Le profilage est un procédé de formage du métal utilisé pour produire de longs profils d'acier avec des sections transversales complexes. Machines de profilage de cadres en acier sont conçues pour plier en continu une bande plate de tôle dans le profil transversal souhaité à travers des stations de laminage consécutives. Les cadres en acier formés par laminage sont largement utilisés pour les fermes de toit, les charpentes de bâtiments, les châssis de voitures, les portes en acier et de nombreuses autres applications qui nécessitent des profilés d'acier longs personnalisés.
Ce guide complet fournit une vue d'ensemble détaillée de la technologie des profileuses pour cadres en acier, des types, des principes de fonctionnement, des principaux composants, des considérations de conception et des fournisseurs. Il compare également les avantages du profilage par rapport à d'autres méthodes de cintrage des profilés.
Vue d'ensemble du processus de profilage des cadres en acier
Le profilage crée des profils longitudinaux par un cintrage progressif dans une série de stations de laminage. Le processus consiste à enrouler une bande plate de tôle d'acier à travers une série de rouleaux, chacun étant positionné progressivement pour plier la tôle un peu plus afin d'obtenir la forme de profil souhaitée.
Les principaux avantages du profilage des cadres en acier sont les suivants :
- Production en continu de profils longitudinaux jusqu'à 50 m de long
- Production élevée jusqu'à 120 m/min
- Des dimensions de profil cohérentes et précises
- Faibles coûts d'outillage par rapport à d'autres procédés
- Capacité à former des formes asymétriques complexes
- Un gaspillage minimal de matériaux
- Le faible apport de chaleur protège les propriétés des matériaux
Le profilage de cadres en acier est idéal pour produire des profilés droits ou coniques dans des volumes de production moyens à élevés avec des délais plus courts que le freinage à la presse ou la fabrication.
Principaux avantages du profilage de charpentes métalliques
| Paramètres | Avantage |
|---|---|
| Vitesse de production | Jusqu'à 10 fois plus rapide que le freinage par pression |
| Précision du profil | Tolérance constante +/- 1 mm |
| Flexibilité | Passage rapide d'un profil à l'autre |
| Économies de matériaux | Jusqu'à 30% de pertes en moins par rapport à la fabrication |
| Longueur de la pièce | Profils continus jusqu'à 50 m |
| Délai d'exécution | Outils à rouleaux fabriqués en 2 semaines |
| Coût du processus | Diminution de l'investissement en capital |
| Variété de produits | Convient aux profils personnalisés de petite ou grande taille |
Le laminage par rapport aux autres méthodes de cintrage
| Processus | Description | Applications typiques |
|---|---|---|
| Forme rouleau | Pliage en continu par des stations de rouleaux | Toitures, racks, châssis, portes en acier |
| Freinage par pression | Pliage discret sur une seule presse plieuse | Petits boîtiers personnalisés, supports |
| Fabrication | Découpage et soudage de sections d'acier | Grandes structures ponctuelles |
| Extrusion | Forçage de l'acier chauffé à travers la matrice | Sections standard comme les poutres en I |
Types de profileuses pour charpentes métalliques
Il existe deux types principaux de configurations de machines de profilage : le profilage en ligne et le profilage orbital.
Machines de formage de rouleaux en ligne
Les profileuses en ligne font passer le matériau en bande directement à travers la série de stations de laminage en ligne pour former progressivement le profil.
Avantages :
- Disposition compacte
- Simplification de l'alimentation en matériaux
- Des vitesses de production plus rapides
Limites :
- Longueurs de pièces fixes
- Taille limitée par le nombre de postes de laminage
Applications typiques :
Idéal pour la production en grande quantité de profilés en acier de longueur fixe jusqu'à 12 m de long, tels que les rayonnages, les cadres solaires, les portes en acier.
Machines de formage de rouleaux orbitaux
Les machines orbitales font tourner la bande autour d'un mandrin de formage central pour qu'elle passe successivement dans les stations de laminage.
Avantages :
- Production en continu de longueurs illimitées
- Capacité à produire des profils coniques
- Simplification du façonnage des formes complexes
Limites :
- Empreinte au sol plus importante
- Vitesse de production plus lente
Applications typiques :
Il convient parfaitement aux profilés longs de longueur variable ou aux formes irrégulières telles que les poutrelles courbes, les cônes et les cylindres.
Comparaison des systèmes de profilage
| Type de machine | Vitesse de production | Longueur de la pièce | Forme du profil |
|---|---|---|---|
| Formeuse de rouleaux en ligne | Plus élevé <br>(Jusqu'à 100 m/min) | Plus court <br>(jusqu'à 15 m) | Section constante |
| Formeuse de rouleaux orbitaux | Plus lent <br>(jusqu'à 40 m/min) | En continu <br>(illimité) | Formes coniques ou complexes |
Principaux composants d'une profileuse
Un système de profilage à cadre en acier contient plusieurs modules d'équipement clés :
Dérouleur
- Alimente la profileuse en feuillards d'acier plats
- Capacité jusqu'à 10 tonnes
- Enrouleur motorisé pour supporter les bobines lourdes
Stations de formage de rouleaux
- Série d'ensembles d'outils à rouleaux qui plient les tôles de façon incrémentielle
- 10 - 25 stations selon le profil
- La géométrie de la rainure du rouleau définit le degré de flexion
Unités de poinçonnage
- Poinçon CNC optionnel pour trous ou encoches
- Permet des découpes dans le profil du cadre
Coupe de cisaillement
- Cisaille le profilé à la longueur souhaitée
- Coupeuse rotative ou guillotine
Empileur
- Collecte les profils formés et les empile
- Convoyeurs motorisés en option pour la manutention des pièces
Agencement typique d'une ligne de profilage
Vue d'ensemble des principaux modules d'une ligne de profilage de cadres en acier
Caractéristiques de la profileuse
Les profileuses modernes à châssis en acier sont dotées de caractéristiques et de capacités supplémentaires qui améliorent la productivité, la précision et la qualité du produit final :
- Entraînements servoélectriques sur chaque station pour le contrôle de la vitesse et de la position
- Jauge automatique pour mesurer le profil pendant la course
- Outillage à changement rapide pour des changements de taille plus rapides
- Cassette de déroulage avec bras et mandrin motorisés pour faciliter le chargement des bobines
- Systèmes de manutention de pièces robotisés ou à portique pour l'empilage de profilés formés
- Systèmes de vision pour le contrôle des dimensions des profilés formés
- Systèmes de correction du cintrage des rouleaux pour ajuster automatiquement la position des rouleaux
- Logiciel de programmation CAO pour simuler le processus de formage des profils
Considérations relatives à la conception des machines de formage par laminage
Facteurs clés à prendre en compte lors de la sélection d'une profileuse pour cadres en acier :
1. Exigences en matière de volume de production
Le taux de production horaire ou journalier requis détermine la vitesse et les caractéristiques de la machine.
2. Forme et complexité du produit
Les formes de courbes plus complexes nécessitent plus de stations de rouleaux. La configuration orbitale convient aux profils complexes.
3. Longueur de la pièce
Les rouleaux en ligne conviennent pour des longueurs fixes plus courtes. Les rouleaux orbitaux permettent des longueurs variables continues.
4. Espace disponible
Les machines en ligne sont moins encombrantes que les machines orbitales.
5. Largeur et épaisseur de la bobine
Vérifier que la capacité de la machine correspond aux dimensions des bobines d'acier.
6. Type de matériau
Assurer la rigidité et la puissance de la machine pour les matériaux à haute résistance tels que l'acier inoxydable.
7. Besoins en matière d'automatisation
Pensez à la manipulation des bobines, à l'empilage des pièces et aux fonctions d'automatisation de la correction.
Guide de sélection des laminoirs en fonction des exigences clés
| Exigence | Type de machine recommandé |
|---|---|
| Production à grande vitesse | Formeuse de rouleaux en ligne |
| Profils complexes | Formeuse de rouleaux orbitaux |
| Courtes longueurs fixes | Formeuse de rouleaux en ligne |
| Longueurs variables continues | Formeuse de rouleaux orbitaux |
| Espace limité dans l'usine | Formeuse de cylindres compacte en ligne |
| Matériau épais et très résistant | Machine orbitale robuste |
| Changements fréquents de produits | Outillage à changement rapide |
| Production automatisée | Servocommandes, vérification automatique, manipulation robotisée des pièces |
Fournisseurs de machines de formage de cadres en acier
Il existe de nombreux fabricants de profileuses dans le monde qui proposent des lignes de production de cadres en acier. Le tableau ci-dessous présente quelques-uns des principaux fournisseurs :
Principaux fabricants de profileuses pour charpentes métalliques
| Compagnie | Localisation | Types de machines | Max. Vitesse |
|---|---|---|---|
| Formtek | ÉTATS-UNIS | En ligne, orbital | 100 m/min |
| Machines Samco | Canada | En ligne, orbital | 80 m/min |
| Groupe Bradbury | ROYAUME-UNI | En ligne | 120 m/min |
| Shanghai Rollforming | Chine | En ligne, orbital | 100 m/min |
| Metform | Turquie | En ligne, orbital | 80 m/min |
| Systèmes de construction Kirby | ÉTATS-UNIS | En ligne | 100 m/min |
| BSM | Taïwan | En ligne, orbital | 80 m/min |
| Jupiter Rollforming | Inde | En ligne | 60 m/min |
Fourchette de prix
Les profileuses pour charpentes métalliques vont de $100 000 à $500 000 en fonction de la vitesse, de la taille et des caractéristiques. Prix typiques pour les configurations les plus courantes :
- Formeuse de cylindres en ligne d'entrée de gamme - $100 000 à $150 000
- Formeuse de cylindres en ligne à grande vitesse - $200 000 à $300 000
- Formeuse de cylindres orbitale à usage intensif - $300 000 à $500 000
Les machines d'occasion reconditionnées sont disponibles à un prix inférieur d'environ 40%.
Les principaux fabricants, tels que Formtek, Samco et Shanghai Rollforming, proposent des solutions de profilage sur mesure, adaptées aux besoins des clients. Ils proposent également l'intégration des lignes, des services d'installation et la formation des opérateurs.
Facteurs influençant le coût de la profileuse pour charpentes métalliques
- Vitesse et débit
- Nombre de postes de laminage
- Fonctions d'automatisation
- Capacité d'épaisseur du matériau
- Fabriqué aux États-Unis et non importé
- Machine sur mesure ou machine standard
- Manutention manuelle ou motorisée
- Machine neuve ou machine d'occasion
Conseils pour réduire les coûts
- Envisager des équipements d'occasion reconditionnés pour économiser 40%
- Les machines standard sont moins chères que les machines sur mesure
- Les machines importées coûtent 20-30% de moins que les machines construites aux États-Unis.
- N'opter que pour les caractéristiques nécessaires à l'application
- La manutention manuelle est moins chère que la manutention automatisée
- Obtenir des devis de plusieurs fournisseurs pour comparer les prix
Comment choisir un fournisseur de profileuses pour charpentes métalliques
Suivez les étapes suivantes pour sélectionner un fournisseur de profileuses :
- Évaluer les fournisseurs en fonction de leur réputation, de leur expérience et de leur proximité
- Vérifier qu'ils proposent le type de machine et les caractéristiques requises
- Examiner les études de cas et visiter les installations si possible
- Obtenir des propositions de plusieurs fournisseurs pour les comparer
- Renseignez-vous sur les garanties de taux de production et les tolérances
- Demander des références à des clients existants
- Préciser le service après-vente et l'assistance technique fournis
- Assurer la disponibilité locale des pièces de rechange et de l'outillage
- Comprendre les modalités de paiement et les délais requis
- Négocier la meilleure offre de prix sur la base de la valeur totale
Des fabricants réputés tels que Formtek, Samco et Shanghai Rollforming, forts d'une expérience de plusieurs décennies, offrent une solution complète, de la conception à la livraison, pour répondre aux exigences des clients en matière de profilés formés par laminage. La vérification de plusieurs références permet de valider la qualité et la fiabilité.
Fonctionnement et entretien de la profileuse
Un fonctionnement correct et une maintenance préventive garantissent les performances optimales et la durée de vie d'un système de profilage à cadre en acier.
Liste de contrôle des opérations quotidiennes
- Inspecter les pièces formées pour détecter les défauts
- Vérifier l'état et la lubrification de l'outil de roulage
- Surveiller les charges et la température de l'entraînement
- Inspecter l'usure des outils de coupe
- S'assurer que les guides et les protections sont en place
- Vérifier les niveaux de liquide hydraulique
- Vérifier l'état et le suivi de la bande transporteuse
- Nettoyer les particules métalliques accumulées
Calendrier d'entretien préventif
| Activité | Fréquence |
|---|---|
| Inspection de l'outil de roulage | Hebdomadaire |
| Inspection du système hydraulique | Mensuel |
| Lubrification des roulements | Trimestrielle ou 500 heures |
| Remplacement de la courroie | Annuellement ou par fabricant |
| Réaffûtage d'outils à rouleaux | Selon les besoins, en fonction de la jauge |
| Étalonnage de la machine | Tous les 2 ans |
Un programme d'entretien rigoureux, conforme aux directives du fournisseur de l'équipement, garantit des performances optimales et des temps d'arrêt minimaux. Conservez un stock suffisant de pièces de rechange.
Avantages et limites du processus de formage par laminage
Avantages
- Vitesses de production élevées jusqu'à 100 m/min
- Production en continu de profilés longs
- Précision jusqu'à +/- 1 mm de tolérance
- Répétabilité pour une qualité constante
- Faible coût d'outillage par rapport à d'autres procédés
- Déchets minimaux de matériaux
- Idéal pour les matériaux à haute résistance
- Faible consommation d'énergie
- Des principes de fonctionnement simples
Limites
- Ne convient pas pour les pièces courtes inférieures à 3 m
- Limitation de la taille du profil en fonction de la capacité de la machine
- Les opérations séquentielles limitent la flexibilité
- Section de la partie fixe
- Les outils à rouleaux doivent être remplacés périodiquement
- La production de bruit fort nécessite une protection
FAQ
Q : Quels types d'acier peuvent être formés par laminage ?
R : La plupart des qualités d'acier de construction et de tôle peuvent être formées par laminage, y compris l'acier doux, l'acier à haute résistance, l'acier inoxydable et l'aluminium jusqu'à 10 mm d'épaisseur.
Q : Quelles sont les longueurs de profil qui peuvent être produites ?
R : Les profileuses en ligne peuvent produire des cadres d'acier fixes d'une longueur maximale de 15 m. Les machines orbitales offrent des longueurs continues sans limite théorique. Les machines orbitales offrent des longueurs continues sans limite théorique.
Q : Quelle est la rapidité du processus de profilage ?
R : Les vitesses de production varient de 10 à 100 m/min en fonction de la taille de la machine. Les vitesses typiques sont de 30 à 50 m/min.
Q : Quelles sont les tolérances du profilage ?
R : La précision du cadre en acier formé par laminage est généralement de +/- 1,0 mm sur toute la longueur du profil. Une précision de 0,5 mm est possible.
Q : Quelle est la rapidité de production des outils en rouleau ?
R : Après approbation de la conception, les outils à rouleaux peuvent être fabriqués en 2 à 3 semaines pour être livrés. Les jeux à changement rapide permettent de changer rapidement de profil.
Q : Quelles sont les compétences nécessaires pour utiliser une profileuse ?
R : Les profileuses sont conçues pour être faciles à utiliser. Le temps de formation de l'opérateur est généralement de 1 à 2 semaines en fonction du niveau d'automatisation.
Q : Quelles sont les mesures de sécurité requises ?
R : Les laminoirs contiennent de nombreuses mesures de protection telles que des barrières, des arrêts d'urgence et des verrouillages. Les utilisateurs doivent fournir des protocoles et des EPI.
Q : Quelle est la période typique de retour sur investissement ?
R : En fonction de l'échelle de production, le retour sur investissement peut être atteint en 1 à 2 ans grâce à des gains d'efficacité par rapport à d'autres processus.
Conclusion
Le profilage est une méthode de haute productivité et de précision pour produire des profilés de cadre en acier personnalisés. Les profileuses en ligne sont idéales pour les pièces courtes de longueur fixe produites en grandes quantités, tandis que les machines orbitales permettent de produire des profilés de longueur illimitée.
Les principaux fabricants de profileuses proposent des machines standard ou personnalisées de 50 à 150 m/min avec des capacités allant jusqu'à 10 mm d'épaisseur et 1000 mm de largeur. Les cadres en acier formés par roulage ont une précision dimensionnelle allant jusqu'à +/- 1,0 mm et permettent de réaliser des économies de matériaux par rapport à d'autres techniques de pliage.
Une évaluation minutieuse du volume de production, des dimensions du produit, de la vitesse de la ligne, de l'espace au sol et du budget permet de sélectionner la solution de profilage optimale pour une application spécifique de charpente métallique. Des procédures d'entretien et d'exploitation efficaces garantissent des performances maximales. Avec la machine et la configuration appropriées, le profilage est un moyen rentable de produire des profilés d'acier droits ou coniques avec des sections transversales complexes.
