Tôlerie en ligne

Sheet metal service, fabrication and manufacturing have existed since antiquity; because of current technological advances, the difficulty of shaping metal has decreased and the market has grown to a worldwide marketable service value of 14.8 billion U.S. dollars in 2020, with a product value of around 265 billion USD. Despite the supply chain disruptions of the new decade, the market is poised to continue to see a growth rate of 2.6%. This makes it more imperative to adapt to the increased costs of raw materials, while still increasing the productivity of manufactured products.

Les services, la fabrication et la production de tôle existent depuis l'antiquité ; grâce aux progrès technologiques actuels, la difficulté de façonner le métal a diminué et le marché s'est développé pour atteindre une valeur de services commercialisables dans le monde entier de 14,8 milliards de dollars américains en 2020, avec une valeur de produits d'environ 265 milliards de dollars américains. Malgré les perturbations de la chaîne d'approvisionnement de la nouvelle décennie, le marché devrait continuer à connaître un taux de croissance de 2,6 %. Il est donc plus impératif de s'adapter à l'augmentation des coûts des matières premières, tout en augmentant la productivité des produits fabriqués.

Le coût de la tôlerie se divise en deux parties : le matériel et la fabrication. En ce qui concerne le coût des matériaux, l'acier représente plus de la moitié des matériaux utilisés pour la tôle. Il existe plusieurs nuances d'acier, la plus courante étant la nuance 304, qui offre un équilibre entre formabilité et soudabilité tout en étant résistante à la corrosion. Les autres nuances d'acier présentent des propriétés différentes, telles que la résistance à la chaleur, la résistance à la corrosion, la solidité et la formabilité, tous ces facteurs et d'autres encore influant sur le coût.

L'aluminium représente environ un tiers de tous les matériaux en tôle. Sa souplesse et sa rentabilité en font un matériau populaire pour la fabrication, même s'il n'est pas aussi résistant que l'acier. L'acier est généralement mieux adapté aux matériaux de construction et à d'autres produits pour lesquels la résistance et la densité sont des facteurs importants, tandis que l'aluminium convient aux produits nécessitant une réduction de poids tout en conservant leur structure, comme les avions et les automobiles. D'autres matériaux utilisés dans les tôles sont le cuivre, le laiton, le titane, le cobalt, le tungstène, etc. 

L'autre élément critique dans le choix du matériau est l'épaisseur, mieux connue sous le nom de jauge. Plus le calibre est faible, plus le matériau est épais et lourd, ce qui varie selon le type de matériau. Plus le calibre est élevé, plus les feuilles sont fines, moins chères et plus malléables. Il est préférable de s'en tenir aux calibres courants, car l'épaisseur des tôles sur mesure en dehors des calibres courants acceptés entraînera un coût plus élevé. S'en tenir autant que possible à un seul calibre permet également de réduire les coûts. Demander l'avis d'un expert est la meilleure solution pour trouver le matériau qui conviendra le mieux à une application donnée. Les experts de Dassault Systemes peuvent vous proposer des devis pour la découpe et le formage de l'aluminium et de l'acier.

La réduction de la complexité est une règle empirique simple dans la conception de tout produit pour réduire le coût, et ce principe est vrai dans la tôlerie. L'utilisation de plis simples dans la conception réduit les coûts, avec des angles de pliage égaux ou supérieurs au rayon de la jauge de la tôle. Il est essentiel de noter la force de pliage et la tolérance de pliage maximales qu'un matériau peut supporter, car le dépassement de ces limites peut non seulement affecter la composition du produit fabriqué, mais aussi casser et gaspiller du matériau. Ces pliages doivent avoir un rayon constant et une orientation uniforme pour éviter de déplacer et de réorienter la pièce pendant la fabrication. Pour les épaisseurs plus importantes, il convient d'éviter les petites courbures, car elles peuvent être difficiles à former et manquer de précision.

La simplification s'applique également aux méthodes de manipulation du matériau lui-même. Le coût de la main-d'œuvre augmente chaque fois que la tôle est déplacée d'une machine à l'autre, que différents plis, courbures et coupes sont introduits, et chaque fois qu'une étape est ajoutée dans le processus. L'automatisation du processus de fabrication peut être introduite non seulement pour supprimer les étapes inutiles, mais aussi pour réduire les points d'erreur où des erreurs coûteuses peuvent entraîner un gaspillage de matériau.

La manipulation du matériau pour le mettre en forme, que ce soit par pliage, laminage, formage, expansion ou emboutissage, dépend de ses tolérances. La quantité nécessaire de tolérances serrées doit être limitée afin de réduire les coûts. Les tolérances serrées de certaines conceptions peuvent ne pas permettre un pliage aussi important et obliger à diviser une conception en plusieurs parties et à exiger qu'elles soient fixées, boulonnées ou soudées ensemble. Reportez-vous à un guide, comme celui-ci, ou consultez un expert pour savoir quelles sont les tolérances données pour un métal particulier en fonction de son calibre.

Les logiciels de CAO d'aujourd'hui offrent le puissant avantage de pouvoir appliquer toutes ces techniques et bien d'autres encore lors de la conception initiale. Cela permet non seulement d'optimiser la qualité et la durabilité du produit final, mais aussi de réduire les coûts de fabrication de 40 à 60 %. La combinaison de SOLIDWORKS de Dassault et des outils 3DEXPERIENCE permet d'établir une corrélation entre les dimensions, les plis, les courbes, les coupes et autres caractéristiques de la conception de la pièce en tôle, et les propriétés du matériau et de la jauge prévus. Le logiciel lui-même est également capable d'appliquer ces propriétés à l'application finale de la conception pour évaluer la résistance à la traction, la géométrie et l'opérabilité avec d'autres matériaux, forces et contraintes.

De nombreux outils permettant de réduire les coûts sont déjà intégrés à SOLIDWORKS. L'outil CostingManager peut aider à estimer non seulement les matériaux, mais aussi les opérations de pliage, de découpe, de soudage et autres déformations qui entraîneront un coût de production total, ce qui permet de mieux contrôler et gérer l'équilibre entre la conception et les coûts. D'autres outils permettant de passer d'une conception de tôle pliée à une conception de tôle non pliée donnent une meilleure représentation visuelle ainsi que des points de dessin et d'édition sur une conception de pièce. Grâce à la préparation de la fabrication en collaboration, d'autres experts, membres de l'équipe et partenaires peuvent se plonger dans les conceptions et apporter leur contribution, le tout sur la même interface.

La plupart de ces opérations sont automatisées et interopérables avec d'autres formats de conception, applications et autres points de données afin de rationaliser davantage le processus de conception de la tôle. D'autres modules complémentaires tels que SheetMetalWorks permettent de calculer les points de réduction des coûts. 80 % du temps de conception est réduit grâce à des commandes et des calculs qui éliminent automatiquement les erreurs de conception. La possibilité de suivre les coûts, les tolérances, les calculs de pliage et les erreurs en temps réel a donné aux concepteurs une plus grande flexibilité pour optimiser les conceptions de tôle sans les calculs fastidieux, les réécritures et les prototypes par essais et erreurs auxquels on s'attendait dans le passé.