Machine de cintrage de profilés

Le principe de base du cintrage des profilés en aluminium consiste à étirer le profilé aux deux extrémités à l’aide de pinces, puis à le faire pivoter autour de la matrice de cintrage. Sous l’action de la tension et du moment de flexion, le profilé subit une déformation plastique, s’ajustant progressivement à la matrice afin d’obtenir la forme souhaitée.

Les pièces cintrées se caractérisent par un rayon de courbure relativement élevé, un fort effet de rappel élastique (springback) et une variation de courbure le long de la direction axiale. Le cintrage de profilés en aluminium est largement utilisé dans les secteurs aérospatial, automobile, de la construction (portes, fenêtres et façades rideau), ainsi que du rail à grande vitesse, pour la fabrication de pièces cintrées telles que la structure fuselée, les renforts et cadres d’aile, les charpentes courbes d’habitations, les portes et fenêtres cintrées, les bâtiments à façade rideau, les nez de train, les supports de contour de toit et les cadres de fenêtre, entre autres.

Les pièces cintrées en profilé d’aluminium jouent un rôle essentiel dans la production mécanique et la construction moderne de mon pays. Avec l’application croissante des profilés d’aluminium cintrés, les problèmes rencontrés lors de la production industrielle de ces profilés s’intensifient progressivement. Afin d’assurer un taux de conformité élevé des pièces et une stabilité du processus de production, cette étude examine principalement les problèmes courants survenant au cours du cintrage des profilés d’aluminium, ainsi que les solutions associées.

De nombreux problèmes surviennent lors du cintrage des profilés en aluminium, ce qui affecte gravement le taux de conformité des produits et l’efficacité de la production. Parallèlement, les coûts de production pèsent fortement sur le fonctionnement normal et la production des entreprises. Compte tenu de la nécessité d’industrialiser le cintrage des profilés en aluminium, et eu égard à la situation actuelle de ce procédé, cet article analyse efficacement les problèmes courants liés au cintrage des profilés en aluminium et propose plusieurs mesures correctives pertinentes, dans l’espoir d’offrir une référence utile à ce domaine.

I. Problèmes existants

(1) Écart par rapport au contour

Le contour désigne le degré de conformité entre le contour modifié du profilé après cintrage et le gabarit ou le moule de contrôle. Les principaux facteurs responsables de ces écarts sont :

① Un rayon incorrect de la matrice de cintrage ;

② Des propriétés matérielles instables entre différents lots de profilés extrudés, entraînant une dureté inégale dans certaines zones de chaque pièce ;

③ Variation excessive du rayon de courbure ;

④ Surface transversale du profil inégale.

(2) Défauts de surface

Les défauts de surface comprennent les fissures, les rides de retrait, les dépressions superficielles et l'affaissement latéral après courbure.

(3) Torsion après courbure

Les causes de la torsion après courbure sont les suivantes :

1. Gabarit inégal ;

2. Tension insuffisante ;

3. Cales insuffisantes ;

4. Rayon de courbure extrêmement petit ;

5. Nivellement insuffisant de l’équipement lui-même.

(4) Écart de verticalité

La verticalité désigne l’écart angulaire entre la section transversale du profil, perpendiculaire au repère de référence (perpendiculaire au rayon de courbure du moule), et la plateforme d’inspection après le pliage.

(5) Sécurité en production

La sécurité constitue une question critique dans la production industrielle. Lors du pliage de profils, des ruptures accidentelles ou des rebonds vers l’extérieur peuvent survenir, entraînant des dommages matériels et des blessures aux personnes, ce qui peut gravement nuire au développement de l’entreprise.

II. Solutions

(1) Ajustement de la courbure du contour du moule

À partir d’une analyse théorique et d’un calcul de la quantité de détente élastique (springback), une valeur approximative corrigée est obtenue par des essais de traction afin d’ajuster le moule, garantissant ainsi que le contour du profil corresponde aussi étroitement que possible au gabarit ou au moule de contrôle après le pliage. Compte tenu de l’instabilité du profil, un léger surpliage peut être appliqué selon les besoins, en vue d’une correction ultérieure.

Lors de la fabrication du moule, il faut tenir compte de la section transversale du profilé et de l’épaisseur de chaque partie. En cas d’asymétrie de la section transversale du profilé, les écarts causés par une répartition inégale des contraintes entre la fermeture et l’ouverture des bords du profilé peuvent être corrigés en augmentant de façon appropriée la force de traction pendant l’étirage préalable.

(2) Traitement des défauts de surface

Les fissures apparaissant après le pliage du profilé sont dues à une force de traction excessive ou à des problèmes liés au matériau lui-même. Une fermeture insuffisante des bords du profilé provoque un retrait et des rides. Ce problème peut être résolu en remplaçant le profilé ou en ajustant la force de traction.

Les dépressions superficielles surviennent principalement sur les profilés creux. Avant de plier ces profilés, les parties creuses destinées au pliage doivent être remplies d’un matériau de remplissage. Les cavités ouvertes peuvent être remplies avec des plaques en PP, tandis que les cavités fermées sont généralement remplies de sable.

Ajuster correctement le jeu de la matrice en fonction de l’emplacement des affaissements latéraux et modifier le matériau de la matrice permettent efficacement d’éviter les rayures sur le profilé.

(3) Traitement de la torsion après pliage

Les principales causes de la torsion après pliage sont une matrice non uniforme, une force de traction insuffisante et un positionnement incorrect des cales. Par conséquent, des méthodes adaptées peuvent être mises en œuvre pour résoudre ce problème. En outre, les légères déformations résultant de l’instabilité des profilés extrudés nécessitent une correction en post-traitement.

(4) Correction des écarts de verticalité

Après pliage, les écarts de verticalité sont également dus à des aires de section transversale asymétriques et à un déséquilibre des contraintes entre la fermeture et l’ouverture des bords du profilé. Cela peut être amélioré par un ajustement de la matrice de pliage. Les légères déformations causées par l’instabilité des profilés extrudés nécessitent une correction en post-traitement.

(5) Sécurité en production

La sécurité constitue la préoccupation première dans la production industrielle. Par conséquent, des dispositifs de protection doivent être ajoutés à la table de travail du profil pendant la production, des réglementations correspondantes doivent être établies, et des opérateurs techniques complets doivent être formés. En outre, lors de l’étirage du profil, il est strictement interdit aux opérateurs de se tenir devant l’équipement.

III. Conclusion

En résumé, lors de la conception de la section transversale des profilés nécessitant un pliage, il convient de calculer la force d’extension de chaque section. Lors de la conception des matrices de pliage, les profilés en aluminium industriel doivent tenir compte des variations de rebond après déformation (springback) et de la pré-déformation destinée à corriger les erreurs postérieures, afin de réduire au minimum la charge de travail liée à l’étape de correction. En production en série, la réduction de cette charge de travail et l’assurance de la sécurité en production constituent les priorités principales pour la réduction des coûts. Lorsque les profilés extrudés sont instables, un petit nombre de défauts peut apparaître, tels que des écarts de forme, une torsion excessive ou une perpendicularité excessive. Ces défauts peuvent être corrigés et remédiés ultérieurement.