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Pour tous ceux d’entre vous qui exercent dans le domaine du cintrage de tubes et de profilés, rien n’est plus irritant – ni plus frustrant – ni plus courant – que d’observer l’apparition de plis le long du rayon intérieur lors du cintrage à grand rayon. Ce motif ondulé, généralement situé sur le rayon intérieur ou intrados, constitue un défaut pouvant nuire non seulement à l’intégrité structurelle, mais aussi à la qualité globale de la finition. Que ce soit pour l’industrie automobile et aéronautique, les dispositifs médicaux ou les équipements militaires, qui exigent une variété croissante de profils, les machines à cintrer se révèlent souvent insuffisantes face à des besoins de plus en plus sophistiqués. Cette situation pourrait toutefois évoluer, car, ces dernières années, un nombre croissant de machines modernes de roulage commencent à apporter des solutions.
Comprendre la cause profonde des plis
Les rides sur les tuyaux ou tubes pliés selon un grand rayon résultent essentiellement de l’écoulement du matériau et des contraintes de compression. Lorsque l’on plie un tuyau ou un tube, le matériau s’allonge (s’amincit) sur la face extérieure de la courbure, tandis qu’une compression s’exerce sur la face intérieure (provoquant un épaississement). Comme l’a formulé une analyse, « les ondulations apparaissent sous l’effet d’une forte contrainte de compression à l’intérieur du tuyau ou du tube, notamment dans les sections à paroi mince ». Lorsque la force de compression exercée sur la paroi intérieure devient trop élevée, le matériau s’effondre et forme des rides. Cela constitue une grande partie du défi lié au formage de courbures à grand rayon, où le matériau doit se déplacer et s’étirer considérablement le long de la courbure.
Technologie de laminage différentiel : une révolution
Aujourd’hui, les machines de cintrage à rouleaux utilisent ce qu’on appelle le « cintrage différentiel » pour prévenir les plis. Différentes techniques de laminage sont employées sur les machines de cintrage à rouleaux modernes, notamment l’utilisation de rouleaux tronconiques ou coniques afin de créer un décalage de vitesse de laminage sur la largeur du rouleau. Cette technique compense les différences de vitesse observées sur les différentes parties de la pièce à cintrer en réduisant la déformation d’un côté tout en permettant une contraction contrôlée de l’autre côté, éliminant ainsi les plis dans le matériau cintré. Lorsque le laminage est effectué avec des rouleaux coniques, les vitesses circonférentielles s’approchent suffisamment des vitesses d’alimentation pour que les forces d’étirement ou de contraction restent minimales, permettant ainsi un contrôle précis de la largeur et de l’épaisseur du cintrage.
Systèmes intégrés de contrôle de la tension
Le troisième avantage apporté aux conceptions de machines à cintrer par roulement est l’intégration d’un système de commande intégré de tension qui exerce une traction sur la pièce juste après son passage dans les rouleaux de cintrage principaux. Selon un brevet, l’application d’une tension sur l’élément en bande « après le laminage élimine une partie des contraintes de compression généralement induites ou causées pendant le laminage. Cette tension empêche effectivement le flambage et, par conséquent, le froissement. La commande de tension post-cintrage exerce effectivement une traction sur le matériau juste suffisante pour réduire les contraintes résiduelles de compression, sans l’étirer au-delà de sa capacité à conserver sa forme. Lorsqu’elle est utilisée en combinaison avec des rouleaux d’entrée et de sortie serrés afin de maintenir la stabilité du matériau tout au long du processus, la tension additionnelle permet d’obtenir un produit fini de qualité supérieure.
Configuration optimisée de la machine pour la stabilité du profil
Un autre aspect important est la configuration même de la machine, en particulier pour les travaux à grand rayon. Le rapport entre le diamètre et l’épaisseur du matériau doit être respecté, car « un tube de grand diamètre à paroi fine ne se plie pas bien et peut même être difficile à plier à de grands rayons ». Les machines de cintrage à rouleaux les plus récentes sont conçues pour surmonter ces défis grâce à une ouverture plus grande et à un système de moteurs indépendants synchronisés en vitesse, ce qui permet d’effectuer progressivement le cintrage du matériau par étapes. En répartissant l’effort sur une surface plus étendue, cette conception réduit également les contraintes exercées en tout point donné. Forte de plus de 20 ans d’expertise dans le cintrage de tubes et de tuyaux, Baorui a intégré cette technologie à ses machines de cintrage à rouleaux, grâce à une construction robuste et à des systèmes de commande intelligents. Cela garantit des résultats sans plis, quel que soit le rayon, le type de matériau ou l’application.