La différence, les caractéristiques et les précautions des procédés de coupe et de cisaillement

 La différence et les types de coupe et de cisaillement

Le découpage consiste à couper et à séparer une pièce en différents objets. Le découpage est l'une des méthodes de transformation les plus utilisées, non seulement dans l'industrie manufacturière, mais aussi dans notre vie quotidienne. Un autre terme similaire à celui de coupe est celui de cisaillement. Nous présentons ici la différence entre le découpage et le cisaillage, ainsi que les types d'opérations de découpage.

• La différence entre la coupe et le cisaillement

Couper signifie couper ou séparer quelque chose. En d'autres termes, le découpage est le processus de séparation des pièces. Il existe de nombreuses façons de couper, par exemple à l'aide d'un outil tel qu'une scie, ou en utilisant un arc électrique pour faire fondre le matériau. Le cisaillage est l'un de ces procédés de coupe.

Le cisaillement désigne le déplacement et la déformation de la section transversale d'un composant dans la direction de la force externe sous l'action d'une paire de forces externes latérales étroitement espacées et dirigées de manière opposée. Lorsqu'il ne peut être déformé, le cisaillement commence par une coupe destructive, ce qui est le principe de fonctionnement du cisaillement. L'un des outils de cisaillement les plus connus est le "ciseau", qui cisaille le papier en appliquant une force de haut en bas par rapport au papier.

• Types et caractéristiques des procédés de coupe

Les processus de coupe sont classés selon les cinq types suivants, en fonction de l'outil utilisé pour la coupe.

Coupe de gaz : La chaleur générée par la combustion du gaz est utilisée pour faire fondre et couper des matériaux en acier. Lors de l'utilisation d'un découpeur à gaz, comme pour le soudage, la chaleur de la flamme fait fondre le matériau en brûlant un gaz tel que l'acétylène. L'avantage est qu'il permet de couper des matériaux réfléchissants ou des plaques plus épaisses. En revanche, le procédé nécessite une température élevée de près de 900°C, ce qui peut entraîner une déformation thermique ou une détérioration du matériau. Un autre inconvénient est qu'il ne permet pas de découper des matériaux qui ne s'oxydent pas facilement, comme l'acier inoxydable et l'aluminium.

Coupe mécanique : Méthode de coupe utilisant la force mécanique d'une machine-outil. Il existe de nombreuses méthodes de coupe différentes en fonction de la machine utilisée, mais la coupe et le cisaillement sont les deux principales méthodes. Le découpage se fait en coupant le matériau petit à petit à l'aide d'un outil tel qu'une meuleuse. Le cisaillement se fait à l'aide d'une presse ou d'une machine à cisailler. Le découpage et le cisaillage présentent tous deux l'avantage d'une vitesse de coupe rapide. Le découpage permet de traiter des matériaux assez épais, tandis que le cisaillement ne permet pas de traiter des matériaux trop épais.

Jet d'eau : désigne une méthode de découpe de matériaux par pulvérisation d'eau ou d'un mélange d'eau et d'abrasif à travers une fine buse. Aucune chaleur n'est générée au cours du processus, ce qui permet de traiter des matériaux difficiles à découper par d'autres méthodes, comme le titane. Les matériaux qui ne peuvent pas être mouillés avec de l'eau ne peuvent pas être traités avec cette méthode.

Découpe à l'arc (découpe au plasma) : Cette méthode utilise la chaleur de l'arc (plasma) généré pendant la décharge pour faire fondre et couper le matériau. Comme l'arc est généré entre la pièce et l'électrode, seuls les matériaux conducteurs peuvent être coupés. En revanche, les matériaux tels que l'acier inoxydable et l'aluminium, qui ne peuvent pas être traités par découpe au gaz, peuvent l'être. Elle permet également de découper des matériaux plus épais et présente l'avantage d'avoir des coûts d'exploitation peu élevés par rapport à la découpe au gaz ou au laser.

Découpe au laser : Un faisceau laser est focalisé par une lentille et utilise la chaleur qu'il génère pour faire fondre et découper le matériau. Les lasers ayant les mêmes propriétés que la lumière, il était auparavant difficile de traiter des matériaux polis et des matériaux qui réfléchissent facilement la lumière, comme l'acier inoxydable. Toutefois, ces dernières années, de plus en plus de machines sont capables de traiter ces matériaux. L'avantage est de pouvoir traiter des formes complexes et précises avec de belles surfaces découpées. L'inconvénient est que la machine est chère et ne peut pas traiter des matériaux plus épais.

• Types et caractéristiques du cisaillement

Le cisaillement est un type de coupe, mais il existe différents types de procédés de cisaillement, utilisés pour différents processus et objectifs. Voici 5 procédés de cisaillement typiques.

Cisaillement (coupe) : Le processus de séparation des matériaux à partir de matériaux plus grands (tels que les bobines ou les matériaux coupés à la longueur) à une taille prédéterminée qui est facile à traiter. On peut considérer qu'il s'agit de couper une planche de bois à une taille adaptée à la machine de traitement utilisée dans la production. Il s'agit principalement d'une machine appelée cisaille. Il se caractérise par des coûts de transformation relativement faibles, mais il est difficile de transformer des matériaux plus épais.

Découpage (estampage) : Comme son nom l'indique, le découpage à l'emporte-pièce est le processus qui consiste à découper la forme souhaitée à partir d'une feuille de métal. On l'appelle aussi la base de l'estampage. Elle est similaire à la perforation de trous pour l'archivage du papier. Le découpage à l'emporte-pièce utilise une matrice et convient à la production en série de produits de même forme.

Entaillage (poinçonnage) : Il s'agit d'un procédé qui ne coupe qu'une partie du bord de la plaque métallique pour former une entaille. Contrairement à d'autres procédés, il se caractérise par une découpe partielle. Cette méthode convient aux cas où seule une forme d'entaille doit être ajoutée après le processus de poinçonnage, ou à la réalisation d'une forme comportant de nombreuses entailles, telle qu'un noyau de moteur.

Traitement des bords (rognage) : rognage de la partie excédentaire de la périphérie de la pièce, similaire au "rognage" d'une image. En général, le rognage est effectué sur des produits qui ont déjà subi d'autres processus, et le processus où le rognage est effectué est un facteur clé dans la réduction des coûts.

Fractionnement : Le fendage est très similaire au cisaillement, mais sa caractéristique est qu'il y a du matériel supplémentaire rejeté entre les parties fendues. C'est comme le film d'emballage d'une boule de riz. Si l'on tire sur le ruban en haut, le film du milieu se brise en fines bandes et le film se sépare sur les côtés gauche et droit.

 4 machines à cisailler

Le cisaillement fait partie de la classification des coupes mécaniques. C'est pourquoi diverses machines sont utilisées pour le cisaillement. Cette section présente les principaux types de machines utilisées pour le cisaillage et leurs caractéristiques.

・Machine à cisailler

Une cisaille est une machine qui cisaille des matériaux entre les lames supérieures et inférieures, comme des ciseaux. Elle fait partie de la famille des poinçonneuses. Tout comme la coupe de papier avec des ciseaux, les matériaux trop fins et trop mous se déformeront le long de l'espace entre les lames et ne pourront pas être cisaillés. Si le matériau est trop épais, la résistance au cisaillement sera importante et la machine ne pourra pas le couper. L'épaisseur qui peut être coupée est déterminée par le matériau.

・ Machine de pressage

Une poinçonneuse est une machine utilisée pour l'estampage, qui utilise une matrice pour serrer une feuille de matériau et appliquer une forte pression pour la déformer. En fonction de la matrice utilisée, divers processus tels que le découpage, le poinçonnage ou le pliage peuvent être effectués sur le matériau. En plus de l'estampage, il est également possible d'effectuer des entailles, des découpes et des fentes. Étant donné qu'une matrice spécifique est utilisée, cette machine convient à la production en série de produits de même forme, et un traitement de haute précision peut être effectué sans avoir recours à des travailleurs qualifiés.

・Turret Punch Press

Les poinçonneuses à tourelle sont une famille de presses qui peuvent être utilisées avec des matrices universelles. Les matrices universelles sont généralement en forme de trous (ronds ou carrés, par exemple), qui sont poinçonnés en continu à courte distance pour former différentes formes. Ces machines sont principalement utilisées pour le découpage ou la fabrication de trous. Comme elles utilisent des matrices universelles, elles peuvent être utilisées à la fois pour la production de petits lots et de plusieurs variétés et pour la production de grands lots.

・Fine presse à découper

La presse à découpage fin fait également partie de la famille des machines d'estampage et est l'une des machines utilisées pour le cisaillage de précision. La tôle est serrée de haut en bas et une pression est exercée sur les parties à estamper et sur les parties qui ne doivent pas l'être, de sorte que la tôle est estampée. Comme la feuille est fortement pressée, même les matériaux difficiles à traiter, tels que l'acier inoxydable, peuvent être estampés avec une grande précision. Cette méthode de traitement des pièces automobiles de précision est de plus en plus utilisée.

 

 Précautions à prendre lors de la coupe/du cisaillement

Pour la découpe et le cisaillement des tôles, il convient de prêter attention à certains aspects particuliers en fonction des différents mécanismes de traitement. Les points suivants doivent être pris en compte lors de la découpe et du cisaillement.

• Précautions pour la découpe

Lors de la découpe, vous devez tenir compte de l'épaisseur de la plaque. En principe, plus le matériau est épais, plus il est difficile à usiner lors de la découpe. Pour l'acier, l'épaisseur du matériau qui est plus facile à travailler est la suivante :

Tôle d'acier : épaisseur n'excédant pas 13 mm

Acier angulaire : épaisseur n'excédant pas 13 mm

Acier rond : diamètre de la tige inférieur à 13 mm

• Précautions pour la cisaille

Le cisaillement est également un type de coupe, mais l'épaisseur de la plaque qui peut être traitée est plus fine.

Tôle d'acier : épaisseur n'excédant pas 9 mm

Acier angulaire : épaisseur n'excédant pas 9 mm

Acier rond : diamètre de la tige inférieur à 10 mm

En outre, pour le cisaillement, il convient de prêter attention à la précision de la section transversale et à l'espace entre les outils (poinçon et matrice) qui appliquent la force de cisaillement. Par exemple, lors du traitement de matériaux épais, le jeu entre le poinçon et la matrice doit être plus grand que lors du traitement de matériaux minces. Cependant, plus le jeu est important, plus la déformation en escalier est grande pendant le cisaillement. En outre, des bavures peuvent apparaître et il peut être nécessaire de procéder à un meulage et à un ébavurage après le cisaillage.

Résumer

La coupe fait référence au processus de découpage des matériaux, et le cisaillement est un type de coupe. Le cisaillement est une méthode de séparation des matériaux à l'aide d'une force de cisaillement, c'est-à-dire une force qui est décalée vers le haut et vers le bas par rapport au matériau. Outre la découpe au gaz et la découpe mécanique, les méthodes de découpe comprennent également la découpe à l'arc et la découpe au laser. Le cisaillage comprend le cisaillement, le découpage à l'emporte-pièce, l'encochage, l'ébarbage et le fendage. Les équipements couramment utilisés pour le cisaillement comprennent les cisailles, les poinçonneuses, les poinçonneuses à tourelle et les presses à découpage fin. Lors de la découpe, il est nécessaire de tenir compte de l'épaisseur de la tôle. Il est généralement recommandé de considérer un maximum de 13 mm.