Guide pratique pour choisir les matériaux des pièces en tôle

Les pièces de tôlerie sont à la base de toutes les industries actuelles. De l'automobile à l'aéronautique, des façades de maisons aux machines lourdes, elles sont omniprésentes. Cette diversité a permis à l'industrie de l'usinage d'atteindre progressivement de nouveaux sommets. Le secteur de l'outillage et de l'usinage en Europe a atteint 15,9 milliards d'euros en 2024, contre 12,4 milliards d'euros en 2020. Cela témoigne de l'acceptation mondiale du procédé d'usinage.

Un processus d'outillage efficace commence par le choix des bonnes pièces de tôlerie . Cependant, face à un tel choix, choisir la pièce de tôlerie adaptée à votre processus peut s'avérer complexe. Rejoignez-nous pour vous simplifier la sélection. Cet article vous explique tout ce que vous devez savoir pour choisir les pièces de tôlerie adaptées à chaque tâche.

Quels sont les différents types de fabrication de tôles ?

La fabrication de tôles est un procédé permettant de façonner des feuilles de métal minces. Ces feuilles subissent plusieurs étapes, telles que le moulage, le soudage, le poinçonnage, le pliage, la découpe et bien d'autres, selon le résultat souhaité.

Parlons de certains des procédés de fabrication de tôles les plus populaires  :

Coupe:

La découpe est l'un des procédés fondamentaux de fabrication des métaux. Elle permet aux fabricants de former des tôles de dimensions spécifiques pour répondre à divers besoins. Cette étape fait appel à des procédés manuels et automatisés, allant des découpeuses plasma manuelles aux machines CNC.

Les différents types de coupe suivants sont couramment utilisés :

• Découpe à la cisaille (procédé manuel et moins précis)

• Coupe sans cisaillement (semi ou entièrement automatique, très précise)

Le type de découpe choisi dépend entièrement de l'application envisagée. Par exemple, la découpe de tôles est utilisée pour des applications moins critiques et dans les petites et moyennes industries. En revanche, la découpe sans cisaillement est privilégiée pour les applications haut de gamme en raison de sa précision et de son exactitude.

Formation

Ce procédé est différent du découpage. Lors du découpage, nous découpons les feuilles aux dimensions souhaitées. Lors du formage, nous plions mécaniquement la feuille pour obtenir la forme et les propriétés souhaitées.

La formation est un processus multidimensionnel. Elle implique généralement :

• flexion

• Estampillage

• Profilage

• Étirage

• Filage

Choisir le bon procédé de formage signifie réduire les déchets, augmenter la flexibilité de conception, améliorer les délais d’exécution et garantir une qualité répondant à des normes de qualité strictes.

Perforation

Ce procédé permet de percer des trous dans vos pièces de tôle sur mesure. Un poinçon métallique est utilisé pour perforer les tôles aux emplacements requis. Ce procédé est efficace pour les grandes industries ayant des besoins d'outillage variés.

Assemblée

Il s'agit probablement de la phase la plus critique du processus d'outillage. Elle consiste à assembler les différentes pièces pour réaliser l'assemblage final. Une seule erreur et le produit final ne correspond pas au prototype.

Cette phase comprend normalement :

• Soudage

• Rivetage

• Brasage

• Adhésifs industriels.

Le type de processus d'assemblage utilisé dépendra de l'utilisation du produit, du budget de votre client et des exigences globales de finition.

Revêtement en poudre (en option)

Bien que ce procédé n'affecte pas directement les propriétés mécaniques de l'assemblage final, il permet d'améliorer considérablement la finition globale. Dans ce procédé, une poudre électrostatique est appliquée sur un composant métallique chargé (ou sur l'assemblage complet).

Quels sont les matériaux de tôle les plus couramment utilisés ?

Tout comme la diversité des procédés impliqués, le processus d'outillage utilise une gamme tout aussi diversifiée de métaux. Le marché mondial de la tôle connaît une croissance rapide, avec un chiffre d'affaires atteignant 484,6 milliards de dollars américains d'ici 2032. Cela représente une augmentation de 4,9 % du TCAC.

Et quels sont les métaux qui contribuent à cette augmentation ? L’acier, l’aluminium et d’autres.

Voici quelques-uns des matériaux les plus couramment utilisés dans les pièces en tôle :

Alliages d'aluminium

L'aluminium est largement utilisé comme tôle dans diverses industries. Parmi les alliages d'aluminium couramment utilisés en usinage, on trouve :

• Aluminium 5052

• Aluminium 5754

• Aluminium 5083

• Aluminium 6060

Avec une résistance à la traction allant de 173 à 540 mégapascals (MPa) , ces alliages d'aluminium servent diverses industries, de l'automobile à l'aérospatiale.

Acier inoxydable

L'acier est reconnu pour son excellente soudabilité et sa résistance exceptionnelle à la traction sous contrainte. Voici quelques alliages couramment utilisés pour l'usinage :

• Acier 1.0117

• Acier 1.0038

• Acier 1.0117

• Acier 1.7218

• Acier 1.0044

• Acier 1.0503

Ces alliages d'acier présentent une résistance à la traction de 350 à 630 mégapascals (MPa) . Dotés d'une excellente résistance à la corrosion, d'une bonne usinabilité, d'une soudabilité et d'une résistance à la traction inégalée, l'acier est l'une des tôles les plus utilisées au monde.

Laiton

Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc. Il contient généralement 55 à 95 % de cuivre et 5 à 45 % de zinc. Une teneur en zinc plus faible facilite le moulage, le brasage et le façonnage du laiton. En revanche, une teneur en cuivre plus élevée forme une couche oxydante qui le rend résistant à la corrosion.

Bien qu'il s'agisse des tôles les plus courantes, il existe d'autres métaux comme le cuivre, l'acier doux, l'acier galvanisé et le titane utilisés pour des applications spéciales.

Voici à quoi ressemble la comparaison des coûts de différents métaux, le cuivre étant l'option la plus onéreuse. Les alliages d'acier sont les fers de lance de l'industrie de l'outillage et offrent un excellent rapport qualité-prix.

Facteurs mécaniques importants dans la sélection des matériaux de tôlerie

Dans tous les domaines, une règle s'applique : plus on en sait, plus on est stressé à l'idée de prendre une décision. Maintenant que vous connaissez les différents procédés d'usinage et les types de pièces en tôle, choisir le procédé le plus adapté à votre processus devient difficile.

Cependant, si vous tenez compte des facteurs suivants, vous pouvez sélectionner le bon matériau de tôle :

• Résistance à la traction (importante pour les composants structurels et les points porteurs)

• Limite d'élasticité (critique dans les opérations de formage et de pose)

• Ductilité (un facteur important dans les panneaux de carrosserie automobile et les appareils de cuisine)

• Dureté (elle a un impact direct sur la durabilité et la résistance à l'usure)

• Formabilité (elle affecte le pliage, le poinçonnage et d'autres opérations de formage)

• Résistance aux chocs (une résistance aux chocs plus élevée est indispensable dans les environnements soumis à de fortes contraintes et à des vibrations)

• Résistance à la corrosion (indispensable pour une durabilité à long terme)

La bonne approche consiste à garder à l'esprit l'utilisation finale, puis à sélectionner le matériau le plus adapté au procédé. Les facteurs ci-dessus permettent de déterminer si le matériau choisi convient à l'application souhaitée.

Quels procédés de fabrication et de production peuvent être réalisés avec différentes tôles métalliques ?

Les pièces de tôlerie sur mesure sont utilisées dans presque tout ce que nous voyons aujourd'hui : des pièces de tôlerie automobile à l'électronique, en passant par le mobilier et bien d'autres domaines.

Voici quelques-unes des industries/processus qui bénéficient le plus des tôles :

• Industrie automobile

• Industrie aérospatiale

• Construction et architecture

• Machines et équipements industriels

• Électronique grand public

• Mobilier et design d'intérieur

• Équipement médical

• Secteur de l'électricité et de l'énergie

Et la liste est longue… Ces pièces en tôle sont partout ; il suffit d’avoir l’œil pour les voir.

Derniers mots

Choisir la bonne pièce de tôlerie peut vous permettre d'économiser des coûts de reprise supplémentaires, d'offrir une grande durabilité et de prolonger la durée de vie de tout projet d'usinage. En tenant compte des facteurs mentionnés ci-dessus, vous êtes sûr de faire le bon choix, adapté aux exigences de votre projet.

Si vous recherchez un fabricant de pièces de tôlerie de premier ordre, ne cherchez pas plus loin que BERGEK. Fort de plus de 8 ans d'expérience dans le secteur et de plus de 120 000 projets réalisés, BERGEK a développé une vaste gamme de pièces de tôlerie sur mesure parfaitement adaptées aux exigences de votre projet.

FAQ :

Q : Quelle est la différence entre la fabrication de tôles et l’emboutissage ?

R : La fabrication est un terme général qui couvre l'ensemble du processus, de la découpe à l'assemblage. L'emboutissage est un procédé de formage spécifique à haute efficacité utilisant des matrices dédiées, particulièrement adapté à la production en grande série.

Q : Quelle nuance d’aluminium ou d’acier inoxydable dois-je choisir pour mon projet ?

R : Pour l'acier inoxydable, le 304 est une nuance polyvalente, le 316 offre une résistance supérieure à la corrosion et le 430 est moins cher. Pour l'aluminium, le 6061 est robuste et soudable, le 5052 est résistant aux environnements marins et le 3003 offre une bonne formabilité.

Q : Quelle épaisseur une presse poinçonneuse CNC peut-elle supporter ?

R : En règle générale, une presse poinçonneuse CNC typique peut traiter jusqu'à 3 mm d'acier inoxydable, 4 mm d'acier doux et 5 mm d'aluminium.

Q : Qu’est-ce que la « règle des 4T » dans la conception de tôles ?

R : La règle 4T est une directive DFM clé stipulant que les trous ou autres éléments doivent être à au moins 4 fois l'épaisseur du matériau (4T) d'une ligne de pliage pour éviter toute déformation.

Q : Pourquoi la certification ISO 9001 est-elle importante pour un fabricant de tôles ?

R : La certification ISO 9001 indique qu'un fabricant dispose d'un système de gestion de la qualité mature, garantissant une qualité de produit constante, une amélioration continue et une concentration sur les besoins du client, ce qui se traduit par une plus grande fiabilité pour le client.

Q : Comment est calculé le coût d'une pièce en tôle ?

R : Le coût est déterminé par plusieurs facteurs, notamment le coût des matériaux, le coût de traitement (temps machine x taux), le coût d'installation, le coût de la main-d'œuvre, le coût de finition et les frais généraux.

Q : L’impression 3D est-elle moins chère que la fabrication de tôles ?

R : Cela dépend du volume. Pour les prototypes uniques ou les petites séries, l'impression 3D est généralement moins chère. Pour la production en grande série, les procédés traditionnels de tôlerie sont bien plus rentables par pièce grâce aux économies d'échelle.

Q : Comment fonctionne l'anodisation ?

R : L'anodisation est un procédé électrochimique principalement utilisé pour l'aluminium. La pièce est immergée dans un bain d'électrolyte acide, traversé par un courant électrique, ce qui forme à sa surface une couche d'oxyde d'aluminium dure, durable et résistante à la corrosion. Cette couche peut également être teintée.

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