Création de structures métalliques
Fabrication métallique est la création de structures métalliques par des procédés de découpe, de pliage et d’assemblage. C’est une valeur ajoutée[1] processus impliquant la création de machines, de pièces et de structures à partir de diverses matières premières.
En règle générale, un atelier de fabrication soumissionne sur un travail, généralement basé sur des dessins techniques, et s’il remporte le contrat, construit le produit. Les grands ateliers de fabrication emploient une multitude de processus à valeur ajoutée, notamment le soudage, le découpage, le formage et l’usinage.
Comme pour les autres processus de fabrication, le travail humain et l’automatisation sont couramment utilisés. Un produit fabriqué peut être appelé un fabricationet les magasins spécialisés dans ce type de travaux sont appelés boutiques fabuleuses. Les produits finaux d’autres types courants de travail des métaux, tels que l’usinage, l’emboutissage, le forgeage et le moulage, peuvent avoir une forme et une fonction similaires, mais ces processus ne sont pas classés comme fabrication.
Processus[edit]
- Coupe se fait par sciage,[2] cisaillement ou burinage (tous avec des variantes manuelles et motorisées); torchage avec des torches portatives (telles que des torches oxy-combustible ou des torches à plasma); et via des découpeuses à commande numérique (CNC) (utilisant un laser, des fraises, une torche ou un jet d’eau).[3]
- Pliant se fait par martelage (manuel ou motorisé) ou via des presses plieuses, des cintreuses de tubes et des outils similaires. Les fabricants de métaux modernes utilisent des presses plieuses pour écraser ou plier à l’air la tôle en forme. Les butées arrière contrôlées par CNC utilisent des butées dures pour positionner les pièces coupées afin de placer les lignes de pliage dans des positions spécifiques.
- Assemblage (assemblage de pièces) se fait par soudage, reliure avec des adhésifs, rivetage, attaches filetées ou pliage supplémentaire sous forme de coutures serties. L’acier de construction et la tôle sont les matériaux habituels de fabrication; du fil à souder, du flux et/ou des attaches sont utilisés pour assembler les pièces découpées.
La fabrication comprend ou chevauche diverses spécialités de la métallurgie :
- Les ateliers de fabrication et les ateliers d’usinage ont des capacités qui se chevauchent, mais les ateliers de fabrication se concentrent généralement sur la préparation et l’assemblage des métaux (comme décrit ci-dessus). Les ateliers d’usinage coupent le métal, mais se concentrent principalement sur l’usinage de pièces sur des machines-outils. Certaines entreprises font à la fois du travail de fabrication et de l’usinage.
- La forge a toujours impliqué la fabrication, bien que ce terme n’ait pas toujours été utilisé.
- Produits fabriqués par des soudeurs, souvent appelés souduressont des exemples de fabrication.
- Les chaudronniers se spécialisaient à l’origine dans la fabrication de chaudières, mais le terme est maintenant utilisé plus largement.
- Les mécaniciens de chantier se sont à l’origine spécialisés dans la mise en place de moulins à grains et de scieries, mais effectuent maintenant un large éventail de fabrications.
- Les ferronniers, également connus sous le nom de monteurs d’acier, se livrent également à la fabrication. Ils travaillent souvent avec des segments préfabriqués, produits dans des ateliers de fabrication, qui sont livrés sur le site.
Matières premières[edit]
Les matériaux standard de fabrication de métal sont :
Couper et brûler[edit]
Une variété d’outils sont utilisés pour couper la matière première. La méthode de coupe la plus courante est le cisaillement.
Les scies à ruban spéciales pour couper le métal ont des lames durcies et des mécanismes d’alimentation pour une coupe uniforme. Les scies à tronçonner abrasives, également appelées scies à tronçonner, sont similaires aux scies à onglets mais ont des disques abrasifs pour couper l’acier. Les torches de coupe peuvent couper de grandes sections d’acier avec peu d’effort.
Les tables de combustion sont des torches de coupe CNC (commandées par ordinateur), généralement alimentées au gaz naturel. Les tables de découpe au plasma et au laser et les découpeuses à jet d’eau sont également courantes. La plaque d’acier est chargée sur la table et les pièces sont découpées selon la programmation. La table de support se compose d’une grille de barres qui peuvent être remplacées lorsqu’elles sont usées. Les tables de gravure haut de gamme peuvent inclure une capacité de poinçonnage CNC utilisant un carrousel de poinçons et de tarauds. Dans la fabrication d’acier de construction par découpe plasma et laser, des robots déplacent la tête de découpe en trois dimensions autour du matériau découpé.
Formant[edit]
Le formage convertit la tôle plate en pièces 3D[4] en appliquant une force sans ajouter ni enlever de matière.[5] La force doit être suffisamment grande pour modifier la forme initiale du métal. Le formage peut être contrôlé avec des outils tels que des poinçons et des matrices. Les machines peuvent réguler l’amplitude et la direction de la force. Le formage à la machine peut combiner le formage et le soudage pour produire des longueurs de tôles fabriquées (par exemple, une grille linéaire pour le drainage de l’eau).[6] La plupart des matériaux métalliques, étant au moins quelque peu ductiles et capables de déformations permanentes considérables sans se fissurer ni se casser, se prêtent particulièrement bien à ces techniques.[7]
Une conception et une utilisation appropriées des outils avec des machines créent une forme reproductible qui peut être utilisée pour créer des produits pour de nombreuses industries, notamment la bijouterie, l’aérospatiale, l’automobile, la construction, le civil et l’architecture.
Usinage[edit]
L’usinage est un métier spécialisé qui consiste à retirer de la matière d’un bloc de métal pour lui donner la forme souhaitée. Les ateliers de fabrication ont généralement une certaine capacité d’usinage, utilisant des tours à métaux, des fraiseuses, des perceuses et d’autres outils d’usinage portables. La plupart des composants solides, tels que les engrenages, les boulons, les vis et les écrous, sont usinés.
Soudage[edit]
Le soudage est le principal objectif de la fabrication de l’acier.[8] Les pièces formées et usinées sont assemblées et soudées par pointage en place, puis revérifiées pour leur précision. Si plusieurs soudures ont été commandées, un appareil peut être utilisé pour localiser les pièces à souder. Un soudeur termine ensuite le travail selon les dessins techniques (pour le soudage détaillé) ou selon sa propre expérience et son propre jugement (si aucun détail n’est fourni).
Des mesures spéciales peuvent être nécessaires pour prévenir ou corriger le gauchissement des soudures dû à la chaleur. Celles-ci peuvent inclure la reconception de la pièce pour nécessiter moins de soudage, l’utilisation d’un soudage échelonné, l’utilisation d’un appareil solide, le recouvrement de l’assemblage soudé dans du sable à mesure qu’il refroidit et le redressement après soudage.
Le redressement des soudures en acier déformées se fait avec une torche oxyacétylénique. Dans ce travail hautement spécialisé, la chaleur est sélectivement appliquée à l’acier dans un balayage lent et linéaire, provoquant la contraction de l’acier dans la direction du balayage lorsqu’il refroidit. Un soudeur hautement qualifié peut éliminer un gauchissement important de cette façon.
Les soudures en acier sont parfois recuites dans un four à basse température pour soulager les contraintes résiduelles. De telles soudures, notamment celles des blocs moteurs, peuvent être alésées en ligne après traitement thermique.
Une fois la soudure refroidie, les joints sont généralement meulés et l’ensemble peut être sablé, apprêté et peint. Toute fabrication supplémentaire est ensuite effectuée, et le produit fini est inspecté et expédié.
Spécialités[edit]
De nombreux ateliers de fabrication proposent des procédés spécialisés, notamment :
Voir également[edit]
Références[edit]
