L'aluminium est l'un des métaux les plus populaires dans le monde contemporain. On le trouve sur les carrosseries des avions et des automobiles, les cadres des fenêtres et les ustensiles de cuisine, et les secteurs industriels et domestiques ont besoin de grandes quantités d'aluminium. L'aluminium est léger, il ne se corrode pas, il a une bonne résistance à la corrosion et à l'usure. électrique conducteur Ces caractéristiques sont parmi les plus précieuses et c'est la raison pour laquelle il est utilisé dans de nombreuses industries.

Néanmoins, le travail de l'aluminium pose également certains problèmes, notamment en ce qui concerne la découpe. L'aluminium est plus ductile et plus souple que la plupart des métaux, et il peut donc se déformer sous l'effet de la chaleur ou de la contrainte s'il n'est pas traité avec la bonne procédure de découpe. C'est pourquoi la sélection d'une méthode de découpe correcte est extrêmement importante pour garantir la précision, la sécurité, l'efficacité et la qualité de la surface.

Cet article aborde les procédures de découpe de l'aluminium les plus courantes. Il s'agit des procédés mécanique, thermique, abrasif et informatisé. Nous verrons comment chaque procédé est mis en œuvre, quand il doit être appliqué et quels en sont les avantages et les inconvénients.

Que signifie couper l'aluminium ?

La découpe de l'aluminium fait référence au processus de désunification, de mise en forme ou de redimensionnement de l'aluminium par l'utilisation de divers outils ou méthodes. Il s'agit d'un processus de découpe d'une partie de l'aluminium, qui peut se présenter sous la forme d'une feuille, d'une tige, d'une plaque ou d'une extrusion, afin d'obtenir une taille, une forme ou une conception appropriée pour répondre à une application.

Quelle est l'importance de la découpe de l'aluminium ?

L'aluminium est utilisé :

• Construction (fenêtres et portes)
• Automobile (châssis, pièces)
• Aérospatiale (pièces d'avion)
• Électronique (radiateurs, boîtiers, etc.)
• Meubles, ustensiles (meubles, ustensiles)

Pour être utilisé dans les processus mentionnés, l'aluminium doit être découpé avec précision et netteté, conformément aux exigences de la conception.

 Les formes de découpe de l'aluminium sont les suivantes :

• Cisailles/scies mécaniques de coupe
• Découpe thermique - Le laser ou le plasma peuvent être utilisés
• Découpe abrasive - Jet d'eau ou meule. La découpe abrasive fait appel à des jets d'eau ou à des meules.
• Usinage CNC - Équipement contrôlé par ordinateur, tel que le fraisage, le perçage, l'usinage, etc.

La découpe de l'aluminium s'effectue selon les principales étapes suivantes :

• L'aluminium est pliable et peut être surchauffé.
• Ils peuvent avoir besoin de couteaux ou de glacières spéciales.
• Le type de découpe doit être conforme à l'épaisseur et à la spécification de la conception.

C'est simple :

Nous transformons l'aluminium en pièces utilisables en le découpant à l'aide de machines, de chaleur ou même d'eau. C'est comme si on utilisait un couteau ou un laser pour découper du papier, mais ici sur du métal.

1. Formes mécaniques de coupe

La séparation physique des matériaux se fait par des moyens de coupe mécaniques. Il s'agit de méthodes anciennes mais efficaces, en particulier pour les coupes droites ou simples. Voici quelques-unes des techniques de coupe mécanique les plus courantes :

A. Sciage

L'une des méthodes les plus simples et les plus populaires pour couper l'aluminium est le sciage. Les types de scies les plus courants sont les suivants :

• Scie à ruban : Une scie à ruban est un type de scie qui possède une longue lame continue et qui se déplace dans une direction le long de poulies. Elle est particulièrement adaptée à la découpe de grandes barres d'aluminium, de tuyaux et de formes irrégulières. Les scies à ruban permettent d'obtenir des coupes régulières et des angles flexibles.
• Scie circulaire : Cette scie possède une lame circulaire rotative et est normalement utilisée pour couper les côtés droits d'une feuille d'aluminium, de profilés et d'extrusions. Les scies circulaires ont des vitesses de coupe rapides, mais elles produisent beaucoup de chaleur et nécessitent en même temps un liquide de refroidissement ou un lubrifiant qui empêche l'encrassement de la lame.
• Scie à froid : Les scies à froid sont des lames dentées et fonctionnent à froid, mais elles utilisent un liquide de refroidissement et sont utilisées à des rythmes lents. Cela permet d'éviter l'accumulation de chaleur, ce qui est impératif lorsque l'on utilise des métaux tendres et faciles à travailler, tels que l'aluminium. Il en résulte une finition sans arêtes, sans bavures et moins de déformations.

Cisaillement

Le cisaillage est le processus qui utilise l'action d'une lame de coupe à bord droit se déplaçant sur un bord fixe pour couper la tôle d'aluminium. C'est comme couper du métal avec des ciseaux.

• Cisaille guillotine : Il est largement utilisé dans les ateliers de fabrication et permet de découper les feuilles d'un seul coup. Il fonctionne bien, coupe des lignes droites et nettes, et ne gaspille pas beaucoup.
• Cisailles manuelles et hydrauliques : Les cisailles manuelles sont utilisées pour les travaux légers et pour les tôles. Les modèles hydrauliques peuvent être utilisés pour les tôles d'aluminium lourdes ou de taille industrielle.

Avantages de la coupe mécanique

• Rentabilité
• Équipement de base
• Les coupes droites sont bonnes.

Cons

• Les chiffres non complexes ne s'y appliquent pas
• Des bavures et des ébouriffements peuvent survenir, ce qui peut entraîner des bavures et des ébouriffements.
• Elle peut ne pas fonctionner très bien dans le cadre d'une production à grande échelle.

2. Procédés de coupe thermique

La chaleur est utilisée dans les processus thermiques de découpe, qui font fondre ou évaporer l'aluminium. Il s'agit de méthodes rapides et précises utilisées dans les usines de production et de fabrication.

A. Découpe au laser

La découpe au laser consiste à concentrer la lumière dans un faisceau, ce qui permet de découper l'aluminium. Le travail sur le faisceau est effectué à l'aide de systèmes CNC afin d'obtenir une immense précision.

• Mécanisme de fonctionnement : Lorsque le laser est déclenché, l'aluminium est fondu ou vaporisé au point de contact, et des gaz de soufflage tels que l'azote ou l'oxygène sont utilisés pour repousser le métal fondu.
• Applications : Excellent sur l'aluminium fin (généralement jusqu'à 10 mm) et facile à utiliser, ce qui permet d'obtenir facilement des détails exquis.

Pour

• Il est moins cher qu'un laser,
• Il y a très peu de distorsion
• Répétabilité contrôlée par ordinateur

Limites :

• L'aluminium est réfléchissant pour les faisceaux laser, ce qui nécessite des lasers à fibre spéciaux.
• Un équipement coûteux
• les papiers non signés d'un poids plus important

B. Découpe au plasma

Dans le cas du découpage au plasma, le métal est fondu et soufflé à l'aide d'un jet de gaz ionisé à haute température.

Convient pour : Plaque d'aluminium épaisse (jusqu'à 10 mm)

Pour

• Sur les matériaux épais, il est toujours plus rapide qu'un laser.
• Pas de copie papier valable comme le laser 

Cons

• Porteuse de lignes de croisière plus rudes
• une plus grande quantité de scories ou d'écumes à purger
• Fabriqué par jet d'eau

3. Systèmes de coupe abrasive

Ces procédés sont utilisés pour enlever le matériau par friction ou érosion au lieu d'utiliser des lames tranchantes ou de la chaleur.

A.Découpe au jet d'eau

La découpe au jet d'eau est un procédé qui utilise un jet d'eau à haute pression qui peut être combiné à un matériau abrasif, tel que le grenat, afin de percer l'aluminium.

Caractéristiques principales :

• Pas de zone de chaleur, donc pas de risque de déformation
• Peut couper des matériaux épais, jusqu'à plusieurs pouces d'épaisseur
• Avions et matériel médical

Pour

• Non, Ayster le costaud ; non, plus rapide que les lasers ; non, plus rapide que les épées de feu
• N'a pas d'influence sur les propriétés des matériaux
• Compositions de Croitentes

B. Le fonctionnement coûteux

Dans cette technique, le broyage de l'aluminium est effectué par une roue abrasive qui tourne.

Applications : barres de coupe, tubes et cornières en aluminium

Avantages :

• Rapide et sans effet terne
• Coupes brutes bon marché

Inconvénients :

• la chaleur et les étincelles produites
• Des travaux peuvent s'avérer nécessaires par la suite

4. Usinage CNC de l'aluminium

La découpe à commande numérique par ordinateur (CNC) est une forme de processus à commande numérique dans lequel un logiciel informatique programmable est utilisé pour contrôler les outils de coupe.

A. Fraisage CNC

Un outil rotatif se déplace sur la surface du matériau en aluminium et l'enlève selon les axes X, Y et Z. Les applications existent sous forme de pièces multiples, par exemple des pièces de moteur ou des boîtiers électroniques.

B. Tournage sur la CNC

L'échantillon d'aluminium est filé et une fraise fixe est utilisée pour le former. Cette méthode est utilisée pour les composants cylindriques, tels que les arbres et les bagues.

C. Perçage CNC

Il a été utilisé pour percer des trous dans l'aluminium avec une grande précision. La profondeur précise de chaque trou, sa position et son diamètre sont régis par des fichiers CAD.

Avantages

• Ultra-précis
• Il est pratique d'élaborer des modèles
• Utiliser un produit ignifuge, se cacher les yeux ou porter un cache-oreilles.
• Complément à la fabrication de grandes quantités

Inconvénients

• Achats d'établissements à coût élevé
• Des opérateurs professionnels seront nécessaires.

5. Coupe manuelle et coupe automatisée

Plusieurs points sont à prendre en considération lorsqu'il s'agit de choisir entre la méthode de découpe manuelle et la méthode de découpe automatisée :

• Découpe en mode manuel, découpe automatisée Critères
• D'une part, le coût initial est faible. D'autre part, l'investissement initial élevé est par nature
• Expertise, compétence ordinaire, expertise technique de toute sorte
• Volume Production à petite échelle Production de masse

Le découpage à la main (par exemple, à l'aide de scies ou de cisailles manuelles) peut convenir aux amateurs ou à la fabrication à petite échelle. En revanche, la fabrication à l'échelle industrielle nécessite des machines automatisées telles que la CNC, le laser ou le plasma.

6. Considérations relatives à la sécurité

L'aluminium peut être un matériau dangereux à couper, en fonction des mesures de sécurité :

• Bords tranchants : Une fois qu'il a été coupé, les arêtes ont tendance à être tranchantes et peuvent couper l'utilisateur. Ébavurez toujours.
• Débris volants : Des méthodes mécaniques et abrasives de projectiles peuvent être construites. Les yeux doivent être protégés.
• Chaleur et étincelles : Le processus thermique consiste à générer des températures élevées et des rayons ultraviolets. Les échappements et les masques.
• Poussières et fumées : L'abrasion et le découpage au plasma peuvent provoquer l'émission de poussières ou de fumées toxiques. Fumeurs et masques.
• Il convient de toujours veiller à une bonne ventilation, d'utiliser des équipements munis de protections et d'établir un calendrier régulier pour l'inspection des outils.

7. La bonne méthode de coupe

La nécessité de choisir une méthode appropriée dépend de plusieurs facteurs :

• Épaisseur du matériau : Le jet d'eau ou le plasma sont utilisés lorsque l'épaisseur de l'aluminium est élevée, et le laser ou le sciage sont utilisés lorsque la tôle est mince.
• Finition préférée : Le laser et la CNC offrent la meilleure finition ; les attributs de la mécanique et du plasma peuvent nécessiter une finition après le travail.
• Le niveau de production : Faible échelle de production, la production de pièces personnalisées est réalisée à l'aide d'équipements manuels. Robots.
• Budget : Le prix des outils manuels et mécaniques est bon marché, mais ils ne sont pas précis. Le prix des lasers et des CNC est plus élevé, mais plus efficace.

Matériaux de coupe de l'aluminium

Même si l'aluminium est le principal composant à découper, le processus dépend d'une variété de matériaux de soutien, notamment les outils de coupe, les liquides de refroidissement, les abrasifs et les pièces de la machine. La sélection de ces matériaux est cruciale pour obtenir des coupes régulières, une longue durée de vie des outils et des finitions de haute qualité.

1. Outils et lames de découpe laser

Pour effectuer des coupes mécaniques, les lames en carbure et en acier rapide (HSS), ainsi que les outils revêtus de diamant, sont préférables. Les carbures sont très résistants et conviennent à une utilisation à grande vitesse, tandis que l'acier rapide est flexible et économique à utiliser lorsqu'une coupe très simple est nécessaire. Les fraises en carbure monobloc sont utilisées pour le fraisage CNC parce qu'elles sont précises et robustes. Les outils diamantés ne sont utilisés que pour les travaux ultrafins où tout doit être lisse et avec des tolérances très serrées.

2. Liquides de refroidissement et lubrifiants

L'aluminium peut avoir tendance à surchauffer et à coller aux outils ; pour éviter cela, des fluides de coupe sont appliqués pour refroidir et lubrifier pendant le processus de coupe. Il s'agit de liquides de refroidissement synthétiques, d'huiles solubles et de brouillards d'huile, qui minimisent le frottement et l'encrassement des outils et améliorent l'état de surface. Pour éviter les déformations thermiques lors des opérations à grande vitesse, on utilise des liquides de refroidissement sous forme de brouillard ou à base d'air.

3. Matériaux abrasifs

Dans le processus de découpe au jet d'eau, un jet d'eau est mis sous haute pression, puis combiné à un matériau abrasif - généralement du grenat - qui subit un processus de découpe de l'aluminium épais ou en couches. Le grenat est également utilisé parce qu'il est tranchant, dur et non dangereux pour l'environnement. Des meules en oxyde d'aluminium ou en carbure de silicium peuvent être utilisées pour le meulage et le ponçage afin d'obtenir un bord propre ou de politiser après avoir coupé quelque chose.

4. Aides à la découpe laser au gaz

Pour la découpe laser de l'aluminium, on utilise des gaz assistants tels que l'azote ou l'oxygène. L'azote est normalement choisi pour obtenir un bord propre et exempt d'oxyde, en particulier dans les processus où les besoins doivent pouvoir être soudés ou revêtus. Bien que plus rapide et plus économique, l'oxygène peut provoquer des bords brûlés et n'est donc pas couramment utilisé pour les courbes de haute précision ; il est régulièrement utilisé pour les courbes de nature plus grossière.

5. Matériaux de fixation et de maintien en position de travail

Des mâchoires souples, des étaux et même des tables aspirantes utilisant des matériaux tels que le nylon, le caoutchouc ou l'uréthane sont utilisés pour coller l'aluminium pendant la découpe. Ces matériaux éliminent le risque de rayures ou de bosses sur la surface souple de l'aluminium et stabilisent la procédure de découpe.

L'avenir de la découpe de l'aluminium

L'avenir de la découpe de l'aluminium est prometteur, car il s'agit d'un domaine qui évolue rapidement, grâce à l'aide de l'Union européenne. progrès de l'automatisationla fabrication numérique et le développement durable. La pression exercée sur l'industrie pour qu'elle augmente la vitesse et la précision et pour qu'elle réduise les déchets, la coupe conventionnelle subira des améliorations pour la compléter, et même la remplacer dans certaines classifications, par des technologies intelligentes et adaptatives.

La découpe CNC et la découpe laser s'efforcent de devenir plus intelligentes et sont connectées à l'IA et formées à l'apprentissage automatique, afin de modifier automatiquement les paramètres de découpe en fonction de la qualité de l'aluminium et de l'épaisseur. Les systèmes augmentent la précision, réduisent les erreurs et le gaspillage de matériaux.

Les lasers à fibre sont de plus en plus à la mode en raison de leur efficacité et de leur capacité à produire une découpe non thermique et déformante sur certains métaux réfléchissants tels que l'aluminium. Parallèlement, les systèmes hybrides, qui combinent le laser, le jet d'eau et la mécanique, sont de plus en plus nombreux, ce qui permet aux fabricants de tirer parti des atouts de deux disciplines au sein d'un même processus de traitement.

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Conclusion 

La découpe de l'aluminium est l'un des processus les plus importants dans les secteurs de la fabrication, de la construction, de l'automobile, de l'aérospatiale et dans une multitude d'autres secteurs. L'aluminium étant léger, souple et résistant à la corrosion, il convient de choisir la méthode de découpe appropriée afin d'éviter les déformations, les surchauffes ou les mauvaises finitions. Qu'il s'agisse des anciennes formes mécaniques de sciage ou de cisaillement, ou des techniques modernes de pointe que sont le laser, le jet d'eau, le plasma ou la découpe CNC, chaque méthode a son utilité en fonction de l'épaisseur du matériau à découper, de la précision requise, de la rapidité et du budget.

Le découpage mécanique est peu coûteux et couramment utilisé pour découper des feuilles droites ou des profils. Le laser et le plasma sont des méthodes de découpe thermique qui conviennent aux travaux plus rapides et de grand volume. Les approches abrasives réalisent des coupes à froid en ne modifiant pas les propriétés du matériau, et peuvent donc être utilisées dans des matériaux sensibles ou épais. Quant à l'usinage CNC, il permet une très grande précision et est parfait pour gérer des formes sophistiquées et des processus contrôlés par ordinateur.

Pour choisir la technique de découpe de l'aluminium appropriée, il faut concilier des paramètres tels que la précision, l'efficacité, le coût et les caractéristiques du matériau. Les procédures de sécurité, l'outillage approprié et les connaissances de l'opérateur sont essentiels, quel que soit le moyen utilisé. Face à l'augmentation constante des exigences de l'industrie (en termes de performances et de respect des tolérances), les technologies de découpe de l'aluminium ne cessent d'évoluer pour offrir davantage de qualité, de durabilité et de productivité dans l'environnement de fabrication actuel.

FAQ

1. Comment coupe-t-on les tôles d'aluminium ?

La découpe la plus nette et la plus précise est obtenue par la découpe au laser ou le sciage circulaire de feuilles minces. Les lasers sont plus efficaces pour les travaux très détaillés et les scies pour les coupes rapides et droites.

2. Est-il possible de couper de l'aluminium avec une scie normale ?

Oui, mais avec une lame au carbure à utiliser avec les métaux non ferreux. Les lames ordinaires pour le bois peuvent se bloquer ou donner des coupes saccadées et mal assurées.

3. La découpe au jet d'eau fonctionne-t-elle sur l'aluminium ?

Oui, le jet d'eau fonctionne à merveille sur l'aluminium. Il réalise des coupes nettes et précises sans chauffer le métal et ne le brûle pas, de sorte qu'il ne se déforme pas.

4. La découpe au laser ou au plasma de l'aluminium est-elle meilleure ?

Cela dépend. La découpe au laser est plus précise et permet d'obtenir des bords lisses sur les matériaux fins. La découpe au plasma est plus rentable et plus appropriée pour les plaques d'aluminium plus épaisses.