Vue d'ensemble Formage de tôles de toiture par laminage à deux étages
Les laminoirs de tôles de toiture à double étage sont conçus pour produire de grandes longueurs de tôles et de panneaux de toiture métalliques avec des profils nervurés ou ondulés dans le cadre d'un processus continu à grande vitesse.
Contrairement au profilage en une seule étape où tous les supports se trouvent sur une seule ligne, les machines à double étape ont des stations de formage réparties entre un niveau supérieur et un niveau inférieur pour créer les caractéristiques mâles et femelles des profilés de toiture en tôle. Les deux étages de formage permettent de produire des formes plus complexes que les profileuses à un étage.
Ce guide couvre les points suivants
- Production de profils de tôle de couverture
- Avantages du profilage à deux étages
- Aperçu du processus
- Configurations des machines
- Étapes de formation
- Spécifications et tarifs
- Outillage
- Considérations relatives à la conception des profils
- Besoins en matières premières
- Facteurs d'ajustement des rouleaux
- Analyse des coûts
- Principaux fabricants
- Avantages et inconvénients des machines à double étage
- Derniers développements technologiques
Vue d'ensemble des profils de tôles de couverture laminées
Les profilés de toiture typiques produits sur les lignes de profilage à double étage sont les suivants :
- Feuilles ondulées - Modèle d'onde sinusoïdale, polyvalent et puissant
- Panneaux à sertir 5V - Côtes en "V" ourlées à intervalles réguliers
- Tôles à joint debout - Nervures verticales avec coutures surélevées
- Feuilles trapézoïdales - Nervures angulaires avec brides plates
- Panneaux à double serrure - Côtes mâles et femelles emboîtées
Ces profilés assurent la solidité structurelle, la capacité de portée, la résistance aux intempéries et l'attrait visuel de la toiture. Les matériaux les plus courants sont les bobines d'acier galvanisé, galvalume et prélaqué.
Avantages du laminage à double étage
Le formage par rouleaux à deux étages permet :
- Profils complexes - Formes emboîtées et articulées
- Panneaux à haute résistance - Côtes mâle/femelle plus profondes
- Matériau plus épais - Jusqu'à 1,2 mm d'acier formé
- Accès aux coulisses - Simplifie l'entretien des rouleaux
- Contrôle indépendant - Séparer les paramètres supérieurs et inférieurs
- Une plus grande rigidité - Augmentation de la capacité d'enjambement
- Efficacité de l'espace de roulement - Aménagement compact sur deux niveaux
La configuration à deux étages divisés offre plus de contrôle que les machines à un étage pour la qualité et la flexibilité.
Aperçu du processus de laminage
Le formage par laminage utilise une série de matrices de laminage pour façonner progressivement les bandes de tôle plates dans les profils souhaités :
- La feuille de bobine passe par un dérouleur pour arriver à la formeuse de bobine.
- Rouleaux de l'étage inférieur pour le pré-pliage du matériau
- Transfert de la feuille à l'étage supérieur pour la mise en forme finale
- Des matrices rotatives plient la bande de manière incrémentielle à chaque poste.
- Sorties de tôles de toiture formées pour la découpe et la collecte
- Le processus est continu à des vitesses de production élevées
Les rouleaux plient le métal de manière contrôlée sur toute sa largeur sans modification de l'épaisseur du matériau ni perte de ferraille. Le formage en continu permet de produire des volumes importants de manière efficace.
Configurations des profileuses à deux étages
Les lignes de profilage à double étage ont deux configurations principales :
| Type | Description |
|---|---|
| Vertical en ligne | Rouleaux inférieurs et supérieurs en ligne droite et verticale |
| Côte à côte | Étages supérieur et inférieur juxtaposés |
Composants de la machine
- Enrouleur et dérouleur de bobine
- Table d'alimentation avec guides de précision
- Stations de rouleaux de formage inférieurs et supérieurs
- Presse hydraulique de cisaillement et de tronçonnage
- Console de commande PLC pour le réglage des paramètres
- Convoyeurs ou tables de support
Les lignes plus importantes intègrent souvent des empileurs automatiques, des compteurs et des systèmes de groupage.
Aperçu du processus de formage en deux étapes
Une profileuse à deux étages typique façonne la tôle en suivant les étapes suivantes :
- Décoilage - La bobine de feuille est déroulée et introduite dans la ligne de laminage
- Mise à niveau - Les tôles sont nivelées et redressées avant d'être formées.
- Étape inférieure - Le pré-pliage est effectué sur les stations de rouleaux inférieurs
- Stade supérieur - Pliage final et profilage sur les stations supérieures
- Découpage - Des cisailles hydrauliques coupent les tôles à la longueur voulue
- Comptage - Les pièces sont automatiquement comptées lorsqu'elles sont coupées
- Empilage - Les tôles formées sont placées sur un convoyeur de sortie ou sur des tables
Les rouleaux servocommandés permettent d'ajuster la vitesse et la position en temps réel pour un formage de précision.
Spécifications de la machine
| Paramètres | Gamme |
|---|---|
| Vitesse de formage | 10 - 40 m/min |
| Puissance d'entraînement | 7,5 - 15 kW |
| Largeur de la feuille | 900 - 1300 mm |
| Epaisseur du métal | 0,35 - 1,2 mm |
| Hauteur du profil | 20 - 150 mm |
| Poids de la bobine | Jusqu'à 6 tonnes |
| Diamètre du rouleau | 120 - 220 mm |
Les entraînements plus puissants de 15 kW+ permettent des vitesses de production plus élevées. Il est possible de produire des bobines plus larges, jusqu'à 1300 mm.
Outillage utilisé dans le formage par laminage à deux étages
- Rouleaux de formage - Acier forgé usiné, trempé par induction
- Rouleaux de soutien - Fournir un soutien à la contre-force
- Rouleaux de guidage - Aligner la bande sur la ligne
- Presse à découper - Lames de cisaillement en acier trempé
- Changement rapide - Outillage modulaire pour des changements rapides
Les matériaux des rouleaux, d'une dureté de 700 à 900 HV, empêchent l'usure et la déformation. Les surfaces texturées agrippent les tôles.
Considérations relatives à la conception des profilés de toiture
Les principaux facteurs de conception sont les suivants
- Besoins en matière de performance - Portée, étanchéité, charges de vent/neige
- Normes applicables - Qualité de la toiture, dimensions, spécifications d'essai
- Propriétés mécaniques - Résistance, rigidité à la flexion, résistance au flambage
- Paramètres de la tôle - Épaisseur, limite d'élasticité, revêtements
- Fabrication - Capacité à se plier progressivement en forme
- Aspect visuel - Esthétique, dimensionnement et continuité des motifs
La modélisation 3D et l'analyse par éléments finis permettent de valider la conception des profils de toiture avant la mise en place de l'outillage.
Matières premières utilisées dans la production de plaques de toiture
Entrées typiques de bobines métalliques :
- Aciers - Galvanisé à chaud, galvalume, prélaqué
- Épaisseur - 0,35 à 1,2 mm
- Largeur - Jusqu'à 1300 mm
- Revêtements - Zinc, aluminium-zinc, finitions peintes
- Propriétés mécaniques - Résistance à la traction et limite d'élasticité
- Surface - Lisse et mat avec un minimum d'imperfections
- Planéité - Maximum 5 mm sur une longueur de bande de 1,5 m
Une bobine d'entrée de haute qualité est essentielle pour une production uniforme de toits formés par laminage et pour la résistance à la corrosion.
Facteurs de qualité dans le formage des panneaux de toiture
Paramètres clés du processus contrôlant la qualité :
- Réglage du rouleau - Les écarts incorrects entraînent des rides et des défauts.
- Vitesse d'alimentation - Les vitesses excessives augmentent le risque de déchirure
- Support de bande - Un support insuffisant entraîne l'affaissement de la feuille
- Parallélisme des rouleaux - Minimise les variations d'épaisseur des profils
- Lubrification - Prévient l'abrasion entre les points de contact
- Usure des rouleaux - Provoque des écarts de dimension et de qualité
- Alignement des bandes - Prévient les problèmes d'inclinaison et de distorsion
Le contrôle en temps réel et le retour d'information automatisé minimisent les défauts et les temps d'arrêt.
Analyse du taux de production
| Paramètres | Taux typiques |
|---|---|
| Vitesse de la ligne | 10 - 40 m/min |
| Sortie | 400 - 1600 m/hr |
| Pièces par équipe | 160 - 640 feuilles |
- Des largeurs plus étroites, inférieures à 1 mètre, permettent des vitesses maximales.
- Les hauteurs de profil plus profondes ralentissent la vitesse de formation
- Les panneaux nervurés plus grands ont un rendement linéaire plus faible
Les empileurs automatisés peuvent regrouper plus de 1000 feuilles par heure.
Analyse des coûts par rapport à d'autres méthodes
| Processus | Coût de l'équipement | Efficacité des matériaux | Travail | Coût par pièce |
|---|---|---|---|---|
| Forme rouleau | $$$ | 90-95% | Faible | $ |
| Formage au moyen d'une presse plieuse | $$ | 50-70% | Haut | $$ |
| Assemblée | $ | 80-90% | Haut | $$ |
Malgré un investissement initial plus élevé, le profilage permet une production plus rapide avec moins de pertes de matériaux par rapport à d'autres procédés.
Principaux fabricants de machines à double étage
| Compagnie | Localisation |
|---|---|
| AIMIL | Inde |
| BMW | Chine |
| Gasparini | Italie |
| Metform | ÉTATS-UNIS |
| Pedersen | Danemark |
| Rotoforme | Hongrie |
| Shreeji | Inde |
Ces entreprises proposent des lignes intégrées depuis la sortie de la bobine jusqu'à la découpe du profilé et l'empilage.
Avantages du laminage à double étage
- Production continue à grande vitesse jusqu'à 40 m/min
- Permet de réaliser des profils de toiture à emboîtement complexe
- Jusqu'à 95% de rendement matière par rapport à l'emboutissage
- Qualité constante et tolérance reproductible
- Idéal pour les grandes séries de production
- L'automatisation du processus réduit la main d'œuvre
- Des équipements fermés plus sûrs que des machines ouvertes
- Gamme de tailles, de la plus compacte à la plus lourde
- Maintenance minimale de l'outillage
La disposition en deux étapes offre des avantages par rapport aux machines de profilage à une seule étape.
Limites des laminoirs à double étage
- Investissement initial en capital plus élevé
- Pas pratique pour les productions courtes ou de faible volume
- Flexibilité limitée une fois que les outils sont définis pour un profil
- Contraintes de taille dans les dimensions de la machine
- Étapes de finition supplémentaires nécessaires après le formage
- Des compétences spécialisées sont nécessaires pour régler l'alignement des rouleaux.
- Délais requis pour la conception de l'outillage et l'usinage
- Le panneau de mise en conserve de l'huile peut être déformé
- Difficulté à respecter des tolérances très serrées
Pour les besoins de couverture en tôle inférieurs à 1000 mètres, d'autres méthodes peuvent être mieux adaptées.
Dernières avancées en matière de technologie à double étage
- Outillage à changement rapide - Réduction des temps d'arrêt pour les changements de profilés
- Poinçonnage en ligne - Perce les trous d'enregistrement pendant le formage
- Systèmes de vision - Inspection optique en cours de processus pour détecter les défauts
- Balayage des rouleaux - Détecte les problèmes d'alignement et d'écartement des rouleaux
- Amélioration de la sécurité - Protection supplémentaire, circuits d'arrêt d'urgence
- Automatisation de la manutention - Réduction de l'empilage manuel des feuilles
- Mise à niveau des servomoteurs - Améliore le contrôle de la vitesse et de la position
- Logiciel de conception de rouleaux - Simulation numérique du processus de formage
Ces innovations visent à améliorer encore la qualité, la flexibilité et la productivité de la production de toits formés par laminage.
Conclusion
Le profilage à double étage offre un processus continu efficace pour la production à grande vitesse de profilés de toiture métalliques, permettant des conceptions complexes de joints imbriqués. Lorsqu'elles sont conçues correctement et alimentées par des bobines de qualité, les machines peuvent produire des panneaux nervurés et ondulés d'une excellente homogénéité et d'une grande durabilité pour répondre aux spécifications architecturales.
Bien qu'il nécessite un investissement initial plus important que les autres méthodes, les cadences rapides, le gaspillage minimal de matériaux et la nature automatisée du profilage à double étage en font une technologie optimale pour les longs cycles de production nécessitant des milliers de feuilles de toiture.
FAQ
Voici les réponses à quelques questions fréquemment posées :
Quels sont les principaux avantages du profilage à double étage ?
La capacité de produire des profils imbriqués et complexes, la possibilité d'utiliser des matériaux plus épais, le contrôle indépendant et l'accessibilité en aval sont ses principaux avantages.
Quelle épaisseur de tôle peut être formée par laminage à deux étages ?
Les machines standard permettent de traiter des épaisseurs de métal allant de 0,35 à 1,2 mm. Au-delà de 1,2 mm, la tâche devient plus ardue.
Quels profils de toiture peuvent être produits sur des lignes à double étage ?
Les profils les plus courants sont les panneaux ondulés, à sertissage 5V, à joint debout, trapézoïdaux et à double serrure.
Quelle peut être la longueur des feuilles formées par laminage à deux étages ?
Bien que cela ne soit pas optimal, il est possible de produire des feuilles d'une longueur aussi courte que 3 mètres, mais elles risquent de se déchirer sur les bords.
Quelles sont les tolérances possibles sur les panneaux de toiture formés par laminage à double étage ?
La tolérance standard est de +/- 1,0 mm, mais les machines de pointe équipées de rouleaux et de guides de précision peuvent atteindre une précision de +/- 0,5 mm.
Combien de temps faut-il pour changer l'outillage de profil sur les lignes à double étage ?
Grâce à l'outillage modulaire à changement rapide, les temps de changement typiques sont de l'ordre de 2 à 5 heures entre les différents profils de tôle de toiture.
Quelles sont les quantités qui rendent le profilage à double étage économique ?
En raison des coûts initiaux plus élevés, des volumes de production supérieurs à 500 000 mètres/an sont généralement nécessaires pour justifier l'investissement dans des lignes à double étage.
Quelles sont les compétences requises pour utiliser en toute sécurité un équipement de profilage à double étage ?
Une aptitude à la mécanique, des connaissances en matière d'électricité et de commandes, une capacité de dépannage et une formation spécifique aux machines sont requises.
