donc, pour les tôles minces, vous utilisez un réglage mécanique - il n'y a qu'un vérin à vis et vous tournez une roue. Ou il peut être équipé d'un réglage motorisé - le poids de la cassette de nivellement supérieure maintiendra à lui seul les paramètres de nivellement constants.

Cependant, lorsque vous entrez dans un matériau de plaque de 0,2 pouce d'épaisseur et plus épais, vous avez besoin d'un niveleur hydraulique. Il y a quatre cylindres, un à chaque coin, et un contrôle d'écart qui maintient toujours constants les paramètres que vous avez entrés. Par exemple, lorsque vous insérez de l'acier de blindage AR-500 résistant aux balles de ½ po d'épaisseur, le matériau veut naturellement écarter les rouleaux de nivellement. Il résistera à mettre une pièce à travers ce virage sévère. C'est pourquoi un niveleur hydraulique est utilisé pour les parties épaisses. Les niveleurs hydrauliques avec contrôle hydraulique de l'écart permettent d'obtenir de bons résultats de nivellement constants.

Lorsque de la chaleur est introduite dans un matériau qui n'a pas été détendu, il peut en résulter un gauchissement, une courbure et un retour élastique. Le nivellement de la pièce, telle que cette pièce découpée au plasma, à travers un niveleur de pièce la rend plate et soulage les contraintes, la rendant prête pour un traitement en aval immédiat.

Il existe une corrélation entre le nombre de rouleaux dont vous avez besoin et la quantité de contraintes résiduelles. Les recherches indiquent que 21 est le nombre maximum de rouleaux dont la machine devrait être équipée. Au-delà, le soulagement du stress devient négligeable.

En règle générale, les matériaux plus minces ont tendance à contenir plus de contraintes internes que les matériaux plus épais. Si vous essayez de plier une tôle mince, elle peut simplement revenir en arrière, appelée retour élastique. Il a tellement de mémoire qu'il ne veut tout simplement pas se plier ou rester à plat. Ainsi, avec du métal de faible épaisseur, vous pouvez utiliser jusqu'à 21 rouleaux. Vous avez besoin de beaucoup de ces virages alternés pour obtenir le meilleur résultat.

Cependant, plus le rouleau est épais et gros, moins il en faut. Les experts de l'industrie peuvent vous aider à déterminer le nombre et la taille des rouleaux dont vous avez besoin en fonction de plusieurs facteurs.

De quel matériel avez-vous besoin pour niveler ? Quelle est la limite d'élasticité ? Quelle est la taille ? Quelle est l'épaisseur ? Une fois qu'ils connaissent les réponses à ces questions, ils peuvent faire des calculs et dire : "Sur la base de ces valeurs, nous considérons que ce niveleur est le plus approprié."

Vous pourriez avoir un morceau de 4 par 4 pieds. aluminium avec des ondulations. Ou vous pourriez avoir exactement la même pièce de taille avec des ondulations et un tas de découpes. Chacun se comportera différemment pendant le leveling. L'un peut avoir besoin d'un réglage différent de l'autre car celui avec des découpes a plus de matériau manquant, donc la résistance du matériau n'est pas aussi élevée ; vous n'aurez peut-être pas à plonger aussi profondément.

Parfois, un niveleur ne peut pas gérer un matériau parce qu'il est trop épais ou trop large. Idéalement, à mesure que l'épaisseur du matériau augmente, vous souhaiterez également un diamètre de rouleau de nivellement plus grand.

Au fur et à mesure que le rouleau de nivellement grossit, vous perdrez également une partie de la capacité de niveler des matériaux plus fins.

En fin de compte, si vous ne pouvez acheter qu'une seule machine, examinez 90 % de vos pièces. Si seulement 10% d'entre eux sont en matériau épais, il ne vaut peut-être pas la peine d'acheter une très grosse machine si 90% de vos pièces de pain et de beurre sont en matériau fin.

Avant, après ou les deux ? Certains fabricants nivellent leur tôle avant la découpe au laser, et d'autres nivellent les pièces coupées par la suite. Cela dépend vraiment de leurs tolérances de planéité et de leur flux de matière.

Beaucoup vont couper, ébavurer, puis niveler. Il est important d'ébavurer avant le nivellement car si vous mettez une pièce avec beaucoup de bavures dans le niveleur, le niveleur poussera ces bavures dans le matériau et vous serez alors coincé à les meuler. Cependant, certains processus de découpe, tels que la découpe au jet d'eau, ne créent pas de bavures, ce qui rend cette étape d'ébavurage inutile.

En fonction de la rigueur de vos tolérances, il est parfois avantageux de niveler les feuilles ou plaques brutes avant de couper pour éliminer les contraintes, puis de niveler à nouveau la pièce coupée, car vous avez probablement ajouté des contraintes dans le matériau lors de la coupe. .

Pour les segments de l'industrie qui nécessitent des tolérances très serrées, comme le domaine médical, le nivellement des feuilles avant la découpe puis le nivellement des pièces découpées est essentiel. Cela garantit des résultats de coupe optimaux, évite les accidents lors de la découpe au laser et garantit une planéité complète et des pièces finales sans contrainte.

Nivelez tout. Utilisez le niveleur à son plein potentiel. Si vous avez une planeuse en interne, rien ne devrait vous empêcher de mettre à niveau toutes les feuilles ou plaques brutes ainsi que les pièces coupées. Si cela ne vous coûte pas beaucoup de temps supplémentaire et fonctionne dans votre flux de processus, nivelez tout. Vous économiserez du temps et de l'argent sur la route car le pliage, le formage et le soudage seront plus précis et cohérents !

Optimisez le flux de matériaux. Il est préférable d'organiser vos processus de manière à ne pas transporter des pièces d'un bout à l'autre de l'usine pour les niveler. Étudiez l'aménagement de votre installation. Supposons que vos pièces en tôle plus épaisse soient découpées sur une table de découpe plasma ou une table oxygaz. Peut-être juste après c'est la machine à ébavurer. Positionnez votre niveleur juste après cela. Ces pièces sont lourdes; potentiellement dangereux de parcourir des distances. Si vous n'avez pas à le transporter et à le charger/décharger plusieurs fois, vous économiserez du temps et de l'argent. Le flux de matières est tout. Les robots peuvent être d'une grande aide pour atténuer les risques de manipulation et libérer les employés pour d'autres tâches importantes.

Envisagez d'agir en tant que processeur de péage. Le processus de mise à niveau est assez rapide. Dans la plupart des cas, le processus dépasse la vitesse des processus en aval. Les fabricants peuvent profiter du temps supplémentaire pour effectuer le travail pour d'autres fabricants. Vous pouvez l'offrir en tant que service de traitement à façon pour d'autres fabricants et fournisseurs de métaux de votre région.

Il est possible que vous gagniez des affaires en fonction de votre capacité à garantir une planéité spécifique en faisant passer une feuille, une plaque ou une pièce dans une planeuse. Le niveleur vous donne la possibilité de fournir un devis aux clients potentiels. Vous pouvez dire : « Hé, nous avons déjà une capacité de découpe au laser. Nous avons une capacité de pliage. Nous pouvons peindre et enduire. Maintenant, nous pouvons également nous assurer que toute la pièce est plate. Et c'est un gros avantage concurrentiel.