Comment fabriquer des supports en tôle : guide de conception et de fabrication

Une équerre est une pièce intermédiaire entre deux éléments permettant de les fixer l'un à l'autre. Elle assure le maintien et la liaison de ces deux pièces. Il existe différentes formes et dimensions d'équerres métalliques, selon les besoins. La fabrication d'équerres en tôle est une méthode économique et pratique. Avant de faire appel à un prestataire pour le prototypage ou d'autres services liés à la tôlerie, il est important de connaître les bases de la fabrication d'équerres en tôle. Cet article vous guidera à travers les conceptions, les types, les conseils et les matériaux utilisés pour la fabrication d'équerres en tôle.

Que sont les supports en tôle ?

Les équerres en tôle sont des pièces fabriquées à partir d'une feuille de métal plate. Découpées, pliées et formées, elles servent à soutenir des structures, à assembler des pièces et à fixer des objets. Elles constituent un point d'ancrage stable pour les grandes structures.

Comment fonctionnent les supports ?

Les équerres relient physiquement deux éléments distincts, comme une étagère et un mur, et renforcent la structure en lui apportant une solidité supplémentaire. Elles répartissent les charges et les contraintes de l'objet sur la surface de fixation. Les équerres permettent d'aligner des pièces et de créer un point d'ancrage pour les assemblages de grande taille.

Avantages et inconvénients

Les supports présentent de nombreux avantages comme

• Les supports en tôle sont économiques pour les structures de grande taille.
• Ils sont très résistants et peuvent supporter une charge importante.
• Ces modèles sont personnalisables et possèdent différentes formes de supports métalliques, comme des formes en L, en U ou en Z.
• Les supports en tôle sont légers

Cependant, les supports en tôle présentent peu de limitations.

• Certains objets polyvalents et complexes peuvent être difficiles à fabriquer.
• Ces matériaux sont sujets à la rouille et à la corrosion.
• Ils ont besoin d'autres éléments de quincaillerie, comme des vis ou des rivets, pour être installés.

Types de supports métalliques

Les différents types d'équerres métalliques ont chacun leur fonction et leur utilité : certaines servent à relier des surfaces perpendiculaires, d'autres à entourer un objet pour le maintenir en place. Voici une brève description des différents types d'équerres métalliques :

Types courants de supports métalliques selon leur forme

Les types courants de supports métalliques, classés selon leur forme, sont présentés ci-dessous :

1. Supports en L

L'équerre en L sert à assembler deux surfaces perpendiculaires. Elle est couramment utilisée pour supporter des étagères et renforcer les angles.

2. Supports en U

Le support en forme de U est enroulé autour de l'objet. Il est souvent utilisé pour fixer des tuyaux ou des câbles.

3. Supports en Z

Cette équerre présente des coudes en forme de « Z ». Elle sert à relier ou à décaler différents composants et est couramment utilisée dans la pose de façades de bâtiments.

4. Supports en T

L'équerre en forme de T relie trois surfaces. Elle constitue une base solide pour une structure.

5. Support plat / Sangle

Une équerre plate simple sert à relier deux composants en ligne droite ou à les renforcer. Une équerre courbe, quant à elle, est spécifiquement conçue pour épouser la forme d'un objet arrondi.

6. Équerre de renfort d'angle / équerre de gousset

Une équerre de renfort consolide un angle ou un joint et offre une stabilité accrue. Elle est disponible en différentes formes, comme triangulaire, rectangulaire ou trapézoïdale, afin de répartir les forces et les charges.

1. Choisir le matériau des supports métalliques

Nous allons maintenant aborder la fabrication d'équerres en tôle. Le choix du matériau est un élément clé du processus de conception global. Il détermine en effet les performances et l'efficacité des équerres.

Objectifs de conception

L'un des aspects importants à prendre en compte lors de la conception est la légèreté du support. Par exemple, l'aluminium est un matériau à la fois résistant et léger, et peut constituer le meilleur choix pour les supports en tôle.

Types courants de matériaux pour supports métalliques

Les types de matériaux couramment utilisés pour la fabrication des supports métalliques sont :

1. Acier pour supports

On utilise généralement l'acier laminé à froid pour les supports métalliques. Il est robuste, durable et idéal pour supporter des charges importantes comme les étagères ou les poutres de construction. Cependant, c'est un matériau plus lourd.

2. Acier inoxydable pour supports en acier

L'acier inoxydable, comme le 304 ou le 316, présente une haute résistance à la corrosion et de bonnes propriétés physiques. Les supports en acier inoxydable sont idéaux pour les environnements à forte humidité, tels que les structures extérieures ou les applications médicales/orthodontiques. Cependant, ils sont plus lourds que ceux en aluminium.

3. Acier galvanisé

L'acier galvanisé à chaud offre une résistance élevée à la corrosion à un coût inférieur à celui de l'acier inoxydable. Cependant, son revêtement protecteur peut être endommagé par la soudure, ce qui se traduit par des motifs de cristallisation visibles.

4. Aluminium pour supports

Les alliages d'aluminium comme le 6061 et le 5052 présentent un excellent rapport résistance/poids et sont parfaitement adaptés aux applications légères. Cependant, leur résistance est inférieure à celle de l'acier.

5. Laiton pour supports

On utilise des laitons comme le C260 et le C230 lorsqu'une finition esthétique est recherchée. Cependant, ils sont moins courants et leur utilisation est moins fréquente que celle de l'acier ou des alliages d'aluminium.

6. Cuivre pour supports

Le cuivre est utilisé pour sa conductivité et à des fins décoratives. Cependant, il n'est ni aussi résistant ni aussi léger que l'aluminium pour les applications structurelles.

2. Règles de conception des supports métalliques

Les règles de conception des supports dépendent de leur forme, de leur matériau et de leur utilisation. Chacun possède des fonctions et des spécifications différentes.

Pour différentes formes

Différentes formes d'équerres métalliques, comme les équerres en L, sont fabriquées avec des angles de 90° à 120° pour assembler des surfaces perpendiculaires. Les équerres en U offrent une fixation plus sûre que les équerres en L pour les tuyaux, les câbles ou les poutres. Les équerres en T ont des applications similaires à celles des équerres en U. Les équerres en Z servent au renforcement des équipements lourds.

Pour les trous taraudés ou filetés

Dans les métaux tendres comme l'aluminium, la profondeur du filetage est d'au moins deux diamètres de vis. Dans les matériaux plus durs comme l'acier, elle est d'un diamètre de vis. Les trous taraudés sont réalisés avec des tolérances plus serrées pour les dimensions critiques telles que la distance entre le bord et le trou.

Pour les angles de pliage

Les métaux durs et les épaisseurs importantes sont difficiles à plier et ne peuvent pas présenter d'angles extrêmes. En revanche, les matériaux ductiles nécessitent un grand rayon de courbure pour réduire la concentration des contraintes. L'acier inoxydable et l'aluminium requièrent des rayons de courbure plus importants afin de limiter l'effet de retour élastique.

Pour des usages industriels

Les supports assurent le maintien de la structure et permettent de fixer solidement les composants. La conception pour la fabrication (DFM) minimise les éléments spéciaux tels que les brides extra-hautes ou les soudures afin de réduire les coûts. Bien que la soudure améliore la résistance, elle augmente le coût.

3. Créer le modèle CAO et le patron à plat

La création de gabarits de supports se fait en quelques étapes. Pour générer un fichier DXF du gabarit d'une pièce de tôlerie, commencez par créer un modèle CAO 3D, puis réalisez le gabarit à plat dans un logiciel de CAO. Exportez ensuite ce gabarit au format DXF.

Configuration des données de courbure

Créez un modèle 3D dans un logiciel de CAO en incluant toutes les fonctionnalités telles que les coudes et les plis. Définissez les coudes en spécifiant des paramètres comme le rayon de courbure, l'angle de courbure et l'épaisseur du matériau.

Reliefs et angles

Prévoyez des dégagements tels que des encoches ou des fentes pour éviter les déchirures lors du pliage. Aménagez des dégagements d'angle pour éviter que le matériau ne se plisse aux angles.

Élaboration de plans de fabrication

Créez un dessin 2D à partir du patron à plat et exportez-le au format DXF avec toutes les informations de fabrication.

4. Comment découper l'ébauche ? - CNC, laser, jet d'eau ou poinçon ?

Il existe plusieurs méthodes de découpe. Le choix du procédé dépend du matériau, de l'épaisseur, de la précision et de la rapidité requises.

Découpe CNC

Il s'agit d'un outil de coupe rotatif commandé par ordinateur (CNC). La commande numérique est idéale pour les matériaux rigides et semi-rigides, comme les composites, les plastiques et le bois, et lorsqu'une excellente finition de surface est requise.

Découpe laser

Il utilise un faisceau laser de haute puissance pour fondre, brûler ou vaporiser le matériau, et un faisceau laser focalisé pour découper ou graver. Il est particulièrement adapté aux tôles fines à moyennes, aux plastiques, au bois et à l'acrylique.

Méthode de découpe au jet d'eau

Cette méthode utilise un jet d'eau à haute pression mélangé à un abrasif comme le grenat pour éroder le matériau. Elle est particulièrement adaptée à une grande variété de matériaux tels que les métaux, la pierre, le verre et les plastiques.

perforation

Il s'agit d'un procédé mécanique où une presse à poinçonner, équipée d'un poinçon et d'une matrice, découpe une forme ou un trou dans une tôle. Ce procédé est idéal pour la production en grande série de pièces simples ou pour les métaux tendres.

5. Comment plier et former sur une presse plieuse

Plusieurs éléments sont à prendre en compte pour le pliage et le formage sur une presse plieuse. Il faut d'abord choisir l'outil et la méthode appropriés, puis suivre les séquences de pliage et contrôler le retour élastique pour obtenir des résultats précis.

Choisir l'outillage et la méthode

Il est essentiel de comprendre les angles, les rayons et les tolérances requis pour la fabrication de supports métalliques sur mesure. Le cintrage à vide est une méthode courante qui nécessite une force de pliage moindre. Choisissez des outils adaptés à l'angle et au rayon de cintrage souhaités.

Planifiez la séquence de flexion

Planifiez l'ordre dans lequel plier la bride en premier afin d'éviter que le poinçon, la matrice ou la pièce ne heurte le châssis de la machine.

Contrôle du retour élastique et des angles

Les matériaux présentent des propriétés de retour élastique différentes. Le frappage ou le pliage en fond de panier réduisent considérablement le retour élastique.

6. Comment tarauder ou fileter vos supports ?

Le processus de taraudage ou de filetage des supports est le suivant :

• Insérez le taraud dans la poignée et maintenez-le vertical pour éviter le filetage croisé.
• Tournez la poignée dans le sens des aiguilles d'une montre en exerçant une pression constante pour laisser le taraud créer le filetage automatiquement.
• Après chaque tour complet, revenez à un demi-tour avec le robinet. Cela permettra d'évacuer les copeaux.
• Continuez jusqu'à ce que le robinet ait traversé le support.
• Retirez l'outil une fois le taraudage en sens inverse terminé dans le trou fileté.

Conclusion

La conception et la fabrication de supports en tôle comprennent le choix du matériau, l'utilisation de la CAO et le respect des normes de fabrication de la tôle pour des procédés tels que la découpe, le pliage et la finition. La résistance du matériau, sa résistance à la fatigue et les facteurs environnementaux sont des critères communs à la conception et à la fabrication, qui privilégient des procédés de précision comme l'usinage CNC, la découpe laser ou le pliage, souvent avec l'utilisation d'outillage sur mesure pour les supports métalliques personnalisés.

Vous n'avez pas à vous soucier de la conception et de la fabrication des supports en tôle. Le service d'usinage CNC de TUOFA possède une longue expérience dans ce domaine. Contactez-nous dès aujourd'hui pour obtenir des réponses à toutes vos questions !