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Comment fonctionne la coupe de métal automobile


Les coupeurs au plasma utilisent un flux de gaz ionisé pour couper le métal, et ils peuvent être programmés pour être extrêmement précis. Voir plus de photos d'outils électriques. © iStockphoto.com/Dainis Derics

Le grand artiste Michel-Ange aurait dit :"Chaque bloc de pierre a une statue à l'intérieur et c'est la tâche du sculpteur de la découvrir."

C'est bien si vous sculptez du marbre avec un ciseau, mais que se passe-t-il si le chef-d'œuvre sur lequel vous travaillez est une voiture ? Ou une usine pleine de voitures, toutes construites principalement en acier ?

L'acier est incroyablement solide, mais suffisamment léger pour être utilisé comme l'un des principaux matériaux de la fabrication automobile. Mais avec une substance si résistante, comment la découper en d'innombrables formes complexes qui s'assemblent pour former une automobile en état de marche ?

Il y a en fait plusieurs étapes dans la création d'une carrosserie ou d'un châssis fini - l'installation de pièces telles que des portes, des capots et des sous-ensembles de châssis. Cet article se concentrera sur une seule de ces étapes :couper le métal avant qu'il ne soit terminé et attaché à une voiture.

Les outils et techniques de coupe décrits dans les pages suivantes sont utilisés par les fournisseurs de l'industrie automobile ainsi que par les ateliers de fabrication indépendants. Souvent, au lieu qu'un artisan coupe le métal à la main, les pièces brutes sont placées sur ou à l'intérieur d'une machine informatisée qui peut couper et façonner la pièce selon des mesures précises. En fait, vous découvrirez que les ordinateurs sont appliqués à tout, de la découpe de panneaux de carrosserie en métal à l'usinage de pièces de châssis et de moteur.

Continuez votre lecture pour en savoir plus sur les technologies de coupe des métaux qui aident l'industrie de la construction automobile.

>Technologies de découpe des métaux automobiles

La coupe des métaux automobiles utilise bon nombre des mêmes techniques et technologies que la coupe des métaux pour d'autres industries de fabrication, comme la construction navale.

Pour les petits travaux à faible volume qui ne nécessitent pas une précision ultra-précise - par exemple, le type de coupe de métal effectuée dans le garage d'un passionné d'automobile - l'outil peut être aussi simple qu'une cisaille manuelle.

Mais pour les travaux à volume plus élevé ou pour ceux de la fabrication automobile qui nécessitent des coupes très précises, l'équipement devient plus compliqué. Par exemple, les lasers, les découpeurs plasma et les jets d'eau contrôlés par ordinateur sont couramment utilisés pour un certain nombre de raisons :

  • Ils peuvent couper rapidement de nombreux matériaux.
  • Les contrôles informatisés garantissent qu'il y a peu d'erreurs.
  • La plus grande précision permet de réduire le gaspillage et, par conséquent, de réduire les coûts.

Dans l'industrie hautement compétitive de la fabrication automobile, les fournisseurs de composants automobiles sont toujours à la recherche d'outils qui peuvent économiser du travail sans sacrifier la qualité.

Voici quelques aperçus rapides du fonctionnement des outils de coupe de précision à usage intensif :

Lasers : Les lasers fonctionnent bien pour couper des tôles d'acier jusqu'à 1/2 pouce (1,27 centimètre) d'épaisseur et de l'aluminium jusqu'à 1/3 pouce (0,9 centimètre) d'épaisseur. Les lasers sont plus efficaces sur des matériaux exempts d'impuretés et d'incohérences. Les matériaux de qualité inférieure peuvent entraîner des coupures irrégulières ou des éclaboussures de métal en fusion sur la lentille laser.

Plasma : Le plasma souffle un flux de gaz ionisé au-delà d'une électrode chargée négativement à l'intérieur de la buse de la torche. Le métal à couper, quant à lui, est chargé positivement. Lorsque le gaz entre en contact avec le métal, il crée une zone surchauffée entre 20 000 et 50 000 degrés Fahrenheit (11 093 et ​​27 760 degrés Celsius) qui traverse le métal [source :Rupenthal et Burnham].

Pour que les voitures soient belles et performantes, leurs pièces métalliques doivent être coupées dans des plages de précision très étroites appelées tolérances . Pour en savoir plus sur les avancées qui améliorent cette précision, rendez-vous à la page suivante.

>Progrès dans l'usinage des métaux automobiles


Un jet d'eau souffle à travers une compilation d'acier, de blocs de béton et de mousse de polystyrène lors d'une démonstration au laboratoire de jet d'eau à haute pression de l'Université du Missouri-Rolla à Rolla, Missouri AP Photo/Kelley McCall

La fabrication automobile est un jeu d'amélioration constant - les acheteurs de voitures attendent plus de raffinement, de performances et de sécurité des véhicules plus récents, mais ils ne veulent généralement pas payer beaucoup plus pour eux. Pour fabriquer des véhicules structurellement plus solides, construits avec plus de précision et toujours abordables, il faut adopter des avancées technologiques telles que celles décrites ci-dessous :

GED : Wire Electrical Discharge Machining, ou EDM, coupe les métaux en produisant une puissante étincelle électrique. Une électrode chargée négativement en molybdène ou en laiton revêtu de zinc libère une étincelle lorsqu'elle se trouve à proximité de la pièce métallique chargée positivement. L'avantage de cette méthode :Elle peut atteindre une précision au 1/10 000e de pouce. C'est 10 fois plus étroit que la largeur d'un cheveu humain ! [source :Ley]

L'EDM a cependant quelques inconvénients. D'une part, cela ne fonctionne que sur des matériaux électriquement conducteurs. D'autre part, c'est assez lent, jusqu'à 10 fois plus lent que notre prochaine technologie [source :Rupenthal et Burnham].

Jets d'eau : Considérez les jets d'eau comme un papier de verre liquide à haute pression. Les jets d'eau utilisent un processus appelé "érosion supersonique à froid" pour faire sauter le matériau avec de l'eau et un certain type d'additif granulaire, appelé abrasif . Cette combinaison permet aux jets d'eau de couper des métaux jusqu'à 10 pouces (25,4 centimètres) d'épaisseur, et avec un haut degré de précision [source :KMT Waterjet Systems].

Cet outil de coupe de métal a obtenu une grande visibilité auprès de passionnés de voitures comme Jay Leno et de la célèbre boutique de personnalisation de voitures West Coast Customs. Il est relativement facile à utiliser et peut couper de nombreux matériaux différents en plus des métaux.

Pour plus d'informations sur la découpe de métaux automobiles et d'autres sujets connexes, suivez les liens sur la page suivante.

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>Sources

  • Caché, Steve. "Utilisation d'un coupeur de plasma à main." The Fabricator.com. 30 mai 2001. (5 décembre 2009) http://www.thefabricator.com/plasmacutting/PlasmaCutting_Article.cfm?ID=16
  • Systèmes à jet d'eau KMT. "Découpe automobile à l'aide de systèmes à jet d'eau KMT." (5 décembre 2009) http://www.kmtwaterjet.com/automotive.aspx
  • Ley, Brian. "Diamètre d'un cheveu humain." Le Factbook de Physique. 1999. (7 décembre 2009) http://hypertextbook.com/facts/1999/BrianLey.shtml
  • Olsen, Dr. John H. "La nouvelle technologie d'entraînement linéaire améliore la précision du jet d'eau et réduit les coûts." The Fabricator.com. (5 décembre 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=2366
  • Ruppenthal, Michael et Burnham, Chip. « Exploration de méthodes de découpe complémentaires :Comparaison des capacités du laser, du plasma, de l'EDM à la technologie jet d'eau. The Fabricator.com. 4 septembre 2001. (4 décembre 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=394
  • États-Unis Bureau de recensement. "Fabrication de machines-outils (types de coupe de métaux):2002." 18 janvier 2005. (6 décembre 2009) http://www.census.gov/prod/ec02/ec0231i333512.pdf