MACHINES COMBINEES POUR TOLERIE:
QUAND ONT-ELLES DU SENS?

UNE LARGE DIVERSITE DE TYPES

Quand il s’agit de machines combinées pour tôlerie, on pense souvent à la machine poinçonneuse-laser. Mais ce n’est pas la seule machine combinée. Entre-temps, d’autres machines d’usinage de la tôle combinent différentes techniques. Cela a-t-il toujours un sens?

SORTES DE MACHINES COMBINEES

En fait, il existe bel et bien de nombreuses sortes. Songez aux machines d’usinage auxquelles a été ajoutée par exemple une unité de marquage. Il s’agit souvent d’un ajout spécial souhaité par le client. Une telle combinaison est régulièrement présente sur les découpeuses. Là, cela a un sens, parce que les pièces reçoivent directement un numéro de pièce ou que certains marquages y sont appliqués pour faciliter la composition pour le soudage.

Nouvelle machine combinée électrique d'Amada
L'EML-2515AJ est le dernier né dans la gamme de machines combinées d’Amada. La machine est équipée d'une source laser à fibre optique de 3 kW d'Amada et d'une puissante capacité de poinçonnage électrique de 300 kN. La machine dispose d'un PDC (Punch & Die Changer) qui peut contenir jusqu'à 220 poinçons et 440 matrices.
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DECOUPE PAR JET D’EAU ET PLASMA

Une combinaison nettement moins connue est la découpe par jet d’eau et plasma en une seule machine. Toutefois, ces machines combinées existent. La découpe par jet d’eau se caractérise par la haute précision, certainement en comparaison de la découpe plasma. Bien que la précision de cette dernière technologie se soit améliorée avec les nouvelles sources plasma, la découpe plasma reste une technique moins précise. Les deux techniques ont leurs avantages et inconvénients. La découpe plasma est moins précise, mais bel et bien rapide. Et moins chère. Comparée à la découpe par jet d’eau, les coûts opérationnels moyens s’élèvent à la moitié, en fonction du matériau, de l’épaisseur et de l’usage éventuel d’un abrasif dans le processus de coupe. Pour de nombreuses applications, la qualité de surface de la découpe plasma est suffisante. Mais celle-ci n’atteint pas celle de la découpe par jet d’eau, certainement pas dans la plage sous les 15 mm. La précision est pour beaucoup la raison du choix de cette technique. Dans l’usinage des métaux, la règle empirique veut toutefois que plus un usinage est précis, plus il dure longtemps.
Couper une tôle de 15 mm d’épaisseur avec la découpe par jet d’eau réclame plus de temps qu’avec le plasma. En contrepartie, elle a l’avantage d’éviter tout apport thermique dans le matériau. Ceci peut être un critère décisif pour certaines applications.

“Une machine combinee n’a l’avan­tage sur une machine a simple technologie que quand les avan­tages des deux techniques sont mis a profit“

LA COMBINAISON REDUIT LES COUTS

En combinant les deux techniques, les constructeurs de machines offrent les avantages de chaque technique séparément et tentent d’éliminer les inconvénients. La combinaison de la découpe par jet d’eau et plasma est en outre évidente, parce que le plasma permet aussi de découper sous l’eau. Les deux techniques ne s’excluent pas. L’avantage de cette combinaison est avant tout la possibilité d’élargir le portefeuille de matériaux usinables sur la machine. Cependant, le principal avantage concerne les coûts par pièce. Pour la bonne application, les coûts par pièce sont inférieurs. Ceci semble étrange, parce qu’on utilise toujours une seule des deux techniques de coupe. Les offreurs de telles machines combinées visent surtout la coupe de produits qui ne réclame une précision élevée que pour une partie limitée du travail. Dans ce cas, tout couper avec des découpeuses par jet d’eau est plus onéreux, parce que l’usinage est plus long. Là où une précision standard dans la pièce suffit, on découpe au plasma. Le jet d’eau entre en action là où une précision accrue est requise. De cette manière, les coûts totaux sont inférieurs.

INNOVATIONS POINÇONNEUSES-LASERS

Cet exemple indique clairement que la pièce est déterminante dans l’achat d’une machine standalone ou combinée. Idem pour l’exemple classique: la poinçonneuse-laser. En fait, les constructeurs de machines combinées poinçonneuses-laser suivent la même piste. En extra, ils argumentent que le laser permet de couper chaque contour libre, alors que l’outil de poinçonnage a ses limites. Le laser offre aussi cette liberté pour une pièce.
Par ailleurs, cette machine combinée permet d’appliquer des caractéristiques 3D impossibles à réaliser avec un laser. Songez à un petit sertissage. Ou filetage. Les toutes dernières machines sont dotées de solutions pour éviter les rayures du fait que la tôle se déplace par-delà la matrice. A cet effet, la matrice est quelque peu tirée vers le bas quand la tôle est repositionnée. Sur d’autres machines, le travail sans rayures est amélioré par l’utilisation de nouvelles brosses, parfois intégrées dans le revolver avec les outils de poinçonnage. Récemment encore, le risque de rayures entravait l’achat d’une telle machine combinée, parce que l’un des avantages du laser est qu’il n’abîme pas la tôle. Les innovations typiques sur les découpeuses laser à plat se sont aussi frayé un chemin vers les machines combinées poinçonneuse-laser. Songez au changement automatique de l’embout, à la banque de données étendue avec paramètres de coupe préréglés, mais aussi aux systèmes de surveillance pour la découpe laser sans intervention. Mais de nouveaux développements concernent aussi la partie poinçonnage. Comme l’arrivée des premières machines combinées avec unité de poinçonnage volante qui se déplace vers la tôle grâce à une construction spéciale de l’axe Y de la machine. Le tri automatique des pièces estampées et découpées au laser s’effectue aussi sur les machines combinées. La solution la plus simple est un clapet qui s’ouvre sur la base des signaux reçus par un capteur. La solution la plus avancée est une installation de tri externe. La capacité des outils de poinçonnage des machines combinées continue aussi d’augmenter, parfois jusqu’à 128 outils indexables ou près de 400 outils de poinçonnage fixes.

“En combinaisons des deux techniques, les constructeurs de machines offrent les avantages de chaque technique separement et tentent d’eliminer les inconvenients“

2D ET 3D SUR UNE SEULE MACHINE?

Les deux machines combinées décrites réclament expressément la bonne pièce. Une machine combinée n’a l’avantage sur une machine à simple technologie que si les avantages de deux techniques sont mis à profit. Ceci est certainement vrai pour la troisième machine combinée, associant découpe laser 2D et 3D. En fait, il s’agit de deux machines, combinées grâce à la construction modulaire. La ligne de découpe des tôles 2D et la ligne de découpe laser des tubes et profilés peuvent travailler standalone, mais se partagent la tête de coupe laser. L’un des composants les plus chers est ainsi utilisé plus efficacement. La source laser est aussi partagée. Les systèmes d’automatisation chargent et déchargent des machines sans intervention. Mais le partage de la tête de coupe laser révèle qu’une des deux machines est à l’arrêt. On doit donc se pencher sur les produits qui entrent en considération pour cette combinaison. Aussi les machines combinées ont absolument du sens dans l’usinage de la tôle, mais s’utilisent plutôt dans des applications de niche au lieu de connaître une large percée.