Vue d'ensemble
Machines de formage de rouleaux d'obturation de crêtes sont utilisés pour produire des faîtières de toiture à partir de bobines de métal. Les faîtières sont installées le long du sommet d'un toit pour couvrir l'intersection où deux plans de toit inclinés se rencontrent. Les faîtières sont à la fois esthétiques et fonctionnelles, offrant une finition attrayante au sommet du toit tout en protégeant la zone vulnérable du joint contre les dommages causés par les intempéries.
Le profilage est un procédé de fabrication efficace et à grande vitesse pour la production en continu de faîtières et d'autres composants métalliques pliés ou formés dans le sens de la longueur. Lors du profilage, la bande métallique plate est progressivement mise en forme en passant à travers une série de galets de formage rotatifs qui appliquent des forces de flexion localisées le long de la bande. Ce formage progressif à travers une série de cages permet d'obtenir des rayons de courbure serrés sans surcontrainte du matériau.
Principales caractéristiques et capacités des profileuses pour la couverture des crêtes :
- Vitesse de production élevée jusqu'à 120 mètres par minute
- Formage d'aciers à haute résistance, d'aluminium, de cuivre
- Disponible en largeurs standard ou personnalisées
- Cassettes à rouleaux pour un changement rapide de profil
- Configurations de profilage à une ou deux passes
- Entaillage, poinçonnage ou découpe intégrés
- Empilage automatique des pièces finies
- Commandes à écran tactile, stockage des recettes, diagnostics
Les faîtières formées par laminage sont légères, durables et économiques à produire en grandes longueurs continues sans soudures. Ils sont couramment utilisés pour les toits métalliques des bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels. Ce guide fournit des spécifications détaillées, des processus de fabrication et des informations sur les composants de l'équipement de profilage des faîtières.
Profils et matériaux des faîtières
Les profileuses pour faîtières produisent des faîtières dans une gamme de profils, de matériaux, de dimensions et d'épaisseurs standard de l'industrie.
Tableau 1. Profils courants des faîtières
| Profil | Description |
|---|---|
| Standard | Capuchon angulaire avec nervure centrale surélevée |
| Ondulé | Nervures trapézoïdales ou sinusoïdales |
| Diamant | Plaques en forme de losange emboîtées les unes dans les autres |
| Bardeau | Languettes superposées comme les bardeaux d'asphalte |
| Rainure en V | Rainures longitudinales en forme de V |
| Sur mesure | Profils uniques non standard |
Tableau 2. Matériaux typiques des faîtières
| Matériau | Caractéristiques |
|---|---|
| Acier galvanisé | Résistance à la corrosion, solidité |
| Aluminium | Léger, durable |
| Cuivre | Altération naturelle, prestigieuse |
| Zinc | Aspect gris mat rustique |
| Acier peint | Options de couleurs, prix abordable |
| Acier inoxydable | Résistance ultime à la corrosion |
Tableau 3. Dimensions standard des faîtières
| Largeurs | 12″, 18″, 24″, 36″ |
|---|---|
| Longueurs | Sections de plus de 10 pieds |
| Épaisseurs | 26 - 28 gauge (.45 - .64 mm) |
| Hauteurs de côtes | 1/2″ - 2″ (12 - 50 mm) |
Des dimensions, des rayons et des épaisseurs de matériaux sur mesure peuvent être spécifiés en fonction des exigences de l'application. Les matériaux plus lourds et les profils plus larges peuvent nécessiter un profilage en deux étapes.
Fonctionnement des profileuses de coiffe Ridge
Les profileuses de faîtage prennent en entrée des bobines de tôle plate et produisent en sortie des faîtières formées avec précision dans le cadre d'un processus continu et automatisé :
1. Déshuilage des feuilles
La feuille enroulée est chargée sur un dérouleur motorisé qui introduit la bande dans la profileuse à une vitesse constante.
2. Formage de rouleaux
La bande passe par une série de stations de rouleaux qui plient et façonnent progressivement le profil.
3. Coupure du profil
Les capuchons formés sont automatiquement coupés à la longueur voulue par une cisaille volante ou une cisaille rotative.
4. Empilés pour le groupage
Les faîtières finies sont rassemblées et empilées proprement pour être regroupées en paquets.
5. Emballage pour l'expédition
Les paquets de faîtières sont protégés par des cornières, scellés dans du plastique et attachés à des palettes.
Processus de profilage en profondeur
Le processus de profilage du noyau implique un pliage incrémentiel continu de la tôle à travers une série de matrices à rouleaux pour façonner le profil souhaité :
- La feuille est introduite dans la station de rouleaux initiale qui lui confère une première petite courbure.
- Au fur et à mesure de l'avancement du matériau, les stations de laminage suivantes effectuent des pliages supplémentaires
- La courbure passe progressivement de rayons doux à des rayons aigus
- Les rouleaux contrôlent avec précision le flux de matériau et évitent l'amincissement ou le déchirement.
- Les rouleaux inférieurs exercent une contre-force sur les rouleaux de flexion supérieurs.
- La station de laminage final complète la mise en forme du profilé
Le profilage repose sur des déformations localisées et de faible amplitude, de sorte que des matériaux très résistants comme l'acier galvanisé peuvent être formés sans risque de fissuration. Le processus longitudinal continu permet une production de masse efficace de pièces finies.
Types de matrices à rouleaux
Il existe plusieurs types spécialisés de matrices à rouleaux utilisés dans les lignes de profilage pour le coiffage des crêtes :
Rouleaux de formage
- Des rouleaux usinés avec précision réalisent des séries de courbes
- Trempé pour résister à l'usure sur des millions de cycles
- Possibilité d'utiliser des revêtements en uréthane pour une finition sans rayures
Rouleaux de pré-poinçonnage
- Poinçonnage optionnel pendant le profilage
- Élimination de l'opération secondaire de la poinçonneuse
- Résultat : des faîtières perforées
Cylindres de gaufrage
- Fournir des textures de surface décoratives
- Finitions mates, brillantes, pointillées ou lignées
- Populaire pour les toits métalliques architecturaux haut de gamme
Rouleaux de grugeage
- Découper des encoches à des intervalles longitudinaux précis
- Faciliter l'assemblage des sections de faîtage
- Indexé par PLC ou sur une base périodique fixe
Composants de la ligne de profilage
En plus des porte-rouleaux, machines de formage de rouleaux pour la couverture des crêtes comprennent les sous-systèmes suivants :
Dérouleur
- Capacité à traiter des bobines de 5 à 10 tonnes
- Déroulement motorisé de la feuille
- Maintient une tension constante de la ligne
- Utilise une planeuse pour aplatir la feuille enroulée
Table d'alimentation
- Soutenir la bande à travers les premiers bancs de formage
- Permet d'assurer le suivi des matériaux
Alimentation servocommandée
- Entraînements servoélectriques de précision sur les rouleaux de traction
- Assure une vitesse constante du matériau sur toute la ligne
- Empêche les déchirures et les blocages
Empileur automatisé
- Collecte les produits formés à la sortie de la ligne
- Empile proprement les pièces pour le banderolage
- Élimine le travail manuel pour l'empilage
IHM à écran tactile
- Interface opérateur pour le suivi de la production
- Affiche l'état de la machine, les diagnostics
- Stocke les recettes pour des changements rapides
Protection de la sécurité
- Clôture périmétrique complète avec verrouillages
- Empêche l'accès pendant le fonctionnement
- Interrupteur de déconnexion verrouillable
Configurations de la profileuse
Les profileuses de coiffe sont disponibles dans différentes configurations pour répondre à des besoins de production particuliers :
Formeuse à rouleaux standard
- Conception à passage unique forme dans une seule direction
- Généralement pour les gabarits plus fins
- Encombrement réduit, coûts moindres
Rouleau d'inversion
- La feuille est transmise d'un côté à l'autre
- Permet d'obtenir des rayons de courbure plus serrés
- Pour les matériaux plus lourds
Rouleau de formation serpentin
- Le matériel serpente d'avant en arrière
- Chaque passage est légèrement incliné par rapport au dernier
- Permet des longueurs de pièces très importantes
Formeuse de rouleaux à deux passages
- La première passe effectue le formage initial
- La deuxième passe permet d'effectuer des virages plus serrés
- Pour les matériaux résistants et les grands profils
Formeuse à rouleaux portative
- Unité compacte et mobile
- S'installe sur place pour un travail à la demande
- Pour la production intermittente de crêtes
Capacités de fabrication intégrées
Outre le profilage, les lignes de coiffage peuvent intégrer des capacités de traitement et de fabrication en ligne :
Poinçonnage
- Unité de perforation hydraulique en option
- Perfore le capuchon avec des motifs de trous
- Pour le drainage de la neige et de la pluie et pour l'esthétique
Entaille
- Découper des encoches pour l'alignement des sections
- Espacement fixe ou indexé
- Utiliser un couteau rotatif, un poinçon ou un laser
Couture
- Joindre de courtes capsules à des sections plus longues
- La couture de recouvrement est verrouillée mécaniquement
- Pour des longueurs de faîtage plus importantes
Ourlet
- S'enroule sur les bords pour plus de sécurité et d'esthétique
- Améliore la rigidité, supprime les arêtes vives
- La clé pour les applications de plafonds accessibles à pied
Coupure
- Cisaillement volant ou cisaillement rotatif
- Coupe automatiquement à la longueur voulue après le formage
- Longueurs de 2 pieds à plus de 50 pieds
Marquage
- Impression à jet d'encre de codes d'identification
- Indique le profil, le lot, la date de production
- Aide à l'inventaire et au tri
Contrôle et surveillance des machines
Moderne machines de formage de rouleaux pour la couverture des crêtes sont dotés de commandes et de diagnostics avancés :
Contrôle PLC
- Contrôleur d'automatisation programmable
- Coordonne toutes les fonctions de la machine
- Stockage des recettes pour des changements rapides
Interface HMI
- Interface opérateur à écran tactile couleur
- Affiche l'état de la machine et les diagnostics
- Intrants pour la gestion de la production
Servocommandes
- Les servos en boucle fermée coordonnent la vitesse
- Maintien d'un taux d'alimentation en matériau constant
- Permet un pliage et une découpe de précision
Capteurs
- Contrôler l'état et les tolérances des composants
- Alerte précoce pour la maintenance préventive
- Contribuer à éviter les temps d'arrêt ou les problèmes de qualité
Connectivité IIoT
- Connectivité intégrée aux systèmes de données de l'usine
- Contrôler à distance les taux de production
- Aide au dépannage et aux mises à niveau
Systèmes de sécurité
- Barrières immatérielles, arrêts d'urgence, verrouillages de portes
- Éviter tout contact accidentel avec les machines
- Permettre une exploitation et une maintenance sûres
Configuration de l'outillage de roulage
Pour obtenir des pièces formées par laminage de qualité, il est essentiel de configurer correctement les matrices et l'outillage :
- Les outils de roulage doivent être exempts d'entailles et d'usure.
- Les rouleaux doivent être parallèles sur toute leur longueur
- Les rouleaux supérieurs et inférieurs doivent avoir une pression égale.
- Précision des écarts entre les rouleaux selon les spécifications de l'outillage
- Outillage lubrifié pour réduire les frottements et l'usure
- L'outillage doit être affûté périodiquement.
- L'usure de l'outillage entraîne de mauvaises tolérances.
Lors d'un changement de profil, un jeu complet d'outils correctement taraudés doit être installé. Le stock doit être passé à vitesse lente pour vérifier la qualité de la forme avant la production complète.
Spécifications et tolérances des faîtières
Les faîtières formées par laminage doivent répondre à des normes concernant les dimensions critiques et les tolérances clés :
Tableau 4. Tolérances des faîtières
| Paramètres | Tolérance |
|---|---|
| Hauteur des côtes | +/- 1/32 de pouce |
| Largeur | +/- 1/16 de pouce |
| Cambrure | 1/8 de pouce par 10 pieds |
| Arc | 1/8 de pouce par 10 pieds |
| Torsion | 1/8 de pouce par 10 pieds |
Tableau 5. Normes relatives aux faîtières
| Standard | Critères clés |
|---|---|
| ASTM A792 | Spécifications de l'acier galvanisé |
| AS 1397 | Propriétés des tôles d'acier |
| AISI SG03-3 | Épaisseur du revêtement galvanisé |
| ASTM B209 | Alliages d'aluminium, tempères |
Les faîtières formées par laminage doivent être 100% inspectées visuellement pour détecter les défauts. La longueur, la hauteur des nervures et l'alignement des joints doivent être vérifiés périodiquement. Des essais destructifs de section transversale permettent de vérifier que les rayons de courbure sont corrects.
Optimisation du processus de laminage
Il existe plusieurs façons d'optimiser le processus de profilage des coiffes de faîtage :
- Matériau - Utiliser un acier à haute résistance dont l'épaisseur et la qualité de surface sont constantes. Les alliages d'aluminium peuvent nécessiter un formage en deux étapes.
- Conception des rouleaux - La géométrie des rouleaux, l'état de surface, la dureté et la lubrification ont un impact sur la qualité.
- Configuration de l'outillage - La précision de l'écartement, du parallélisme et de la perpendicularité est essentielle.
- Vitesse de formage - Des cadences de production plus rapides augmentent le risque d'amincissement et de déchirure du matériau.
- Pression du rouleau - Une force adéquate sur le dessus et le dessous évite l'aplatissement tout en évitant les ondulations.
- Servocommande - La régulation étroite de la vitesse assure la cohérence et la répétabilité.
- Inspection de la qualité - Vérifier l'installation de la première pièce et procéder à des échantillonnages en cours d'exécution.
Fabricant de profileuses de faîtières
Il existe un certain nombre de fabricants dans le monde qui conçoivent et construisent des profileuses de faîtage :
Tableau 6. Principaux fabricants de profileuses de faîtières
| Compagnie | Description |
|---|---|
| Metform | Large gamme d'équipements de profilage (Turquie) |
| Formtek | Lignes complètes pour composants de toiture (USA) |
| Gasparini | Robustes profileuses fabriquées en Italie |
| Bradbury | Marque leader depuis plus de 50 ans (USA) |
| Samuel | Normes d'ingénierie allemandes rigoureuses |
| JD Norman | Profileuses sur mesure (USA) |
| Shanghai Shengzao | Équipement chinois de profilage à prix abordable |
| Sahil Machines | Fabricant de profileuses basé en Inde |
Lors du choix d'une profileuse, les facteurs clés à prendre en considération sont la fiabilité, la précision, la rigidité, l'expérience et le service après-vente local. Les équipements européens, plus coûteux, offrent généralement la plus grande longévité et les tolérances les plus étroites.
Considérations relatives à l'achat
Principaux éléments à prendre en compte lors de l'investissement dans un profileuse de faîtage:
Volume de production
- Capacité de la machine supérieure aux besoins = gaspillage
- Capacité trop faible = goulot d'étranglement
Type de matériau
- Calibre et limite d'élasticité
- Adaptation aux aciers à haute résistance
Flexibilité du profil
- Passage rapide d'un profil à l'autre
- Bibliothèque d'outils pour divers bouchons
Caractéristiques de l'automatisation
- Auto-alimentation, empilage, empaquetage
- Réduire la main d'œuvre, augmenter la cohérence
Contrôles
- IHM à écran tactile pour la surveillance
- Collecte de données, diagnostics
- Recettes programmables
Qualité
- Composants usinés avec précision
- Tolérances dimensionnelles strictes
- Résistance aux vibrations pour un fonctionnement en douceur
Soutien
- Installation, formation, documentation
- Entretien et service
- Stock local de pièces détachées
Coûts de fonctionnement
Les coûts d'exploitation permanents d'une profileuse de faîtage sont les suivants :
Outillage
- Les matrices de laminage s'usent avec le temps
- Remplacement tous les 2-3 ans
- Coûts $5000 - $10000 par profil
Maintenance
- Consommables tels que les lubrifiants
- Main-d'œuvre pour l'entretien préventif
- Réparation des composants usés
Travail
- Réglage et chargement de la machine
- Inspection et emballage
- Dépend du niveau d'automatisation
Utilitaires
- Consommation électrique de la machine
- Utilisation du compresseur d'air
- Coût de l'espace de l'usine
Matériaux
- Matières premières pour bobines de tôle
- Regroupement et emballage
Les coûts d'exploitation totaux sont généralement compris entre 101 et 201 tonnes par an par rapport au prix d'achat de la machine. Un entretien, une maintenance et un fonctionnement corrects permettent d'obtenir un retour sur investissement maximal de l'équipement.
FAQ
Q : Quelle épaisseur de tôle peut être transformée en faîtage par roulage ?
R : L'épaisseur standard des tôles utilisées est de 26 à 28 gauges. Les tôles plus épaisses, jusqu'à 16, peuvent être formées en deux passes. Les tôles plus minces de calibre 30+ nécessitent une manipulation spéciale.
Q : Quels sont les moteurs qui alimentent le système d'entraînement ?
R : Servomoteurs électriques associés à des réducteurs de précision. Les moteurs à induction à courant alternatif avec onduleur sont également courants.
Q : Combien de temps faut-il pour passer d'un profil à l'autre ?
R : Avec l'outillage à cassettes à changement rapide pré-calibré, le changement de profil prend de 30 à 60 minutes.
Q : La machine peut-elle fonctionner avec d'autres métaux comme le cuivre ou le laiton ?
R : Oui, mais certains matériaux peuvent nécessiter des vitesses de production plus faibles, un formage en deux passes ou d'autres ajustements.
Q : Quels sont les facteurs qui déterminent la vitesse de formation des crêtes ?
R : Les facteurs clés sont l'épaisseur/la résistance du matériau, la complexité du profil, le nombre de passes et la rigidité de la machine.
Q : Comment plusieurs sections de faîtage sont-elles assemblées ?
R : Les sections adjacentes peuvent être superposées dans le style des bardeaux. Il existe également des sertisseuses qui permettent d'emboîter les sections.
Q : Quels sont les dispositifs de sécurité inclus ?
R : Protection complète du périmètre, barrières immatérielles, arrêts d'urgence, déconnexions électriques et surveillance redondante de la sécurité.
Q : Qu'est-ce qui détermine la nécessité d'une machine à une ou deux passes ?
R : Les profileuses à deux passes permettent d'obtenir des rayons de courbure plus serrés, des profils plus larges et des matériaux de plus forte épaisseur, ce qui dépasse la capacité des modèles à une passe.
Q : La machine peut-elle produire des pièces de longueur variable ou seulement des pièces de longueur fixe ?
R : Les machines peuvent produire des longueurs fixes à l'aide d'un système de coupe à came ou peuvent être configurées pour une coupe variable à la demande.
Q : Comment les tôles enroulées doivent-elles être stockées pour éviter les problèmes de qualité ?
A : Stocker les bobines à l'intérieur, à l'abri de l'humidité, et inspecter/nettoyer les surfaces pour détecter les salissures, les débris ou les rayures avant le formage par laminage.
