Comment les fabricants de machines de cintrage de tubes ronds garantissent-ils l’absence totale de plis

Le problème le plus évident et le plus frustrant qui survient lors du cintrage des tubes est la formation de plis. Un seul pli sur le rayon intérieur d’un coude rend la pièce inutilisable. Ce pli crée une concentration élevée de contraintes, et la pièce finira par céder sous charge. Les plis altèrent également l’état de surface des produits finis tels que les meubles, les instruments médicaux et les barres anti-roulement des véhicules. De nombreux fabricants considèrent la formation de certains plis comme inévitable dans le processus. Les machines haut de gamme à cintrer les tubes ronds affirment obtenir une absence totale de plis grâce à des outillages soignés et à des contrôles rigoureux.

Pourquoi les plis se forment-ils lors du cintrage des tubes ?

Le froissement de la paroi interne d’un coude de tube résulte du flambage de la courbure intérieure sous compression. Lorsqu’un tube est cintré, sa paroi externe s’étire tandis que sa paroi interne se comprime. Si le matériau comprimé n’a nulle part où aller, il a tendance à se replier sur lui-même et à former des plis. Les parois de tube relativement minces flambent beaucoup plus facilement que celles de tubes à paroi épaisse. Il est également généralement vrai que les tubes de grand diamètre par rapport à l’épaisseur de leur paroi sont plus sujets au froissement, tout comme les matériaux plus ductiles (par exemple l’aluminium et le cuivre) comparés à l’acier. Dans tous les cas, la cause réside dans un manque de soutien suffisant au niveau du rayon intérieur, ce qui empêche le matériau de s’écouler régulièrement autour du coude et provoque son accumulation. Les machines « zéro froissement » s’attaquent à la cause plutôt qu’à l’effet.

La différence de mandrin entre les coudes froissés et les coudes lisses

Un mandrin est un outil fabriqué avec précision, inséré à l’intérieur du tube avant le pliage afin d’empêcher celui-ci de fléchir. Les machines anti-rides utilisent systématiquement un mandrin pour tous les plis dont le rapport entre l’épaisseur de paroi et le diamètre le rend nécessaire. Un mandrin typique se compose d’une série d’articulations sphériques montées sur une chaîne flexible qui épouse le rayon du pli. Plus la chaîne comporte de billes, plus le soutien s’étend profondément dans le pli. Tous les mandrins sont polis afin de réduire les frottements. D’autres fabricants utilisent une chaîne d’articulations sphériques et considèrent les mandrins comme des accessoires optionnels. Les machines anti-rides les considèrent, quant à elles, comme des composants intégraux et aident les clients à adapter la forme du mandrin au tube et au rayon de pliage.

Comment les matrices essuieuses préviennent-elles les défauts sur le rayon intérieur

Le deuxième outil le plus critique pour éviter les plis est la patte de lissage. Celle-ci est montée derrière la matrice de cintrage et, lorsque le tube se déplace, elle lisse efficacement le rayon interne. La patte de lissage élimine littéralement le matériau avant qu’il ne s’accumule et ne forme des plis. Le matériau dont est constituée la patte de lissage peut également jouer un rôle. Des matrices en plastique ou en bronze peuvent être utiles pour les cintrages à faible pression ou à rayon serré, mais s’usent rapidement. Les pattes de lissage en acier trempé ont une durée de vie plus longue, mais doivent être correctement alignées. Les machines à cintrer haut de gamme proposent des pattes de lissage en acier trempé, adaptées à un tube et à une dimension spécifiques. La machine à cintrer doit également être équipée de porte-outils garantissant un alignement précis de la patte de lissage par rapport à la matrice de cintrage. Un désalignement de 0,5 millimètre peut provoquer des rayures ou des plis.

Rôle de la matrice de pression dans le contrôle de l’écoulement du matériau

La matrice de pression maintient le tube contre la matrice de cintrage pendant l'opération de pliage. La force appliquée agit sur le rayon extérieur et détermine la régularité avec laquelle le tube avance à travers les outillages. En l’absence d’une force suffisante exercée par la matrice de pression, le tube glisse, ce qui entraîne un écoulement irrégulier et des plis. À l’inverse, une pression excessive peut pincer ou déformer le tube et laisser des marques sur sa surface. Les fabricants garantissant l’absence totale de plis utilisent des matrices de pression hydrauliques réglables, permettant ainsi un contrôle précis de la pression. Les machines les plus avancées emploient un servomoteur et une vanne proportionnelle de pression afin de réguler cette force tout au long du pliage, en augmentant la pression là où le rayon est plus serré. De nombreuses matrices de pression intègrent un contact roulant (roulements) ou des garnitures à faible coefficient de friction.

Pourquoi la commande de la vitesse de pliage élimine-t-elle les plis au démarrage

La partie initiale d’un cintrage contribue généralement le plus à la formation de plis. Au début, le matériau n’a pas encore établi un chemin d’écoulement stable, et la variation initiale de la quantité de mouvement du tube génère une « onde de choc » de compression qui provoque la formation d’un pli avant que la matrice essuyante ne puisse réagir. Les opérateurs de machines obtiennent nettement plus de succès pour éviter ces plis initiaux en utilisant des vitesses programmées progressives : effectuer le cintrage à faible vitesse afin d’assurer un écoulement régulier du matériau, puis accélérer progressivement jusqu’à la vitesse cible une fois que le tube commence à entrer dans la zone de cintrage. Certains systèmes de commande de cintrage de tubes proposent même des variations de vitesse pour différentes sections d’un même cintrage. Les machines hydrauliques basiques sont rarement capables de réaliser cela, car la vitesse du tubeur ne peut pas être régulée avec précision au-delà des seuls états marche/arrêt, sans l’emploi de vannes hydrauliques à commande servo.

Comment Baorui garantit des cintrages sans plis

Chez Baorui, nous considérons les plis comme un défaut inacceptable. Chaque machine que nous fabriquons est équipée d’un support intégré à mandrin, destiné aux applications nécessitant un pliage serré. Nous fournissons des matrices de lisseurs en acier trempé appariées. Nos matrices hydrauliques de pression sont dotées d’une force réglable et de rouleaux à faible friction. Tous nos modèles CNC offrent des démarrages programmables avec accélération progressive. Nous usinons et polissons avec précision toutes les rainures de nos matrices de pliage, et nos porte-matrices sont conçus pour contrôler avec exactitude la position des matrices de lisseurs. Avec vingt ans d’expérience dans les marchés des pièces automobiles, du mobilier, des équipements médicaux, des articles de sport et de la vaisselle, nous avons prouvé à maintes reprises qu’il est possible d’obtenir des pliages sans aucun pli dès lors qu’une attention particulière est portée aux détails les plus fins des commandes et des outillages de la machine à plier les tubes. Il s’agit tout simplement d’un impératif non négociable pour les clients qui exigent la perfection.