Vue d'ensemble de la profileuse

machine de formage de profilés est une opération de cintrage en continu dans laquelle la feuille ou la bobine est progressivement formée dans la forme de section transversale souhaitée à travers une série de stations de formage consécutives. Les stations de formage sont constituées de rouleaux opposés qui plient et façonnent continuellement la bande de matériau en mouvement jusqu'à l'obtention du profil final.

Le profilage permet de produire de manière efficace et rentable des pièces métalliques avec des sections transversales personnalisées. Il est couramment utilisé pour fabriquer des pièces telles que des panneaux muraux, des toitures, des cadres de porte, des systèmes de rayonnage, des produits pour les autoroutes, des éléments de mobilier et bien d'autres encore. La flexibilité du profilage permet de créer presque n'importe quel profil de section ouverte.

Voici quelques-uns des principaux avantages du profilage par roulage :

• Processus hautement automatisé nécessitant peu de main-d'œuvre
• Capable d'atteindre des taux et des volumes de production élevés
• Façonnage cohérent et reproductible des profils
• Une large gamme de formes et de tailles peut être formée
• Faibles coûts d'outillage par rapport à d'autres procédés
• Déchets de matériaux réduits au minimum puisque le stock est formé progressivement
• Applicable à divers métaux tels que l'acier, l'aluminium, le laiton, etc.

Le profilage nécessite un investissement initial plus important en équipement que des méthodes telles que le pressage ou l'emboutissage. Toutefois, le profilage devient économique pour les lots de production importants en raison de son débit élevé et de ses faibles coûts d'exploitation. Il est idéal pour produire de grandes longueurs de sections transversales de profilés répétitifs.

Processus de profilage

Le processus de profilage se compose de plusieurs étapes :

• Les bobines ou les feuilles sont chargées dans un dérouleur ou une unité d'alimentation qui redresse la bande.
• La matière est acheminée longitudinalement à travers une série de stations de laminage.
• Chaque rangée de rouleaux effectue une série de courbes jusqu'à ce que la forme de profil souhaitée soit formée de manière incrémentielle.
• Les matrices de tronçonnage produisent des pièces de la longueur requise lorsque le profilé sort de la profileuse.
• Les sections formées sont rassemblées sur une table d'enlèvement.

Le cintrage progressif de la matière à travers des cages successives est la clé du processus de profilage. Le nombre de cages de laminage nécessaires dépend de la complexité de la forme de la pièce à former. Les machines typiques ont entre 3 et 16 stations de formage.

Composants de la machine de formage par laminage

Les profileuses sont composées de trois sections principales :

• Alimentation des stocks - Dérouleur, redresseur et unité d'alimentation
• Formation - Porte-rouleaux consécutifs pour le pliage progressif des tôles
• Découpage - Cisailles ou scies pour couper les profilés à la longueur voulue

Voici les principaux éléments d'un laminoir :

Rouleau Designs

L'outillage de roulage est essentiel pour créer la forme de profil souhaitée. Le formage par roulage dépend de l'action de flexion précise des rouleaux profilés pour former progressivement les sections. La conception des cylindres est personnalisée pour produire la géométrie exacte de la pièce à fabriquer.

Voici quelques modèles de rouleaux couramment utilisés :

• Formation de cercles - Utilisé pour former des formes courbes et des rayons
• Pincement - Réduit le métal à une plus petite section
• Bord - Crée une courbure sur le bord du profil
• Fin - Pour réaliser de petites courbures vers l'intérieur ou vers l'extérieur
• Rigide - Rouleaux de support général pour maintenir la forme

La conception du passage du rouleau est d'abord développée par l'analyse de la forme de la pièce. La géométrie du rouleau est affinée de manière itérative pour obtenir les incréments de flexion requis et un formage à contrainte minimale. Les matériaux des cylindres sont sélectionnés en fonction des propriétés du stock et des volumes de production. Les matériaux les plus courants sont l'acier trempé, le fer et le caoutchouc/polyuréthane pour les volumes importants.

Considérations relatives à la conception

Quelques considérations clés dans la conception du profilage :

• Tolérances des pièces - La conception du rouleau doit tenir compte du retour élastique et respecter les tolérances.
• Propriétés des bandes - La limite d'élasticité, la dureté et l'épaisseur influencent les charges sur le rouleau.
• Taux de production - La vitesse de la ligne a un impact sur la capacité de charge du rouleau et sur le dimensionnement du moteur.
• Largeur de la bande - La largeur maximale dépend de la capacité de la machine et de la géométrie de la pièce.
• Type de matériau - Matériaux des rouleaux sélectionnés en fonction de la dureté du métal de base
• Lubrification - La réduction des frottements permet un meilleur écoulement du matériau lors du formage
• Orientation du grain - La conception du rouleau doit tenir compte du sens du grain de la tôle

Une analyse FEA et un développement approfondi de la passe de laminage sont effectués pour optimiser la conception de l'outillage de laminage avant la fabrication. Des cycles de production pilotes permettent de vérifier l'outillage avant la production complète.

Machine de formage de profilés Processus

Le processus de profilage produit des pièces en pliant et en façonnant des tôles ou des bobines dans le sens longitudinal à mesure qu'elles passent à travers des paires consécutives de cylindres profilés. Chaque paire de cylindres effectue une série de pliages précis jusqu'à ce que le profil de la section transversale finale soit formé de manière incrémentielle.

Comment fonctionne le laminage

• Le matériau en feuille ou en bobine est chargé dans un dérouleur qui fait passer la bande par un redresseur dans la profileuse.
• Les rouleaux d'alimentation saisissent le produit et le font avancer dans les stations de formage.
• Lorsque la bande s'engage dans le premier support, une première mise en forme du profil se produit.
• À chaque étape suivante, des pliages progressifs sont effectués jusqu'à l'obtention de la forme finale.
• La section profilée sort de la dernière station et est coupée à la longueur souhaitée.
• Les pièces formées sont rassemblées sur une table d'enlèvement.

Le principal avantage du profilage est le cintrage progressif de la matière par une série de petites étapes. La séquence de cintrage et la conception des cylindres permettent l'écoulement du matériau sans amincissement ni déchirure excessifs. Le processus exerce un contrôle précis sur la déformation du matériau afin de créer la section transversale requise.

La conception d'une passe de laminage correcte est cruciale pour réussir à façonner des pièces dans les limites de tolérance. Le formage par roulage repose uniquement sur la compression pour plier le matériau. Aucune force de traction n'est appliquée pendant le formage. Les cylindres ne font que presser la bande dans le sens longitudinal lors de son passage dans la machine.

Étapes du laminage

Voici la séquence des étapes du processus de profilage :

1. L'alimentation

• Feuilles ou bobines chargées dans un dérouleur ou une unité d'alimentation
• Rouleaux d'alimentation automatiques avec rouleaux de pincement qui saisissent et alimentent la bande
• Le redresseur de feuilles élimine la courbure de la bobine et les premiers plis

**2. Pliage incrémental **

• Le stock entre dans la première cage de laminage et les premiers plis sont réalisés.
• À chaque stand suivant, la flexion progresse davantage
• Les rouleaux sont usinés avec précision selon les contours requis.
• La forme finale du profil est obtenue progressivement par la répétition des stands

3. Découpage

• La section profilée formée est automatiquement acheminée vers la station de coupe
• Les matrices de cisaillement ou les scies coupent les pièces à la longueur spécifiée
• Les longueurs de coupe courantes vont de 3 à 16 pieds.

4. Collecte

• Les pièces coupées sont empilées sur des tables de réception ou des convoyeurs.
• Les tables permettent de regrouper et de transporter facilement les sections.

5. Finition

• Facultatif - finition, perforation, marquage, etc.
• Opérations automatisées possibles pour les gros volumes

Avantages du laminage

Le formage par laminage offre des avantages importants :

• Possibilité d'atteindre des taux de production élevés jusqu'à 200 pieds/min
• Façonnage cohérent et répétitif des profils
• Faibles forces impliquées, donc moins d'usure de l'outillage
• Permet des longueurs de pièces illimitées
• Un minimum de pertes de matériaux car le stock est formé progressivement
• Coût inférieur à celui de l'emboutissage ou du freinage à la presse pour les grandes séries
• Une large gamme de formes et de géométries peut être produite
• Idéal pour les matériaux à haute résistance comme l'acier HSLA
• Courant pour les gros volumes de 50 000 à 500 000 pièces

Machines de formage de profilés

Machines de formage de profilés sont des systèmes conçus sur mesure pour produire des pièces métalliques ayant une forme de section transversale spécifique. Les principaux aspects des profileuses à rouleaux sont les suivants

Système d'alimentation

• Dérouleur ou déboucleur de tôles ou de bobines
• Supports de rouleaux d'alimentation avec rouleaux de pincement
• Redresseur de tôles et jauges d'épaisseur
• Guides de stock et rouleaux de support

Stations de formation

• Série de cages de laminage
• Arbres à rouleaux supérieurs et inférieurs avec accouplements à engrenages
• Boîtiers de rouleaux emboîtés pour plus de rigidité
• Contour et géométrie du rouleau adaptés à la forme de la pièce

Système de coupure

• Cisaille, scie circulaire ou rasoir pour les découpes
• Tables de post-coupe ou convoyeurs de sortie
• Systèmes de regroupement pour la manipulation de pièces finies

Cadre de la machine

• Cadre de base en acier soudé lourd
• Parois latérales pour la protection des rouleaux et la sécurité
• Protections autour des pièces mobiles

Entraînements

• Moteur principal couplé à l'arbre d'entrée
• Réducteurs de vitesse pour chaque cage de laminoir
• Servomoteurs pour le déroulage et la coupe
• Capteurs pour l'automatisation et le contrôle

Configurations de la profileuse

Il existe trois types courants de configurations de machines de profilage :

En ligne

• Les sections sont formées et coupées longitudinalement
• Chaque pièce présente un profil homogène sur toute sa longueur
• Courant pour les pièces d'une longueur maximale de 25 pieds
• Taux de production élevés jusqu'à 200 pieds/min

Rotary

• La bande est introduite dans des ensembles de rouleaux circulaires
• La rotation forme le profil autour du mandrin
• Utilisé pour fabriquer des anneaux et des formes arrondies
• Taux de production inférieurs à ceux de la production en ligne

Machines à roue

• Matrices à rouleaux montées sur des roues circulaires rotatives
• Les roues tournent pour former des courbes et des formes
• Portable et ajustable pour les petites courses
• Production jusqu'à 60 pieds/min

Les laminoirs en ligne sont les plus utilisés dans les installations industrielles en raison de leur capacité de production élevée et continue.

Dimensions de la profileuse

Les profileuses sont disponibles dans une large gamme de tailles :

• Les petits laminoirs sont utilisés pour les petites séries.
• Machines de capacité moyenne utilisées pour les travaux typiques d'un atelier de fabrication.
• Formes de rouleaux de grande taille pour les gros volumes dans les grandes usines.

Facteurs clés déterminant la taille de la machine :

• Largeur maximale de bande nécessaire
• Gamme d'épaisseur des métaux utilisés
• Complexité des formes des pièces
• Volumes et taux de production
• Longueur totale des profils

Conception du laminage

La conception du processus de profilage nécessite une analyse technique approfondie. L'objectif est de déterminer les séquences optimales de passage du galet et la conception de l'outillage pour produire la forme de pièce souhaitée.

Conception du passage du rouleau

La conception du passage des rouleaux définit la séquence précise de pliage à chaque station de la machine :

• La première étape consiste à déterminer l'ordre des courbes nécessaires pour former le profil.
• L'angle de courbure total est divisé en incréments répartis sur les supports de rouleaux.
• Les contours et les positions des rouleaux sont analysés pour obtenir les angles de flexion.
• Plusieurs itérations ont été effectuées pour optimiser le programme de passage du rouleau.
• L'analyse est effectuée à l'aide d'outils logiciels tels que la CAO, l'AEF et les programmes de conception de rouleaux.
• Des essais pilotes sont réalisés pour vérifier l'outillage avant la production complète.

Le nombre total de porte-rouleaux est déterminé sur la base des éléments suivants :

• Complexité de la forme du profil fini
• Propriétés des métaux - épaisseur, limite d'élasticité
• Tolérances requises sur les dimensions des pièces
• Angle maximal à former à chaque station

La conception correcte de la passe de laminage est la clé de la qualité des pièces formées par laminage. Elle permet d'éviter les défauts tels que le flambage, le fendage et le retour élastique dans les sections formées.

Conception du rouleau

La conception de l'outillage de laminage nécessite :

• Détermination des contours du rouleau en fonction de la géométrie de la pièce
• Analyse des étapes de flexion progressive et de la forme du rouleau déduite
• Sélection des matériaux pour les rouleaux en fonction des forces et de l'usure
• Conception de l'arbre avec des diamètres et des roulements appropriés
• Géométries de rouleaux appropriées pour éviter les problèmes de torsion ou de distorsion
• Analyse FEA pour optimiser la forme et la charge des rouleaux
• Essais pilotes de production pour vérifier les performances de l'outillage

Les rouleaux sont généralement usinés à partir de matériaux tels que l'acier à outils D2, le fer ou le caoutchouc/polyuréthane. Les diamètres typiques des rouleaux sont compris entre 5 et 8 pouces. Les rouleaux ont un contour bombé pour compenser les déflexions. L'alignement correct des cylindres et la rigidité du carter sont essentiels pour obtenir des pièces de qualité.

Analyse du laminage

L'analyse technique dans la conception des cylindres implique

• Modèles CAO des pièces - Création de modèles 3D de profilés finis
• Analyse de la flexion - Détermination de la séquence des virages et des angles de roulis
• Modélisation FEA - Simulation des forces de roulement et des contraintes sur les matériaux
• Conception du rouleau - Modélisation CAO des contours sur la base de déductions de courbures
• Conception des machines - Dimensionnement des moteurs, des arbres et des accouplements en fonction des charges
• Déviation - Analyse des piles de rouleaux, des arbres et des déformations des logements
• Trajectoire de l'outil - Simulation du mouvement de la bande à travers la séquence de rouleaux

Cette analyse permet de s'assurer que l'outillage de roulage produit la forme et les tolérances requises pour la pièce. Elle permet également d'éviter les défauts tels que le flambage, la fissuration ou le retour élastique des sections formées.

Rouleaux de matériaux

Le choix de matériaux appropriés pour les cylindres est important pour un formage de profilé de qualité et une longue durée de vie de l'outillage. Facteurs clés dans le choix du matériau des cylindres :

Dureté

• La dureté du rouleau doit être supérieure à la dureté du matériau.
• Prévient la déformation des rouleaux sous pression
• Rouleaux en acier trempé utilisés pour la plupart des métaux

La force

• Les rouleaux doivent résister aux forces de flexion sans fatigue
• Résistance élevée nécessaire pour supporter les charges de formage
• La résistance détermine les diamètres de rouleaux admissibles

Résistance à l'usure

• Les matériaux des rouleaux doivent résister aux dommages causés par le frottement
• Essentiel pour les volumes de production élevés
• Alliages spéciaux utilisés si le matériau est abrasif

Durcissement au travail

• La pression de contact ne doit pas durcir excessivement les rouleaux.
• entraîne une détérioration de la surface et une mauvaise qualité des pièces
• Les revêtements à faible coefficient de frottement aident à surmonter ce problème

Des combinaisons de matériaux sont également utilisées sur une même machine, avec des supports de préformage en fer et des supports de finition en acier. Les rouleaux en caoutchouc/uréthane permettent de réduire les frottements lors du formage des métaux tendres.

La sélection appropriée du matériau des cylindres garantit des taux d'usure faibles et la capacité de résister aux pressions élevées impliquées dans le formage par laminage. Il permet de maximiser les volumes de production et de minimiser le réaffûtage ou le remplacement des cylindres.

Applications de formage par laminage

Le profilage est utilisé pour produire une grande variété de pièces dans toutes les industries :

La construction

• Panneaux muraux, bardage, toiture, montants, solives
• Rampes, cadres, supports solaires, systèmes de drainage
• Angle, tube, canaux pour structures

**Automobile **

• Poutres de porte, rails de toit, supports, traverses
• Cadres de sièges, marchepieds, pare-chocs
• Composants de la garniture extérieure

**HVAC **

• Conduits d'air et raccords
• Gouttières, persiennes, registres, diffuseurs

Manutention

• Cadres de rayonnages, étagères, convoyeurs
• Chariots, bacs, casiers, armoires de rangement

Mobilier

• Cadres, boîtiers, étagères, poignées
• Bureaux, classeurs, aménagements de magasins

Électricité

• Appareils d'éclairage, chemins de câbles, boîtes de jonction
• Boîtiers de panneaux, chemins de roulement, cadres pour panneaux solaires photovoltaïques

Transport

• Attelages, garde-corps, marchepieds, cadres pour camions et remorques
• Barrières de sécurité routière

En outre, les profilés architecturaux décoratifs, les présentoirs, les expositions, la signalisation, les panneaux de carrosserie des wagons et des camions sont couramment formés par laminage.

La possibilité de créer des sections ouvertes illimitées fait du profilage la solution idéale pour la production de pièces standardisées ou personnalisées.

Comparaison entre le profilage et d'autres procédés

Le profilage présente à la fois des avantages et des limites par rapport à d'autres procédés de formage des métaux :

Versus du pliage à la presse plieuse

• Coût d'équipement inférieur à celui des grandes presses plieuses
• Pas de coûts d'outillage pour les matrices de pliage
• Des débits plus élevés
• Limitées aux profils ouverts, les presses plieuses peuvent réaliser des formes fermées
• Taille limitée par la capacité de la machine pour le profilage
• Les presses plieuses permettent de passer plus rapidement d'une pièce à l'autre
• Les presses plieuses peuvent avoir des limites de matériaux plus épaisses

Versus Stamping

• Coûts d'outillage nettement inférieurs à ceux des matrices d'emboutissage
• Possibilité de petits lots par rapport à l'emboutissage optimisé pour les gros volumes
• Meilleure utilisation des matériaux dans le formage par roulage
• Plus de limitations de taille dans l'estampage
• L'emboutissage permet de réaliser des formes à section fermée, ce qui n'est pas possible avec le profilage.
• Coût initial de l'équipement plus élevé pour le profilage

Versus Extrusion

• L'outillage à faible coût permet au formage par roulage de changer de pièces.
• L'extrusion ne produit qu'une section transversale fixe en longueurs continues.
• La largeur du profilage est limitée en fonction de la capacité de la machine
• L'extrusion n'est pas pratique pour les petites séries

Versus de la découpe laser/jet d'eau

• Pas de zone affectée par la chaleur ni de déformation comme dans le cas de la découpe au laser
• Faible perte de matière par rapport à la perte de déchets de cisaillement
• Capacité à produire de manière flexible des formes fermées personnalisées, contrairement au formage par laminage
• Des délais très courts sont possibles grâce à la préparation des outils de découpe par rapport aux outils de roulage.
• Aucune limitation de forme ou d'épaisseur comme dans le cas du profilage

La prise en compte des avantages et des limites permet de déterminer le choix optimal du procédé pour une application de production. Le profilage présente des avantages pour les longues séries de production, compte tenu du coût initial élevé de la machine.

Défauts du laminage

Quelques défauts potentiels qui peuvent survenir lors du profilage :

flambage

• Ondulation ou plissement le long de l'âme ou de la bride
• En raison d'une compression excessive
• Rapport largeur/épaisseur insuffisant
• Augmenter la pression de retenue

Torsion

• Le profilé fini se tord longitudinalement
• Rouleaux mal alignés
• Espacement inadéquat entre les supports de rouleaux
• Ajuster l'alignement du rouleau

Pliage

• La bride formée se plie sur l'âme
• Compression excessive
• Augmenter le diamètre du rouleau inférieur

Marques de surface

• Impressions au rouleau visibles sur les surfaces
• Pression excessive sur le rouleau
• Installer

Fractionnement

• Fissures le long de l'axe neutre du profilé formé
• Le métal dépasse les limites de ductilité lors du formage
• Augmenter le rayon de la déduction de la courbure
• Ajuster le calendrier des passages de rouleaux

Éclaircissement

• Les brides formées s'écartent vers l'extérieur
• Confinement insuffisant des rouleaux
• Rouleaux supérieurs et inférieurs mal alignés
• Ajuster l'alignement du rouleau

Non-Fill

• La bande n'entre pas en contact avec le rouleau inférieur
• Empêcher la formation complète
• Rouleaux usés ou endommagés
• Augmenter le diamètre du rouleau

Dos d'âne

• La forme de la pièce n'est pas maintenue après la sortie du dernier point d'appui
• Récupération élastique du métal
• Le surpliage et le surformage peuvent compenser

Variation de l'épaisseur

• Epaisseur de matériau incohérente le long de la pièce
• Mauvaise relation entre les rouleaux
• Augmenter le diamètre du rouleau inférieur

Dommages de surface

• Bosses, gouges, rayures sur les zones formées
• Accumulation de débris sur les rouleaux provoquant des marques
• Lubrifier le matériel ou les rouleaux
• Nettoyer les surfaces des rouleaux

Lubrification dans le formage par laminage

La lubrification est essentielle pour le formage de profilés à l'aide de cylindres :

• Réduire la friction entre les rouleaux et la tôle
• Faciliter le pliage et le flux des matériaux
• Prévenir les dommages de surface des profilés formés

Avantages d'une lubrification efficace :

• Réduction des charges de formage sur les cylindres et l'outillage
• Éviter le grippage et le transfert de matériau sur les rouleaux
• Permettre des vitesses de ligne et des taux de production plus élevés
• Améliorer la qualité de la surface des pièces finies
• Réduire l'usure des rouleaux pour maximiser la durée de vie

Méthodes de lubrification courantes :

Lubrification du rouleau

• Lubrifiant direct appliqué sur les surfaces des rouleaux
• Systèmes d'égouttage pour maintenir les rouleaux enduits
• Réduit la friction lorsque la feuille s'engage dans les rouleaux

Lubrification du stock

• Tôle ou bobine revêtue avant le déroulage
• Montant correct appliqué pour l'ensemble de la production
• Lubrification constante sur tous les supports

Vaporisateur

• Lubrification par brouillard d'air pulvérisé sur les surfaces
• Faible quantité uniformément répartie
• Application propre sans accumulation excessive

Environnements

• Systèmes permettant de pulvériser de l'huile ou du liquide de refroidissement à l'intérieur
• Contribuer à l'amélioration de la qualité de l'air dans les magasins

Les lubrifiants synthétiques sont couramment utilisés pour le profilage à la place des produits à base d'huile. Ils offrent un fonctionnement propre, une longue durée de vie et une manipulation peu salissante des pièces formées. Des systèmes de recyclage appropriés peuvent prolonger la durée de vie des lubrifiants synthétiques utilisés dans le formage de cylindres.

Opérations secondaires

Des opérations secondaires sont souvent effectuées sur les pièces formées par laminage :

Découpage

• Cisaillement ou sciage aux longueurs finales
• Perçage de trous pour les fixations ou les suspensions
• Entaillage et rainurage pour l'adaptation à d'autres composants
• Ébavurage des garnitures et des bords pour les produits cosmétiques

Pliage

• Pattes d'extrémité, brides, supports ajoutés avec les presses plieuses
• Interlocks et poches formées pour les raccordements
• Ourlets et coutures pour la jonction des panneaux

Finition

• Peinture et revêtement en poudre pour l'aspect et la protection
• Galvanisation à chaud ou placage pour la résistance à la corrosion
• Apprêt et passivation pour les métaux tels que l'acier inoxydable

Matériel

• Ajout d'écrous encastrés, de goujons, de fixations imperdables
• Clips de montage, supports et clips installés

Assemblée

• Assemblage de sections formées par laminage à des panneaux ou à des cadres
• Intégration de l'isolation, du verre, de l'électronique et de l'éclairage
• Soudage et fixation de composants supplémentaires

Ces processus secondaires permettent de créer des pièces finies ou des sous-ensembles à partir des profilés formés par laminage. L'automatisation permet d'intégrer plusieurs opérations dans une ligne de production continue.

Fournisseurs d'équipements de formage de rouleaux

Parmi les principaux fabricants d'équipements de profilage, on peut citer

• Machines Samco - Gamme complète de profileuses pour les applications de production et de prototypage
• Metform International - Machines de profilage pour un large éventail d'industries
• Dahlstrom Motors - Ingénierie et fabrication de profileuses sur mesure
• Formtek - Profileuses pour HVAC, drainage, panneaux, rayonnages, automobile
• Groupe Bradbury - Principal fournisseur d'équipements de traitement des tôles plates et des bobines
• Ingénierie mécanique Shibo - Fabricant taïwanais de machines de profilage
• Machines Comet - Rouleuses de production et machines à roue portables
• KNUTH - Machines et outils de profilage de conception allemande
• Botou Xianfa - Fabricant de matériel de profilage en Chine
• EZForm - Fabricant canadien de premier plan de machines de profilage

Lors de la sélection d'un équipement de profilage, les facteurs importants à prendre en compte sont les suivants :

• Capacité de largeur et d'épaisseur de formage requise
• Longueur totale de la machine en fonction des dimensions de la pièce
• Nombre de porte-rouleaux nécessaires pour la forme du profil
• Taux et volumes de production
• Contrôles, automatisation, facilité d'installation
• Disponibilité de services de conception de rouleaux
• Expérience avec des applications similaires
• Présence mondiale pour le service et l'assistance

Les principaux fabricants de profileuses fournissent une assistance complète à la conception et des services d'outillage de profilage en plus de l'équipement de formage.

Coûts du laminage

L'économie du profilage par roulage :

Coût de la machine

• $50.000 à $500.000+ selon la taille et les caractéristiques
• Les machines plus grandes, automatisées et dotées de plus de capacités coûtent plus cher.

Coût de l'outillage

• $2,000 à $20,000+ par jeu d'outils
• La multiplication des supports de rouleaux et leur complexité augmentent les coûts

**Coût d'exploitation **

• Main-d'œuvre 1 à 2 opérateurs, généralement pour le chargement et le déchargement
• Faibles coûts de maintenance et de remplacement de l'outillage
• Consommation d'énergie ~50-100 kWh par tonne de production

Taux de production

• Vitesse de ligne jusqu'à 200 pieds/min sur les machines à grande vitesse
• Possibilité de 10 000 à 100 000+ pieds par équipe

Période de récupération

• ~1-3 ans après le seuil de rentabilité
• Important pour les grands volumes de production
• Longue durée de vie des machines - plus de 20 ans

Coût par pièce

• $0,10 à $2 par pièce en fonction de la complexité
• L'économie s'améliore avec l'augmentation des volumes grâce aux faibles coûts d'exploitation

Le profilage devient économique pour les lots de production importants, généralement supérieurs à 50 000 pièces. Pour des quantités inférieures, d'autres procédés tels que la découpe laser ou la presse plieuse peuvent s'avérer plus rentables. La flexibilité du profilage permet de produire à la fois des volumes faibles et élevés sur la même machine.

Contrôle du processus de laminage

Un contrôle efficace des processus garantit une qualité et une productivité élevées dans le domaine du formage par laminage :

Vitesse de la ligne

• Taux de production et débit directement liés à la vitesse de la ligne
• Vitesse optimisée pour équilibrer le débit et la qualité

Pression du rouleau

• Pression adéquate nécessaire pour un bon formage
• L'excès de pression provoque des défauts et l'usure des rouleaux
• Les capteurs de force permettent d'optimiser la pression

Tension de la bande

• Une tension suffisante est nécessaire pour une alimentation en douceur
• Minimise le flambage et facilite l'écoulement des matériaux
• Des cellules de charge sur la bande contrôlent la tension

Usure du rouleau

• Les rouleaux usés provoquent des erreurs de marquage et de dimension
• Les systèmes de mesure en ligne des rouleaux détectent l'usure
• Rouleaux remplacés sur la base d'indicateurs

Lubrification

• Une lubrification adéquate évite les rayures
• Des capteurs vérifient que les niveaux de lubrifiant sont corrects
• Les pompes modulent le débit en fonction de la vitesse de la ligne

Automatisation

• Contrôleurs programmables machines à coordonner
• Affichages et interfaces HMI pour le contrôle
• Les diagnostics surveillent l'état des processus

Les profileuses modernes utilisent un système de surveillance complet et des commandes en réseau pour maintenir automatiquement des conditions de formage optimales. Cela permet d'éviter les rejets, d'atteindre des taux de production maximums et de réduire les temps d'arrêt.

Problèmes courants dans le formage par laminage

Quelques problèmes fréquents rencontrés dans le formage de profilés et comment les résoudre :

Problème: Torsion du profilé formé

Solution: Veiller à l'alignement correct des rouleaux ; augmenter la distance entre les supports de rouleaux ; vérifier le parallélisme des rouleaux.

Problème: Distorsion du profil après la sortie du dernier stand

Solution: Augmenter le diamètre du rouleau inférieur ; Employer des supports de rouleaux pour le profilé fini

Problème: Retournement de la bride lors du formage

Solution: Réduire la compression ; Augmenter la largeur de la bride ; Vérifier les contours du rouleau

Problème: La bande n'entre pas en contact avec le rouleau inférieur

Solution: Augmenter le diamètre du rouleau inférieur ; ajuster le programme de passage du rouleau

Problème: Charge excessive sur les réducteurs et l'outillage

Solution: Lubrifier le matériau ; Réduire la vitesse de la ligne ; Vérifier l'alignement du rouleau

Problème: Marques de rouleaux visibles sur la surface formée

Solution: Remplacer les rouleaux endommagés ; Augmenter la lubrification ; Réduire la pression du rouleau

Problème: Fendillement le long des jonctions entre l'âme et l'aile

Solution: Augmenter les rayons de courbure ; utiliser davantage de supports de préformage ; vérifier la ductilité du matériau

Problème: Mauvaises tolérances des profils

Solution: Tenir compte du retour élastique dans la conception du rouleau ; utiliser la surcourbure

Problème: Rayures sur les pièces formées

Solution: Nettoyer les surfaces des rouleaux ; Améliorer la lubrification ; Contrôler la qualité de la surface du stock

Sécurité du laminage

Pratiques de sécurité pour les opérations de profilage :

• Enfermer les porte-rouleaux dans des protections
• Portes d'accès verrouillées qui arrêtent la machine en cas d'ouverture
• Étiqueter de manière visible les boutons d'arrêt d'urgence
• Capteurs permettant d'interrompre le fonctionnement en cas de détection d'une partie du corps
• Procédures de verrouillage/étiquetage pour la maintenance
• Utiliser des brosses ou des entonnoirs pour le lubrifiant au lieu de le manipuler directement.
• Équipement pour le levage et la manutention en toute sécurité d'outils lourds
• Les travailleurs portent des EPI appropriés - lunettes de sécurité, gants, vêtements non amples.
• Ventilation adéquate pour contrôler les brouillards et les fumées d'huile
• Isolation des zones très bruyantes par des enceintes acoustiques
• Inspections régulières de l'outillage, des protections, des capteurs, des verrouillages
• Formation sur les procédures d'exploitation sûres et les précautions à prendre
• Établir des zones de sécurité et restreindre l'accès à proximité de la machine

Le formage par laminage comporte des risques importants liés aux pièces en rotation, aux pressions élevées et aux arêtes vives. Le respect de pratiques de sécurité complètes est essentiel pour prévenir les blessures. La protection des machines, les procédures de verrouillage, la formation des travailleurs et l'utilisation des équipements de protection individuelle (EPI) doivent tous être appliqués.

Contrôle de la qualité du laminage

Pratiques de contrôle de la qualité dans le formage par roulage :

• Inspection de la première pièce du profilé formé
• Contrôles dimensionnels à l'aide de jauges et de MMT
• Contrôle de la variation de l'épaisseur sur la longueur de la pièce
• Inspection de l'état de surface des zones formées
• Examen visuel des défauts
• Contrôle des quantités de lubrifiant correctes
• Mesure des largeurs de l'âme, des ailes et des angles de courbure
• Vérification des longueurs de coupe et de la qualité des perforations
• Vérification de la torsion, de la courbure et de la planéité
• Essais pour valider les nouveaux outils et les changements de processus
• Contrôle statistique des processus suivi des défauts
• Analyse de la capacité des dimensions critiques
• Documentation des paramètres du processus et des tolérances
• Formation des opérateurs aux procédures d'inspection
• Actions correctives en cas de défauts

Avec des mesures de contrôle de la qualité adéquates, la répétabilité du processus de profilage garantit une production régulière de pièces dans les tolérances requises. Le suivi statistique permet d'identifier les domaines à améliorer.

Dépannage du processus de formage par laminage

Techniques de dépannage en cas de problèmes lors du formage par laminage :

• Arrêter la machine et inspecter soigneusement la section formée
• Examiner les modifications ou ajustements récents des processus
• Vérifier l'usure des rouleaux, les quantités de lubrifiant, l'alignement des bandes
• Vérifier les propriétés et l'état des matériaux en stock
• Essayez de réduire progressivement la vitesse de la ligne
• Ajuster les pressions et l'alignement des cages de laminage individuelles
• Étude de la conception de la passe à rouleaux et de la configuration de l'outillage
• Examiner la formation des opérateurs et le respect des procédures
• Analyser la cause première d'un défaut spécifique observé
• Lancer des lots pilotes de petite taille pour isoler systématiquement le problème.
• Inspecter et mesurer le profil formé en plusieurs endroits
• L'itération de l'outillage n'est utilisée que pour les problèmes chroniques, après épuisement des autres solutions.
• Consulter les experts en conception de cylindres pour résoudre les problèmes de formage difficiles
• Envisager de tester les matériaux si les défauts sont liés à la composition
• Documenter toutes les constatations et les mesures correctives prises

Un dépannage minutieux permet d'identifier les facteurs contribuant à un problème de profilage. L'attention portée à l'outillage ne doit intervenir qu'après avoir examiné d'autres sources potentielles liées aux matériaux, aux méthodes, à l'homme ou à la machine.

Normes de l'industrie du laminage

Les normes de profilage guident les spécifications des équipements, la conception et le contrôle de la qualité :

ASTM A924 - Norme pour les tôles d'acier utilisées dans le formage par roulage

ASTM B136 - Norme pour les matériaux en bandes de laiton pour le formage par laminage

AISI D100 - Lignes directrices et tolérances en matière de profilage

AWS D1.3 - Directives de soudage pour les pièces et les machines formées par laminage

NSSGA - Guide de profilage pour les produits de l'industrie des granulats

AISI SG03-3 - Lignes directrices pour les charpentes en acier formé à froid

ASTM E290 - Méthodes d'essai de pliage des pièces formées par laminage

ISO 11562 - Mesures linéaires de pièces formées par laminage

JIS Z1701 - Méthodes d'essai pour les produits formés par laminage

API Spec 5CT - Spécification pour le tubage et la tubulure

SAE J136 - Méthodes d'essai des lubrifiants

Le respect des normes industrielles garantit que les pièces formées par laminage répondent aux spécifications requises pour des paramètres tels que les matériaux, la conception, les dimensions, les essais et l'assemblage.

FAQ

Q : Quels sont les métaux qui peuvent être formés par laminage ?

R : Le profilage permet de former des aciers, des aciers inoxydables, de l'aluminium, du cuivre, du laiton et d'autres métaux ductiles dans les limites d'épaisseur et de largeur de la machine.

Q : Quelle est la gamme d'épaisseurs pouvant être formées par laminage ?

R : L'épaisseur typique est comprise entre 18 ga et 1/4 in. Les machines plus grandes peuvent rouler des matériaux d'une épaisseur allant jusqu'à 1 pouce. L'épaisseur minimale est de 26 à 30 ga.

Q : Quelles sont les tolérances possibles ?

R : Les pièces formées par laminage ont généralement des tolérances de +/- 1% sur l'épaisseur du matériau. Certaines dimensions peuvent être soumises à des tolérances plus étroites.

Q : Quelle peut être la longueur d'une pièce formée par laminage ?

R : Les longueurs de production vont de 2 pieds à 25 pieds de long, en fonction de la taille de la machine. En théorie, des longueurs illimitées sont possibles.

Q : Quels sont les métaux qui nécessitent une lubrification ?

R : La lubrification est recommandée pour la plupart des métaux, à l'exception de l'acier inoxydable. Particulièrement utile pour le laiton, le cuivre et l'aluminium.

Q : Le sens du grain a-t-il une incidence sur le profilage ?

R : Oui, le cintrage est plus facile dans le sens transversal du grain. Les profilés sont généralement formés par laminage parallèlement à l'orientation originale du grain.

Q : Combien d'opérateurs sont nécessaires ?

R : En général, 1 à 2 opérateurs - un au dérouleur et un à la sortie. Les machines automatisées peuvent ne pas nécessiter d'opérateur.

Q : Quelle est la rapidité des changements de profilés ?

R : Les changements de rouleaux et d'outils peuvent prendre de 4 à 8 heures. Certains outils à changement rapide réduisent considérablement ce temps.

Q : Qu'est-ce qui détermine les tolérances des profils ?

R : Les tolérances dépendent des propriétés du matériau, de la rigidité de l'outillage, du nombre de porte-rouleaux, de la lubrification et de la vitesse de la ligne.

Q : Quelle est la limite de la largeur maximale ?

R : La taille du châssis de la machine, la rigidité du support à rouleaux et la puissance de formage limitent la largeur maximale. Jusqu'à 120 pouces sur les plus grandes machines.

Q : Quelle est la complexité des formes qui peuvent être formées ?

R : Le profilage excelle dans la production à grande échelle de formes ouvertes et uniformes. Les presses plieuses conviennent mieux aux petites séries de profils complexes.

Q : Qu'est-ce qui provoque des rayures sur la surface formée ?

A : Accumulation de débris sur le travail ou l'outillage, mauvaise lubrification, outillage endommagé, pressions de laminage inadéquates.

Q : Pourquoi le retour élastique pose-t-il problème ?

R : La reprise élastique après le pliage entraîne une distorsion de la forme. Le surpliage et le soutien du rouleau inférieur peuvent compenser.

Q : Comment les trous et les encoches sont-ils ajoutés ?

R : Le poinçonnage, le grignotage ou la découpe au laser sont utilisés après le profilage pour créer des trous et des découpes selon les besoins.

Q : Pourquoi le profilage est-il plus économique que d'autres méthodes ?

R : Aucune matrice n'est nécessaire et les coûts d'exploitation sont faibles. Les coûts d'installation sont amortis sur de longues séries de production. Utilisation élevée des matériaux.

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