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Les défis liés au cintrage des tubes en acier inoxydable ne se limitent pas à l’obtention parfaite de l’angle et du rayon souhaités. La qualité de la surface est extrêmement importante, car peu de personnes acceptent des rayures ou des marques d’outillage sur les produits utilisés dans les cuisines, les salles de bain, le domaine médical, l’architecture et d’autres applications. Au-delà de leur apparence indésirable, les rayures peuvent également provoquer de la corrosion. Il convient donc de sélectionner une machine à cintrer capable de préserver la qualité de la surface durant ce processus de cintrage.
Le rôle essentiel des matériaux et des revêtements des outillages
La zone la plus sensible aux rayures superficielles correspond à l’endroit où l’outil de cintrage entre en contact avec le tube en acier inoxydable. Comme les inserts d’outils en acier conventionnels provoquent des accrochages et des rayures lorsque le tube est poussé à travers les matrices de cintrage et d’essuyage sous pression, la solution appropriée consiste à sélectionner des matériaux et des revêtements d’outillage spécifiquement adaptés à l’acier inoxydable. Un placage au chrome dur appliqué sur les matrices de cintrage en acier inoxydable procure une surface dure et à faible coefficient de frottement qui empêche le tube de se rayer contre celle-ci. Les outillages revêtus de matériaux plus durs, tels que le nitrure de titane ou le carbone de type diamant, offrent une lubrification améliorée et une résistance supérieure aux rayures dans les applications de cintrage intensif d’acier inoxydable. De même, le matériau de la matrice d’essuyage, qui maintient la face arrière de la paroi du tube en tension pendant le cintrage, doit fournir une résistance suffisante sans exercer une résistance inutile au déplacement du tube. De nombreuses entreprises proposent des outillages équipés d’inserts amovibles, certains étant fabriqués à partir de polymères résistants à l’usure qui épousent et soutiennent le diamètre intérieur du tube pendant le cintrage, sans endommager sa surface.
Conception de la mandrine et systèmes de support intérieur
Les rayures superficielles sur les tubes en acier inoxydable ne sont pas uniquement causées par des facteurs externes ; un manque de soutien interne peut également entraîner une ovalisation, une déformation et d'autres défauts de surface. Le tube doit être soutenu à l'intérieur par un mandrin qui traverse le rayon de courbure. Ce dispositif soutient le tube pendant le pliage et empêche l'ovalisation. La plupart des tubes en acier à paroi mince — notamment ceux présentant des rayons de courbure serrés — nécessitent des mandrins à billes correctement dimensionnés. À mesure que les billes d'un mandrin à billes se déplacent et s'adaptent au long du rayon de courbure, un mandrin bien conçu, doté d'un soutien par billes roulantes, évite l'affaissement vers l'intérieur. Cela permet d'éviter les marques de compression qui apparaîtraient à la surface extérieure. Il est très important que la surface intérieure du tube ne soit pas rayée ; outre la qualité de l'acier, il convient également de prendre en compte la finition polie du mandrin (sur les tubes à paroi mince, les défauts de surface provenant du mandrin deviennent visibles à l'extérieur). Le choix entre un mandrin à une bille, à plusieurs billes ou à embout doit se faire en fonction du rayon de courbure et de l'épaisseur de paroi.
Stratégies appropriées de lubrification et de refroidissement
La chaleur provient du frottement entre la surface en acier inoxydable et les outils, ce qui peut effectivement ramollir le métal, augmentant ainsi le risque de grippage et de rayures. La lubrification, en réduisant ce frottement, permet également de limiter l’élévation de température, facilitant ainsi le glissement du tube dans la courbure. L’acier inoxydable exige des lubrifiants spécialement conçus pour relever ses défis particuliers. Les agents à haute pression présents dans les lubrifiants sont essentiels : leur capacité à renforcer et à stabiliser le film lubrifiant empêche tout contact direct entre les surfaces. Le système d’application du lubrifiant revêt également une grande importance. Sur certaines machines de cintrage, le système de lubrification assure une distribution automatisée permettant d’appliquer un film uniforme sur la surface du tube aussi bien que sur celle des outils. En production continue, une fonction de refroidissement supplémentaire des outils s’avère bénéfique afin de maintenir la régularité du procédé et d’éviter une accumulation excessive de chaleur. Les systèmes de refroidissement par arrosage interne (« through spindle coolants ») et par brouillard (« misting systems ») offrent un niveau supplémentaire de maîtrise de la génération de chaleur.
Rigidité de la machine et contrôle des vibrations
En dehors de la zone des parties de la machine en contact avec la zone de pliage du moule-tube (par exemple, châssis flexible), la machine est critique dans ce processus en raison de sa rigidité ; cet effet est particulièrement sensible pendant le pliage et contribue à éviter les dommages causés par la machine. Une machine déformée qui, sous une force de pliage, présente un corps relativement souple se déforme le long de l’outil pendant l’action, créant des chemins de contact inégaux avec certaines parties de celui-ci, ce qui entraîne des rayures. Un bâti de machine rigide et précisément calibré, doté de pièces d’entraînement précontraintes qui suivent de façon fiable la courbe de pliage définie, permet d’éviter tout contact imprévu de la machine avec les surfaces en cours d’utilisation.
Même les vibrations les plus infimes, imperceptibles pour les opérateurs, peuvent provoquer des micro-vibrations, c’est-à-dire de minuscures rayures ou une rugosité de surface sur la pièce usinée. Un bon machine à cintrer possède une bonne capacité d’amortissement des vibrations. Les machines de haute qualité réduisent au minimum les vibrations grâce à une structure appropriée, à des pièces en fonte, à des renforts et à un poids élevé, de sorte que même les traces les plus infimes soient supprimées. Lors du choix d’une machine à cintrer, examinez attentivement le poids global, la structure de la machine (y compris l’épaisseur de la fonte et de ses renforts) afin d’assurer un cintrage de haute qualité de l’acier inoxydable.