Méthodes de contrôle de la rectitude des extrusions d'aluminium ?
Les problèmes de rectitude apparaissent discrètement. Au premier abord, les profils semblent corrects. Après stockage ou assemblage, des déformations apparaissent. Les cadres ne s'alignent pas. Les pièces longues échouent à l'inspection. La plupart des problèmes de rectitude apparaissent pendant l'extrusion et s'aggravent par la suite.
La rectitude des profilés en aluminium est contrôlée par la conception de la matrice, la vitesse d'extrusion, l'équilibre de la température, le contrôle du refroidissement et le redressage post-traitement. Une rectitude stable n'est jamais le fruit du hasard.
La rectitude est importante car les extrusions sont plus longues, plus fines et plus complexes qu'auparavant. Comprendre les méthodes de contrôle permet de réduire les rebuts, les retouches et les litiges.
Comment la rectitude est-elle maintenue pendant l'extrusion ?
Le contrôle de la rectitude commence avant le démarrage de la presse. Une fois que l'aluminium sort de la matrice, seules des corrections limitées sont possibles.
La rectitude pendant l'extrusion est maintenue grâce à un écoulement équilibré du métal, un support stable de la filière, une vitesse de sortie contrôlée et une tension de traction uniforme.
Équilibre de la conception de la matrice
Les profils droits commencent par une matrice équilibrée. Si le métal s'écoule de manière inégale, le pliage commence immédiatement.
Une bonne conception de matrice se concentre sur :
- Épaisseur de paroi équilibrée
- Symétrie autour de l'axe central
- Longueurs de support égales
- Soutien adéquat du pont dans les creux
Même un léger déséquilibre crée une courbure ou une torsion sur toute la longueur.
Contrôle de la vitesse d'extrusion
La vitesse influe sur la température du métal et la stabilité du flux.
Si la vitesse est trop élevée :
- Les sections minces sortent plus rapidement
- La température augmente de manière inégale
- Les profils se courbent lorsqu'ils sont souples
Une vitesse plus lente améliore la rectitude mais réduit le rendement.
Alignement de la table de sortie
La table de sortie doit être plane et alignée avec le centre de la presse.
Des problèmes surviennent lorsque :
- Les rouleaux de la table sont mal alignés.
- L'espacement des supports est irrégulier.
- Le profil s'affaisse sous son propre poids.
Les profils longs nécessitent des points d'appui fréquents.
Cohérence de la tension du tire-moteur
Le dispositif d'extraction guide le profilé après sa sortie.
Si la force de traction est inégale :
- Un côté s'étire davantage
- Arceau formé sur toute la longueur
- Augmentation des torsions
La vitesse de traction doit correspondre exactement à la vitesse d'extrusion.
Uniformité de la température à la sortie
Les profilés sortent chauds et mous. Une température inégale crée une rigidité inégale.
Les causes comprennent :
- Chauffage inégal des matrices
- Courants d'air autour de la zone de sortie
- Contact irrégulier avec la table
Cette étape est cruciale pour garantir la rectitude.
Facteur expérience de l'opérateur
Le contrôle de la rectitude repose en partie sur les compétences.
Opérateurs expérimentés :
- Régler la vitesse à l'avance
- Surveiller le comportement du profil
- Corrigez avant que les défauts ne s'aggravent
L'automatisation aide, mais le jugement humain reste important.
Une conception équilibrée de la filière et une vitesse de sortie contrôlée sont essentielles pour maintenir la rectitude pendant l'extrusion.Vrai
Un débit irrégulier ou une vitesse excessive provoque une déformation alors que le profilé est encore malléable.
Les problèmes de rectitude peuvent être entièrement corrigés ultérieurement, même si les conditions d'extrusion sont instables.Faux
De mauvaises conditions d'extrusion créent une distorsion difficile, voire impossible, à corriger entièrement par la suite.
Quels outils permettent de mesurer la rectitude en production ?
La rectitude doit être mesurée correctement. Des outils inadaptés peuvent entraîner des rejets injustifiés ou des défauts non détectés.
La rectitude dans la production par extrusion est mesurée à l'aide de règles, de jauges d'épaisseur, de systèmes laser et de mesures coordonnées, en fonction de la longueur et des tolérances requises.
Méthode simple à la règle
La méthode la plus courante consiste à utiliser une règle et une jauge d'épaisseur.
Le processus comprend :
- Placez le profil sur une surface plane.
- Appliquez une règle à bord droit sur toute la longueur.
- Mesurer l'écart maximal
Cela fonctionne bien pour les contrôles de routine.
Mesure de table à rouleaux
Certaines installations utilisent de longues tables à rouleaux avec des rails de référence.
Les avantages comprennent
- Prise en charge des profils longs
- Détection visuelle des nœuds
- Vérification rapide
La précision dépend de la planéité de la table.
Systèmes de rectitude laser
Les systèmes laser permettent d'effectuer des mesures sans contact.
Les avantages comprennent :
- Numérisation en continu
- Sortie de données numériques
- Haute répétabilité
Ces systèmes sont courants pour les lignes à haut débit.
Machines de mesure tridimensionnelle
Les MMT mesurent la rectitude avec une grande précision.
Les limitations comprennent :
- Mesure lente
- Coût élevé
- Capacité de longueur limitée
Utilisé principalement pour la validation, pas pour les contrôles quotidiens.
Mesures courantes de la rectitude
La rectitude est généralement définie comme la déviation sur la longueur.
| Longueur du profil | Limite de rectitude typique |
|---|---|
| Moins de 2 m | 1/1000 de longueur |
| 2 m à 6 m | 1,5/1000 de longueur |
| Au-dessus de 6 m | 2/1000 de longueur |
Les profils plus longs permettent toujours plus de déviation.
Erreurs de mesure à éviter
Les erreurs courantes comprennent :
- Mesure sur des sols irréguliers
- Ignorer la torsion lors de la vérification de l'arc
- Utilisation de règles usées
La configuration des mesures est tout aussi importante que le choix des outils.
Réalité de la production
La plupart des productions utilisent des outils simples combinés à l'expérience. Les outils avancés facilitent le contrôle des processus, mais ne remplacent pas le jugement.
Les systèmes laser et les règles sont tous deux utilisés pour mesurer la rectitude des extrusions.Vrai
Différents outils sont utilisés en fonction des besoins en matière de précision, de rapidité et de volume de production.
Les MMT constituent la méthode la plus rapide et la plus courante pour les contrôles quotidiens de rectitude.Faux
Les CMM sont lentes et principalement utilisées pour la validation, et non pour la production courante.
Le taux de refroidissement peut-il affecter la rectitude du profil ?
Le refroidissement est souvent sous-estimé. De nombreux profilés droits se déforment lors de la trempe.
La vitesse de refroidissement influe fortement sur la rectitude de l'extrusion d'aluminium, car un refroidissement inégal crée des contraintes internes et un retrait différentiel.
Pourquoi le refroidissement provoque-t-il une déformation ?
L'aluminium se contracte lorsqu'il refroidit. Si une zone refroidit plus rapidement, elle se contracte en premier.
Cela provoque :
- S'incliner vers le côté plus frais
- Torsion dans les profils asymétriques
- Contrainte interne résiduelle
Ces effets fixent la forme.
Refroidissement à l'air ou trempe à l'eau
Différentes méthodes de refroidissement entraînent différents risques.
Refroidissement par air :
- Plus lent
- Plus d'uniformes
- Risque de distorsion moindre
Refroidissement à l'eau :
- Plus rapide
- Plus grande résistance
- Risque de distorsion plus élevé
Le choix dépend de l'alliage et de la trempe.
Contrôle du jet de pulvérisation
Pour le refroidissement à l'eau, l'uniformité de la pulvérisation est importante.
Des problèmes surviennent lorsque :
- Buses bouchées
- Les angles de pulvérisation diffèrent
- Le débit varie
Une pulvérisation inégale entraîne un rétrécissement inégal.
Orientation du profilé pendant le refroidissement
L'orientation influe sur la gravité et l'exposition au refroidissement.
Pour les profils longs :
- Le refroidissement horizontal peut s'affaisser
- Le refroidissement vertical réduit l'affaissement
- Les profils rotatifs peuvent équilibrer les effets
La configuration est importante.
Différences de sensibilité des alliages
Certains alliages sont plus sensibles aux contraintes de refroidissement.
Alliages à haute résistance :
- Nécessite un refroidissement rapide
- Risque de distorsion plus élevé
Les alliages à faible résistance sont plus tolérants.
Accumulation de contraintes sur la longueur
Les petites distorsions locales s'accumulent sur plusieurs mètres.
Une légère courbure par mètre devient une courbure importante sur les profils longs.
Méthodes de contrôle pratiques
Un bon contrôle du refroidissement comprend :
- Inspection régulière des buses
- Débit d'air équilibré
- Distance de trempe contrôlée
Le refroidissement est un outil de contrôle de la rectitude, et pas seulement une étape du traitement thermique.
Un refroidissement inégal est l'une des principales causes de déformation et de torsion des extrusions d'aluminium.Vrai
Des vitesses de refroidissement différentes entraînent un retrait irrégulier et des contraintes internes.
La vitesse de refroidissement a peu d'impact sur la rectitude de l'extrusion.Faux
La vitesse de refroidissement influe directement sur le comportement au retrait et les contraintes résiduelles.
Des corrections post-traitement sont-elles nécessaires pour les extrusions longues ?
Même avec un bon contrôle, les extrusions longues sortent rarement parfaitement droites.
Le redressage post-traitement est souvent nécessaire pour les extrusions d'aluminium longues afin de respecter les spécifications de rectitude.
Redressement par étirement
Le redressement par étirement est la méthode la plus courante.
Le processus comprend :
- Serrage des deux extrémités
- Application d'une tension contrôlée
- Suppression de la courbure et de la torsion
Cela fonctionne bien pour la plupart des profils.
Limites du redressage par étirement
Les étirements ne peuvent pas tout régler.
Les limites comprennent :
- Les sections minces peuvent se fissurer.
- Une torsion importante peut subsister
- Les bosses locales ne peuvent pas être éliminées.
Les profils doivent se situer dans la plage de correction.
Redressage par rouleaux
Les redresseurs à rouleaux utilisent une flexion contrôlée.
Les avantages comprennent
- Traitement continu
- Convient aux longueurs moyennes
- Pression réglable
Utilisé principalement pour les profilés solides ou épais.
Correction manuelle
Certaines corrections sont effectuées manuellement.
Les opérateurs peuvent :
- Appliquer une force localisée
- Utiliser des blocs de presse
- Corriger les courbures mineures
Cela dépend fortement des compétences.
Impact sur les coûts et le rendement
Le redressage augmente les coûts, mais réduit les déchets.
| Méthode | Précision | Impact sur les coûts |
|---|---|---|
| Redressement par étirement | Haut | Moyen |
| Redressage par rouleaux | Moyen | Faible |
| Correction manuelle | Variable | Faible |
Choisir la bonne méthode permet d'équilibrer le coût et la qualité.
Lorsque le redressement est obligatoire
Le redressement est généralement nécessaire lorsque :
- Longueur supérieure à 4 m
- La tolérance de rectitude est stricte.
- L'ajustement de l'assemblage est essentiel
Le fait de ne pas passer par l'étape de redressage augmente le risque de rejet.
Influence du design
La conception peut réduire le besoin de redressement.
Choix de conception utiles :
- Évitez les parois extrêmement minces.
- Limiter la longueur non prise en charge
- Accepter des tolérances réalistes
La rectitude commence dès la conception.
Le redressage post-traitement est généralement nécessaire pour les extrusions d'aluminium longues.Vrai
Les profils longs accumulent des distorsions qui dépassent souvent la tolérance sans correction.
Le redressement par étirement permet de corriger tout niveau de courbure ou de torsion.Faux
Le redressement a ses limites et ne peut corriger une déformation importante sans causer de dommages.
Conclusion
Le contrôle de la rectitude des extrusions d'aluminium nécessite une attention particulière à chaque étape. La conception de la matrice, la vitesse d'extrusion, le contrôle du refroidissement et le redressage sont des éléments qui fonctionnent ensemble. Les profilés droits sont le résultat d'une discipline de processus, et non d'un coup de chance.
