Pliage de tôle et la rainure en V

Le rainurage en V rend possible le pliage impossible

Le rainurage en V coupe une rainure qui réduit l'épaisseur du métal au niveau de la ligne de pliage et permet de produire un très petit rayon de courbure extérieur.

Question: Je travaille dans des ateliers depuis de nombreuses années, mais je n’avais encore jamais entendu parler du rainurage en V pour la fabrication de pièces en tôle. Tout ce que j'ai lu sur le sujet, qui n'est pas grand-chose, parle des avantages du rainurage en V, mais pas autant de ce qui se passe après que ces rainures sont dans la partie plate. Avez-vous encore besoin d'une presse plieuse ou la pièce est-elle formée à la main? Comment produit-on le rayon intérieur dans ce type de courbure et comment calcule-t-on la tolérance de courbure et la déduction de courbure? Quand, comment et où utiliserais-je le rainurage en V et quels types de pièces en bénéficieraient?

Réponse: Je suis tombé sur le concept de groove pour la première fois dans les années 1960, mais c’est une autre histoire qu'il vaut mieux ne pas raconter. Quarante ans se sont écoulés et le rainurage a maintenant une interprétation bien différente, du moins en ce qui concerne la fabrication de pièces en tôle et en tôle.

Rainurage du petit

J'ai rencontré le métal pour la première fois il y a environ 10 ans, alors que je produisais des pièces extrêmement petites dans mon magasin. Les matériaux étaient plus minces que 0,012 pouce, avec une tolérance dimensionnelle de ± 0,0015 pouce et une tolérance angulaire de ± 0,5 degré. Pour ces épaisseurs et matériaux, la photogravure était la meilleure option pour produire le plat. La photogravure a fait plus que simplement couper le périmètre de la pièce. Cela m'a également permis d'utiliser des lignes semi-gravées pour établir les lignes de pliage.

Dans le processus de photogravure, un stratifié est fixé aux deux côtés de la feuille. Le stratifié a des découpes où le stratifié est manquant, exposant le métal en dessous. L'acide pulvérisé ronge le métal exposé pour produire les bords des traits et le bord extérieur de la pièce. Pour les lignes de pliage en demi-gravure, un seul stratifié découpé est placé sur un côté de la pièce, à la surface du matériau qui sera à l'intérieur du rayon de courbure, ne réduisant que la moitié de l'épaisseur du matériau tout en déterminant l'emplacement et direction du virage.

Pour un ordre de travail donné, j'ai reçu autant de pièces que nécessaire pour un 12 pouces par 18 pouces. drap. Le concept et le processus ont bien fonctionné à petite échelle. Ces pièces étaient dorées après la formation, ce qui ne laissait pas présager que la ligne de demi-gravure était uniforme. Notez que le processus de photogravure ne fonctionne pas avec tous les types de matériaux.

Rainurage à plus grande échelle

En dehors du monde de la photogravure, nous définissons le rainurage en V pour le pliage en tant que méthode permettant d'établir la ligne de pliage et l'angle de pliage à l'aide de rainures découpées le long de la ligne de pliage. Il est également connu sous le nom de pliage de partition, de découpe en V et de rétro-notation. Le processus de rainurage, effectué par une machine de découpe séparée, produit une découpe en V située au niveau de la ligne de pliage. Après le découpage des rainures, le pliage peut être complété à la presse-plieuse ou même à la main. Au niveau de la presse plieuse, l’opérateur peut plier le métal rainuré selon divers angles et formes à l’aide d’outils standard ou personnalisés.

Les rainures en V conviennent mieux (entre autres) aux épaisseurs de matériau comprises entre 0,031 et 0,236 pouce. Elles fonctionnent avec les métaux ferreux et non ferreux et autres matériaux, y compris les plastiques, l'aluminium, les plaques composites, le laiton, le bronze, le cuivre, l'or, l'argent, zinc, acier inoxydable coloré enduit de PVD, diverses nuances d'acier inoxydable et acier doux.

Pourquoi V-groove?

Certaines pièces présentent des caractéristiques que les méthodes traditionnelles de pliage par presse plieuse ne peuvent tout simplement pas produire. Lorsque l'air forme de la tôle sur une presse plieuse, le poinçon pousse le matériau dans l'espace de la matrice. Pendant le formage, la feuille passe de l'état élastique à son état plastique, où elle reste pliée. L'angle de courbure est défini en fonction de la profondeur de pénétration dans l'espace de la matrice, le rayon de courbure intérieur étant presque égal à l'épaisseur du matériau, en fonction de la largeur de la matrice.

Le comportement de l'axe neutre est au centre de la flexion de la tôle. À l'état plat, l'axe neutre est au milieu de l'épaisseur du matériau. Pendant la flexion, des contraintes de compression se produisent à l'intérieur de la courbe, vers le rayon de courbure interne, tandis que l'expansion se produit vers le rayon extérieur. Ces contraintes déplacent l'axe neutre vers la surface intérieure de la courbe.

Ce décalage de l’axe neutre produit l’allongement que nous observons lorsqu’une pièce en tôle ou en plaque est pliée. Rappelez-vous que l’appartement est toujours inférieur au total des dimensions extérieures de la pièce finie.

Lacunes de la flexion traditionnelle

Les contraintes de traction latérales sur le rayon de courbure extérieur entraînent souvent une décoloration visible à l'extérieur de la courbure, ce qui est inacceptable pour une application architecturale. Le rainurage en V de la feuille ou de la plaque réduit l'épaisseur au niveau de la ligne de pliage, ce qui réduit à son tour l'allongement et la déformation ultérieure provoquée par la force de traction latérale lors du pliage.

Lorsque de longues brides étroites sont pliées sur une presse plieuse, les forces de compression appliquées exercent une déformation sur toute la largeur de la courbure. Cette déformation oblige le matériau à s'allonger longitudinalement (parallèlement à la ligne de pliage), en convexant le bord du pli aux deux extrémités.

En même temps, le rayon de courbure extérieur, soumis à une contrainte de traction, provoque l'allongement léger de la pièce dans le sens de la largeur (perpendiculaire à la ligne de courbure). Cela fait que le rayon de courbure extérieur «s'insère» quelque peu, créant une condition concave au centre. Plus la déformation est importante, plus la condition centre-concave devient prononcée sur le rayon extérieur. Pour la plupart des pièces, cette zone concave n'a pas d'importance, mais dans une application architecturale, c'est un gros problème car elle modifie l'aspect de la pièce finie.

Les rainures en V réduisant l’épaisseur du matériau au niveau de la ligne de pliage, vous verrez moins de concavage qui entraîne des erreurs de rectitude; souvent, le rayon extérieur devient si petit, la concavage n’est pas un problème.

Avec le pliage à l'air conventionnel, vous obtiendrez les meilleurs résultats lorsque vous vous approcherez le plus possible d'une relation un-à-un entre le rayon de pliage intérieur et l'épaisseur du matériau: un pli parfait. Cependant, en fonction du type de matériau et de la trempe, vous aurez peut-être besoin d'une courbure sans rayon. Et vous devez encore laisser une surface extérieure lisse sur la pièce finie.

Parfois, une pièce demande un rayon qui peut être produit avec une forme d’air traditionnelle, et un opérateur qualifié pourrait certainement produire ce type de coudes. Mais il y a tellement d'épaisseurs et de variations de tension dans la zone de tolérance pour un calibre de feuilles particulier. Il n'est pas facile d'obtenir des pièces cohérentes dans le temps et des incohérences dans la presse plieuse peuvent entraîner des variations de l'angle de courbure, du rayon intérieur et de la dimension.

D’où l’avantage d’amincir le matériau au niveau de la ligne de pliage avec un rainurage en V et de réduire ensuite le rayon de pliage. L'amincissement du matériau au niveau de la ligne de pliage affaiblit la courbure, mais si la résistance à la flexion obtenue (inférieure) répond aux exigences du travail, elle devrait alors être une technique viable pour produire des dimensions et des angles de courbure nets, nets et cohérents. Le rainurage en V améliorera également la précision de l'entaille et l'aspect de la pièce finie.

Avantages architecturaux

La méthode fonctionne bien pour les fabrications architecturales. Il permet de réaliser facilement des surfaces décoratives pour des projets tels que des halls de banques, des hôtels, des aéroports, des restaurants, des centres commerciaux et même des équipements de cuisine où la finition et l’apparence générale sont les objectifs principaux. Les fabricants de pièces en tôle pour panneaux architecturaux décoratifs, systèmes de murs et autres composants esthétiques utilisent souvent le rainurage en V pour produire des angles vifs dans les panneaux qui, une fois emboîtés et montés, donnent l’apparence d’une unité homogène.

Le processus produit un très petit rayon de courbure qui répond aux demandes de travaux spécifiques. Le petit rayon de courbure manquera également de marques de matrice excessives que vous auriez d'une opération de frappe ou de talonnage traditionnelle.

Dans les panneaux de grande taille ou épais, le rainurage en V a tendance à réduire la mise en conserve de l’huile sur la surface du métal, contrairement aux méthodes de formage traditionnelles qui introduisent ou amplifient la mise en conserve de l’huile et dans des conditions similaires telles que le froissement et le flambage.

Habituellement, si vous utilisez un rayon intérieur trop petit pour une opération de formage, vous vous retrouverez avec des fissures à la surface extérieure de la courbure. Mais le rainurage en V permet au fabricant d’une pièce d’architecture de répondre aux exigences critiques d’un petit rayon intérieur tout en produisant des pièces sans les marques de pliage des profilés traditionnels. La précision dimensionnelle est parfaite, l'aspect de la pièce finie est remarquable et la précision de l'angle de pliage est excellente.

La flexion avec rainurage en V réduit également les déviations de rectitude du bord du rayon sur les pièces longues et étroites. La meilleure partie est que même des formes compliquées peuvent être produites à la presse plieuse en utilisant des outils aigus standard.

Tromper un professionnel

Là encore, le rainurage en V réduit considérablement l’épaisseur du matériau au niveau de la ligne de pliage. Une application typique peut impliquer de l’aluminium prépeint qu’un magasin doit former sans craquelures (petites fissures) à l’extérieur du coude. Le pliage conventionnel de l'air avec une presse plieuse produit un rayon extérieur relativement grand, encore une fois, car le matériau en dehors de l'axe neutre est en expansion. Cependant, la peinture de surface ne s'étire pas bien, d'où le craquelage à l'extérieur du coude. Les rainures en V permettent de réduire de moitié l'épaisseur du matériau au niveau de la ligne de pliage, de 0,080 à 0,040 po, ce qui permet un rayon de courbure propre et serré.

Néanmoins, l’amincissement du matériau réduit la distance entre le rayon de courbure extérieur et l’axe neutre, ce qui rend le processus difficile au mieux. La courbure veut naturellement se produire au centre de la rainure en V, donc si vous souhaitez effectuer des ajustements mineurs à vos backgauges pour l'emplacement de la courbure, la rainure en V ne coopère pas toujours. En outre, les réglages d'angle de pliage ne fonctionnent pas aussi bien que vous ne le pensez, surtout si l'épaisseur de votre matériau varie.

Le processus de rainurage en V peut également être un défi. Il faudra un certain temps pour atteindre la profondeur de compréhension nécessaire pour appliquer toutes les possibilités offertes par le rainurage en V. Et bien qu'une rainure usinée ait l'air sympa, dans de nombreux cas, cela peut être un ajout très lent et coûteux à un processus de pliage.

Cela dit, lorsque le pli rainuré est terminé, le rayon de courbure extérieur est nettement plus net et plus net, ce qui permet de tromper un professionnel en lui faisant croire que vous travaillez avec des matériaux plus légers.