Le profilage est un procédé de formage des métaux utilisé pour produire de longues tôles ou des profilés de section constante. A machine de formage de rouleaux forme progressivement des tôles ou des bandes à travers une série de matrices à rouleaux. Ce procédé est polyvalent, efficace et économique pour la production de volumes importants de pièces standardisées. Ce guide fournit une vue d'ensemble détaillée des types de machines de profilage, des principaux composants, des spécifications techniques et des meilleures pratiques en matière de sélection, d'exploitation et de maintenance.
Aperçu du processus et des machines de profilage
Les profileuses sont disponibles dans différentes configurations pour produire des profils et des sections transversales variés. Les matrices à rouleaux plient le matériau de manière incrémentielle lorsqu'il passe par des supports successifs afin de façonner progressivement le profil. Les principaux aspects sont les suivants :
Types de machines de formage par laminage
| Type de machine | Description |
|---|---|
| Profil unique | Production constante d'un profil unique |
| Multi-profil | Têtes commutables pour différents profils |
| Portable | Compact pour une utilisation sur site ou mobile |
| Personnalisé | Adapté à des profils particuliers |
Composants d'une profileuse :
- Matrices à rouleaux - Formées en supports successifs pour plier progressivement la tôle.
- Stations de formage - Matrices à rouleaux pour le cintrage séquentiel des maisons
- Dévidoir - Alimente la machine en bobines brutes.
- Mécanisme d'alimentation - Contrôle la vitesse et la tension d'alimentation du matériau
- Rouleaux - Fournir un soutien et configurer le flux de matériaux
- Dispositif de tronçonnage - Coupe à longueur les profilés finis
Spécifications de la profileuse
Les spécifications techniques des équipements de profilage déterminent leur aptitude et leur capacité de production. Les paramètres clés à prendre en compte sont les suivants :
Spécifications de conception de la machine de formage par laminage :
| spécification | Détails |
|---|---|
| Longueur de roulement | Longueur des rouleaux et longueur maximale du profil |
| Largeur de roulement | Largeur entre les rouleaux et largeur maximale du matériau |
| Épaisseur de laminage | Gamme d'épaisseur de la matière première supportée |
| Stations de formation | Nombre de supports pour le pliage progressif |
| Taille du rouleau | Diamètre et largeur des rouleaux |
| Matériau du rouleau | Acier, acier allié, etc. |
| Type de rouleau | Horizontal, vertical, incliné, pyramidal, etc. |
| Type d'entraînement | Électrique, hydraulique, servo, combiné |
| Gamme de vitesse | Vitesse de roulement minimale et maximale |
| Système d'alimentation | Dérouleur, rouleaux d'alimentation, rouleaux de pincement, etc. |
| Mode de coupe | Cisaillage, sciage, découpe au laser, etc. |
| Outillage | Changement rapide, modulaire, sur mesure, etc. |
| Automatisation | Contrôles PLC, contrôles de mouvement, capteurs, etc. |
Spécifications de performance :
| Paramètre | Valeurs typiques |
|---|---|
| Vitesse de roulement | 10 - 100 m/min |
| Taux de production | Jusqu'à 120 m/min |
| Précision | ±0,5 mm sur une longueur de 3 m |
| Répétabilité | Excellent grâce aux matrices progressives |
| Finition de la surface | Lisse, marques possibles à la coupe |
Exigences opérationnelles :
| Article | Détails |
|---|---|
| Puissance | 20-100 kW de charge connectée |
| Pression atmosphérique | 5-8 bar pour les pneumatiques |
| Personnel | 1 à 2 opérateurs semi-qualifiés |
| L'espace | Longueur > 15m. Largeur > 4m, Hauteur > 3m |
Les spécifications varient considérablement en fonction du profil, des matériaux et des volumes de production. Des machines sur mesure peuvent être construites pour répondre à des exigences spécifiques.
Conception et fonctionnement de la machine de formage par laminage
Les aspects de la conception et le principe de fonctionnement des profileuses sont les suivants :
Structure de la machine
- Cadre de base lourd pour la rigidité
- Support suspendu pour les stations de formage
- Configuration en ligne pour le flux de matériaux
- Boîtier divisé latéralement ou verticalement pour l'accessibilité
Matrices à rouleaux
- Fabriqué en acier allié usiné
- Montés sur des arbres dans des bancs de formage
- Disposés horizontalement, verticalement ou en angle
- Rectifié et trempé selon des tolérances étroites
- Conception à changement rapide pour une production flexible
Stations de formation
- Combinaison de rouleaux supérieurs et inférieurs
- Arbres à rouleaux montés sur roulements
- Supports de rouleaux et entretoises réglables
- Rails de guidage pour un positionnement précis de la matrice
Système d'alimentation
- Dévidoir ou chargeur de feuilles au départ
- Servomoteurs et variateurs de vitesse
- Rouleaux de pincement pour une prise positive sans glissement
- Bras danseur pour maintenir la tension de la bande
- Rouleaux anti-mèche pour éviter les déformations
Entraînements
- Servomoteurs et entraînements électriques
- Entraînements hydrauliques pour un couple élevé
- Contrôle précis de la vitesse et de la tension
- Entraînements indépendants pour arbres à rouleaux
- Synchronisation à l'aide de l'encodeur maître
Système de contrôle
- Contrôle par PLC ou PC industriel
- Écran tactile HMI pour l'interface
- Réglages de l'écartement et de la vitesse du rouleau
- Synchronisation des servomoteurs
- Verrouillages de sécurité et arrêt automatique
Principe de fonctionnement
- Feuille ou bobine introduite dans les matrices à rouleaux
- Le cintrage progressif se fait par étapes
- Les rouleaux inférieurs assurent la contre-force
- Matériau sortant avec un profil fini
- Couper à la longueur voulue à l'aide d'une scie ou d'une cisaille
Grâce au mouvement coordonné des matrices à rouleaux usinées avec précision, le matériau en bande est progressivement façonné dans la section transversale souhaitée par le processus de formage par laminage.
Opération de profilage
| Étape | Fonctionnement |
|---|---|
| 1 | Les bobines sont introduites dans les rouleaux d'alimentation |
| 2 | Matériau mis en forme progressivement par des matrices à rouleaux |
| 3 | Les rouleaux inférieurs assurent la contre-force |
| 4 | Le profilage est réalisé de manière incrémentale |
| 5 | La section formée passe dans la machine |
| 6 | Le dispositif de tronçonnage permet de couper le profilé fini |
Applications et industries desservies
Les profilés formés par laminage sont largement utilisés dans toutes les industries en raison de leur production continue, de leurs propriétés de légèreté, de leur haute résistance et de leur résistance à la corrosion.
Domaines d'application des produits laminés :
| Catégorie | Produits |
|---|---|
| Profils structurels | Plaques de toiture, panneaux muraux, plateaux de revêtement, montants, solives, poutres |
| Produits de stockage | Rayonnages, étagères, casiers, penderies |
| Pièces de mobilier | Cadres, enceintes, étagères, pieds |
| Pièces détachées automobiles | Garnitures, joints, pare-chocs, barres de toit, tubes |
| Appareils électroménagers | Panneaux, boîtiers, enveloppes, cadres |
| Conduits de chauffage, de ventilation et de climatisation | Conduits rectangulaires et spiralés |
| Bâtiments agricoles | Bardage, toiture, charpente |
Applications sectorielles
| L'industrie | Produits d'application |
|---|---|
| Bâtiment et construction | Bardage, platelage, pannes, toiture, portes, garde-corps |
| Automobile et transport | Panneaux de carrosserie, barres de toit, armatures de sièges, pare-chocs |
| Électricité et électronique | Panneaux de coffrets, châssis, boîtes de distribution |
| Appareils ménagers | Tambours de lave-linge, revêtements de réfrigérateurs, panneaux extérieurs |
| Ventilation et climatisation | Conduits et raccords en spirale, exutoires de fumée |
| Infrastructure | Garde-corps, poteaux d'éclairage, panneaux de signalisation, cadres solaires |
| Mobilier | Portes d'armoires, pieds de tables, étagères, casiers de rangement |
Les profilés formés par laminage permettent de réaliser des structures légères et très résistantes pour des applications industrielles et commerciales.
Avantages et bénéfices du processus de formage par laminage
Le formage par laminage offre des avantages significatifs par rapport aux autres méthodes de formage :
Avantages du laminage
| Paramètre | Avantages |
|---|---|
| Coût du capital | Inférieur à l'emboutissage ou à la presse plieuse |
| Coût de fonctionnement | Faible consommation d'énergie, gaspillage minimal |
| Taux de production | Jusqu'à 10 fois plus rapide que les méthodes manuelles |
| Travail | Nécessite des opérateurs semi-qualifiés |
| Changements | Les filières à rouleaux permettent des changements de profil rapides |
| Flexibilité | Facilité de modification des dimensions et des matériaux |
| Précision | Profils cohérents et reproductibles |
| Finition de la surface | Finition lisse et brillante possible |
| La force | Le formage à froid durcit le métal |
| Léger | Des structures plus fines et plus légères sont possibles |
| Opérations simples | Commandes conviviales et automatisation |
| Sécurité | Pièces mobiles bien protégées |
Les principaux facteurs qui favorisent l'adoption du profilage sont la productivité élevée, la flexibilité, la qualité supérieure et la rentabilité.
Types de machines de formage de rouleaux
Les profileuses sont disponibles dans différentes configurations conçues pour répondre à des besoins de production spécifiques :
Types de machines de formage par laminage
| Machine | Description |
|---|---|
| Ligne longitudinale | Pour la production de panneaux en grande quantité |
| Rollformer portable | Léger et mobile |
| Machine multi-profils | Changement rapide de profil |
| Rollformer à double tête | Des taux de production plus élevés |
| Type de pyramide | Capacité de formage bidirectionnel |
| Rollformer sur mesure | Conçus pour des profils spéciaux |
Ligne longitudinale
- Ligne de production en ligne
- Dévidoir, accumulateur, moulins de formage, découpe
- Longueurs supérieures à 25 m
- Intégration de l'entrepôt de pièces détachées
- Pour la production de feuilles en grande quantité
Rollformer portable
- Compact et mobile
- Montage sur remorque ou sur camion
- Pour la production sur site
- Positionnement flexible
- Capacité inférieure
Machine multi-profils
- Postes contrôlés par ordinateur
- Changement rapide de filière
- Plusieurs profils préchargés
- Pour une plus grande flexibilité des volumes
Rollformer à double tête
- Deux lignes de formage côte à côte
- Contrôle indépendant de la vitesse
- Taux de production plus élevé
- Redondance pour une meilleure disponibilité
Type de pyramide
- Configuration bidirectionnelle des rouleaux
- Meilleur soutien lors de la formation
- Empêche la torsion des pièces
- Pour les sections symétriques
Rollformer sur mesure
- Conçu pour un profil unique
- Conception spéciale des rouleaux
- Production dédiée
- Pour les sections propriétaires
Le choix dépend du débit requis, de la complexité du profil, des besoins de changement et des volumes de production.
Comment choisir une profileuse
Les facteurs clés à prendre en compte lors de la sélection d'une profileuse sont les suivants :
Critères de sélection des profileuses
| Paramètre | Considérations |
|---|---|
| Forme du profil | Spécifications dimensionnelles, rayons, angles |
| Matériau | Nuances et épaisseurs d'acier et d'aluminium |
| Taux de production | Volume horaire ou annuel requis |
| Longueur | Longueur maximale de la pièce nécessaire |
| Largeur | Largeur et espace de travail disponibles |
| Outillage | Matrices de laminage standard ou personnalisées |
| Contrôles | Facilité de programmation et de réglage |
| Niveau d'automatisation | Manutention et contrôle de la vitesse |
| Tracé de la ligne | Disposition en ligne ou transversale |
| Performance | Vitesse, précision, finition de surface |
| Sécurité | Gardiennage, arrêts d'urgence |
Facteurs critiques
- Dessins de profil avec spécifications complètes
- Volume de production annuel ou journalier
- Postes de travail par jour
- Type et épaisseur de la matière première
- Exigences en matière de précision et de finition
- Espace disponible pour la machine
- Niveau de compétence de l'opérateur
- Possibilité d'extension pour l'avenir
Il est fortement recommandé de consulter des experts du formage par rouleaux lors de la spécification de machines pour la première fois ou pour une production à grande échelle. Il est essentiel de bien définir les exigences pour maximiser la productivité et le coût total de possession.
Fabricants de machines de formage de rouleaux
Parmi les principaux fabricants mondiaux d'équipements de profilage, on peut citer
Principaux fabricants de profileuses
| Entreprise | Localisation |
|---|---|
| Groupe Bradbury | ÉTATS-UNIS |
| Formtek | ÉTATS-UNIS |
| Gasparini SpA | Italie |
| Hangzhou Roll Forming Machinery | Chine |
| Howick Ltd. | Nouvelle-Zélande |
| Metform | Turquie |
| Robor Corp | ÉTATS-UNIS |
| Rollvis SA | Suisse |
| Ingénierie des procédés de fabrication | Inde |
Capacités et modèles
- Production jusqu'à 180 m/min
- Largeur jusqu'à 2,5 m
- Supports modulaires à changement rapide d'outils
- Machines à profil simple, double et multiple
- Modèles de profilés standard et personnalisés
Lors de la recherche de machines de profilage, il convient de prendre en considération les fabricants qui proposent des machines de profilage :
- Large gamme de modèles et personnalisation
- Support local de vente et de service
- Technologie et caractéristiques les plus récentes
- Programmes de formation et de maintenance
- Valeur globale du cycle de vie et TCO
Le choix d'un fabricant établi peut garantir l'accès au service, aux pièces, aux mises à niveau et au soutien des processus tout au long du cycle de vie de la machine.
Prix des profileuses
Les prix des profileuses varient en fonction du type de machine :
Facteurs influençant le coût
- Type et taille
- Vitesse de production
- Fonctions d'automatisation
- Contrôles et entraînements
- Capacité d'épaisseur du matériau
- Conception de l'outillage
- Marque et localisation du fabricant
Fourchettes de coûts typiques
| Type de machine | Échelle des prix |
|---|---|
| Niveau d'entrée portable | $40,000 à $100,000 |
| Machines à profil unique | $100 000 à $500 000 |
| Machines multi-profils | $250.000 à $1 Million |
| Lignes longitudinales à grande vitesse | > $1 Million |
| Formateurs de rouleaux sur mesure | En fonction de l'application |
Éléments de coût supplémentaires
- Frais d'ingénierie de conception
- Coût de l'outillage pour le profil
- Expédition et douanes
- Installation et mise en service
- Formation des opérateurs
- Inventaire des pièces détachées
Les grandes lignes de production avec intégration de l'entrepôt, automatisation et fonctions personnalisées peuvent coûter plus de $2 millions d'euros. Il est conseillé de demander des devis à différents fournisseurs.
Comment utiliser et entretenir les machines de profilage
Le bon fonctionnement et la maintenance préventive sont essentiels à la productivité et à la longévité des machines de profilage :
Fonctionnement de la profileuse
| Activité | Description |
|---|---|
| Planification | Planifier la production, assurer la disponibilité des matériaux |
| L'inspection | Contrôle des rouleaux, des dispositifs de sécurité, de la lubrification |
| Programmation | Introduire le profil, la vitesse et la longueur corrects |
| Mise en place | Positionner les guides, les plaquettes, les coupes |
| Mode Jog | Inch pour tester une vitesse plus lente |
| La course à pied | Contrôle du formage, de la vitesse, des capteurs |
| Qualité | Vérifier l'exactitude des dimensions de la première pièce |
| Sécurité | S'assurer que les protections sont en place et qu'il n'y a pas de conditions dangereuses |
- Porter des gants et des lunettes de protection lors de la manipulation de tôles
- Régler progressivement et systématiquement les paramètres de la machine
- Nettoyer immédiatement les déversements d'huile pour éviter les glissades
- Signaler tout bruit, vibration ou comportement anormal
Contrôles d'entretien
| Système | Tâches de maintenance | Fréquence |
|---|---|---|
| Rouleaux | Inspecter les dommages de surface | Hebdomadaire |
| Paliers | Lubrifier les roulements de l'arbre à rouleaux | Mensuel |
| Entraînements | Vérifier la tension et l'alignement de la courroie | Mensuel |
| Gardes | Assurer la mise en place et le fonctionnement | Quotidiennement |
| Hydraulique | Vérifier le niveau d'huile et les fuites | Mensuel |
| Électricité | Inspecter les connexions, les couvercles | Trimestrielle |
| Structure | Vérifier les fixations desserrées | Mensuel |
| Sécurité | Tester les arrêts d'urgence et les capteurs | Trimestrielle |
Un entretien proactif conforme aux recommandations du fabricant est essentiel pour maximiser le temps de fonctionnement et prolonger la durée de vie de la machine. Tenez un registre de toutes les inspections, réparations et remplacements de pièces.
Conseils de sécurité pour le laminage
Les opérations de profilage impliquent le déplacement de machines et la manipulation de tôles, ce qui nécessite des mesures de sécurité :
- Restreindre l'accès au seul personnel formé
- S'assurer qu'une protection adéquate des machines est en place
- Ne jamais pénétrer dans des zones dangereuses pendant le fonctionnement de l'appareil
- Respecter les procédures de verrouillage avant toute opération de maintenance
- Porter des gants résistants aux coupures lors de la manipulation de tôles
- Maintenir l'espace de travail propre et dégagé
- Ne jamais se tenir dans l'axe du flux de matériaux
- Maintenir un éclairage adéquat dans la zone de production
- Connaître l'emplacement des boutons d'arrêt d'urgence
- Signaler toute condition électrique, mécanique ou hydraulique dangereuse
- Ne jamais modifier ou neutraliser les mécanismes de sécurité
- Formaliser les procédures de sécurité et la formation
En faisant de la sécurité une priorité, on protège le personnel et les équipements pendant les opérations de profilage.
Dépannage d'une profileuse
Voici quelques problèmes courants rencontrés sur les machines de profilage et les remèdes à y apporter :
Problèmes de laminage et solutions
| Enjeu | Causes possibles | Actions correctives |
|---|---|---|
| Profil inexact | Rouleaux usés, arbres desserrés | Réaligner/remplacer les rouleaux, serrer les arbres |
| Finition rayée | Débris, rouleaux endommagés | Nettoyer les rouleaux, remplacer ceux qui sont endommagés |
| Vibrations excessives | Déséquilibre, pièces détachées | Resserrer les pièces détachées, rééquilibrer les rouleaux |
| Fuites hydrauliques | Joints usés, tuyaux endommagés | Remplacer les joints, les tuyaux endommagés |
| Variation de la vitesse | Patinage des courroies, problème de capteur | Régler la tension de la courroie, vérifier le capteur |
| Alimentation irrégulière du matériau | Rouleaux d'alimentation usés/glissants | Remplacer les rouleaux d'alimentation, augmenter la tension |
| Bourrage de feuilles | Guides mal alignés, rouleaux usés | Réaligner les guides, remplacer les rouleaux usés |
Consulter le manuel de la machine et le fabricant si les problèmes ne peuvent être résolus. Arrêter immédiatement l'opération en cas de problème de sécurité.
FAQ sur les profileuses
Q : Quels sont les matériaux qui peuvent être formés par roulage ?
R : La plupart des métaux ductiles comme l'acier, l'acier inoxydable, l'aluminium, le cuivre, le laiton. Une épaisseur inférieure à 3 mm est courante.
Q : Quelles sont les formes de profil possibles ?
A : C, U, Z, chapeau, tube, angle, canal, rails, barres, etc. Perles et lamelles complexes également possibles.
Q : Comment calculer le taux de production ?
A : Taux de production en pieds/min = Vitesse de la machine (pieds/min) x Nombre de têtes
Q : Quelles sont les tolérances possibles ?
A : +/- 0,5 mm sur une longueur de 3 m est typique. Des tolérances plus étroites sont possibles avec des rouleaux de précision.
Q : Combien d'opérateurs sont nécessaires ?
R : 1 à 2 opérateurs pour un fonctionnement normal. Les lignes automatisées peuvent n'en avoir besoin d'aucun.
Q : Est-il possible d'appliquer un revêtement de surface après le formage par laminage ?
R : Oui, le revêtement en poudre et d'autres finitions peuvent être appliqués après le profilage.