Le poinçonnage : 5 avantages et inconvénients de ce procédé de fabrication

Article posté le 06/04/2021, dans "Industrie"

Le poinçonnage est un procédé de fabrication connu de tous quand il s’agit du perçage de trous sur une surface. Pourtant, son champ d’application est bien plus large et nombre de ses caractéristiques sont encore peu connues : l’occasion pour le Groupe TMA de vous présenter les avantages et les inconvénients du poinçonnage industriel dans cet article technique.

Qu’est-ce que le poinçonnage ?

A mi-chemin entre la découpe laser et l’emboutissage, le poinçonnage fait office de véritable couteau-suisse. Cette technique de fabrication industrielle est utilisée pour réaliser de multiples trous et déformations dans une tôle à l’aide d’un poinçon et d’une matrice.
Contrairement à ce que l’on peut imaginer, les poinçonneuses industrielles ne réalisent pas que des trous ronds mais tout type de formes. Les trous ne sont pas non plus les seules opérations possibles, le poinçonnage permet de déformer la matière pour lui donner une forme précise et de découper par grignotage les contours de la pièce.

déformation et découpe du métal

© Groupe TMA

Les avantages du poinçonnage pour la fabrication de vos pièces :

1. Le poinçonnage est un procédé de fabrication de très haute précision pour le traitement des tôles fines épaisseurs.

Plus précis que la découpe laser, le poinçonnage garantit une précision de +/- 0.1 mm et sans calamine sur les tranches de découpe. A titre de comparaison, la découpe laser respecte des tolérances de +/-0.2 mm.
Sur le marché, il existe différents types de poinçonneuses industrielles, les plus performantes d’entre-elles offrent la possibilité de poinçonner du métal jusqu’à 8 mm d’épaisseur selon nuances.

2. Une vitesse inégalée pour les découpes multiples.

Le poinçonnage est particulièrement performant lorsqu’une importante quantité de découpes doivent être réalisées dans une tôle. Dans ce cas précis, le poinçonnage est bien plus rapide et efficace que la découpe laser. Alors que la technologie laser découpe le contour d’une forme, le poinçonnage peut détourer l’ensemble de la forme en une seule frappe. Selon la taille du poinçon, il est également possible de découper plusieurs formes en une frappe : c’est pourquoi ce procédé de fabrication est privilégié pour la production de grilles d’aération ou de ventilation en métal, de brise-vues métalliques, d’armoires électriques, de persiennes ou encore de garde-corps en métal.

machine de poinçonnage automatisé

Poinçonnage automatisé – © Groupe TMA

3. Le poinçonnage permet de découper une grande diversité de matières premières.

Dans l’industrie, le poinçonnage est particulièrement utilisé pour travailler le métal et produire des pièces métalliques en série. Pour autant, on retrouve cette technique dans de nombreux autres domaines et secteurs qui ont recours à divers types de matériaux.
Il est possible de poinçonner des tôles en métal : acier, inox, aluminium, cuivre, or, argent, laiton, zinc, tôles pré laquées, etc… sans aucune émanation !
Le poinçonnage est utilisé pour découper certains plastiques, pvc et certaines fibres dont la fibre de verre.
En maroquinerie, on utilise le poinçonnage pour le travail du cuir et de certains textiles dans le domaine de l’habillement.
Plus généralement, il est possible de poinçonner tout matériau pouvant être découpé mécaniquement.

4. Une technique très polyvalente : capable d’effectuer de nombreuses déformations.

La découpe n’est qu’une facette de cette technologie. Le point fort du poinçonnage c’est aussi la déformation à froid de la matière. Capable de plier, tarauder, marquer, graver, faire du nervurage et du soyage, sans oublier la réalisation de creuvés et d’ouies et bien d’autres déformations, le poinçonnage est sans conteste le couteau-suisse de nos ateliers de production.

Découpes et déformations en poinçonnage

Exemple de quelques découpes et déformations pouvant être réalisées en poinçonnage – © Groupe TMA

5. Un coût de production avantageux à partir de la moyenne série et séries répétitives.

Le poinçonnage est une solution avantageuse lorsque les quantités de pièces à produire sont relativement importantes : les coûts sont généralement plus bas qu’en laser lorsqu’il s’agit de moyennes et de grandes séries (selon typologie des pièces).
Cette technologie évite les reprises en pliage grâce aux retours pliés réalisables directement en poinçonnage : des économies notables dans le processus de fabrication.
Un autre point non négligeable qui fait pencher la balance du coût de fabrication est l’outillage, bien plus abordable qu’en emboutissage.

En poinçonnage, il existe des poinçons « types », disponibles sur catalogue et couvrant une grande partie des besoins de fabrication.

Il est également possible de développer des outillages spécifiques pour une pièce, et là encore, leur réalisation est moins onéreuse qu’en emboutissage car ils sont généralement moins complexes et nécessitent moins de temps de conception.
Enfin, les dernières innovations en matière de technologie rendent ce procédé encore plus performant. L’automatisation du poinçonnage permet de fonctionner sans interruption et de minimiser la manutention en amont et en aval de la production.

Les poinçonneuses industrielles les plus performantes du marché permettent :
Le chargement en automatique de la matière première.
Le changement d’outils en automatique en cas de découpes et déformations diverses sur une même pièce.
L’utilisation de matrices pour planage intégré permettant d’aplanir la matière afin d’éviter toute déformation au cours du poinçonnage.
Le déchargement automatique des pièces et le tri automatique des pièces jusqu’à leur caisson de conditionnement.
Le déchargement automatique du squelette de découpe dans une zone définie.

En résumé, le poinçonnage peut être réalisé en continu, sans intervention humaine, du chargement de la matière première jusqu’au déchargement des pièces poinçonnées.
Un gain de productivité et peu de manutention, deux facteurs qui auront un impact positif sur le prix des pièces.

 

Les inconvénients du poinçonnage industriel :

1. Le poinçonnage se limite à de fines épaisseurs.

Le poinçonnage est utilisé pour découper et déformer des tôles en métal jusqu’à 8 mm d’épaisseur en général pour l’acier, l’inox et l’aluminium. Au-delà, on privilégie d’autres technologies combinées telles que la découpe laser et le pliage, l’usinage ou encore le moulage pour des pièces complexes. L’utilisation du poinçonnage se limite donc aux fines épaisseurs de métal ou autre matière.

2. Les picots en poinçonnage.

Lorsque le contour d’une pièce est découpé par grignotage, le passage du poinçon laisse des petits picots sur la tranche de coupe. Ces picots sont aisément gommés par un outil d’ébavurage qui peut être intégré à la poinçonneuse. La tranche de la pièce devient alors lisse, ce qui facilite la manutention.

3. Des déformations possibles pour les pièces grands formats.

Lorsque l’on poinçonne des pièces grands formats comportant de nombreux trous, la matière a tendance à se déformer par endroits. Après l’opération de poinçonnage, il est possible d’effectuer un planage pour rendre à la matière sa planéité d’origine. Comme évoqué un peu plus haut dans cet article, des matrices pour planage intégré permettent d’éviter ces défauts de planéité en compensant la déformation engendrée sur la matière au moment du passage du poinçon.

4. Cette technologie est très bruyante.

Le poinçonnage de tôles engendre des niveaux sonores élevés dans les ateliers. Ce bruit peut s’avérer gênant pour les personnes exposées en continu sur les sites de production, c’est pourquoi les opérateurs doivent être équipés de protections auditives adaptées.

5. L’achat d’outils ou le développement d’un outillage spécifique est souvent nécessaire.

Dans de nombreux cas, l’achat d’un poinçon « type » ou le développement d’un outillage spécifique est une étape indispensable pour envisager la fabrication d’une pièce en poinçonnage. C’est un coût à prévoir dès le début de son projet et il varie en fonction de la complexité de l’outil. L’achat ou le développement d’un outillage est envisageable pour les pièces de séries.

piece en métal poinçonnée

© Groupe TMA

Les questions que vous pourriez vous poser concernant le poinçonnage industriel :

Quel est le type de pièce idéal pour le poinçonnage ?

En métallurgie notamment, le poinçonnage est privilégié pour certaines catégories de pièces spécifiques telles que la fabrication de grilles d’aération ou de ventilation en métal. Les brise-vues en métal, le bardage, les persiennes et garde-corps métalliques conviennent parfaitement à ce procédé de fabrication. Toutes ces pièces ont le point commun de comporter de nombreuses ouvertures ou déformations répétées sur leur surface.

Dans quels cas est-il préférable d’utiliser le poinçonnage au lieu de la découpe laser ?

On privilégie l’utilisation du poinçonnage à l’utilisation de la découpe laser lorsque la pièce comporte des déformations puisqu’elles sont non réalisables en laser. Aussi, il est plus avantageux d’utiliser le poinçonnage pour une pièce qui comporte de nombreuses découpes intérieures. Côté esthétique, c’est le poinçonnage qui l’emporte : la découpe est plus précise que le laser et cette technologie qui ne laisse aucune trace est idéale pour les pièces d’aspect.

Dans quels cas est-il préférable d’utiliser le poinçonnage au lieu de l’emboutissage ?

Tout dépend de la typologie de la pièce, de son épaisseur et des quantités à produire.
Le prix des outils est moins cher en poinçonnage, en revanche, les pièces complexes ou dépassant le format du poinçon pourront être réalisées en emboutissage. L’emboutissage est généralement plus avantageux pour la grande / très grande série répétitive.

Les prestations de poinçonnage automatisé du Groupe TMA

Qui dit sous-traitant bien équipé dit gain de productivité ! Le Groupe TMA a investi dans une poinçonneuse reconnue comme étant la plus rapide du marché. Entièrement automatisée, cette poinçonneuse de dernière génération est capable d’assurer une production en continu, 24/24h, 7/7j.

Sa matrice active et ses tables à brosses sont un avantage considérable : les pièces en métal sont préservées des rayures et les accrochages entre les pièces et la matrice sont exclus. Afin d’éviter les déformations de la tôle lors du poinçonnage, la fonction de planage intégré de notre machine permet de conserver une tôle plane après perforation.
L’automatisation complète de la machine, du chargement de la matière première au déchargement des pièces et du squelette, sans oublier le changement automatique des outils, garantit une très haute productivité.

Dimensions maximales de la tôle à poinçonner : 1500 x 3000 mm.

Épaisseur maximale des pièces : 8 mm.

Précision de poinçonnage : +/- 0.1 mm.

Chargement automatique de la matière et déchargement automatique des pièces.

Opérations possibles sur notre machine de poinçonnage : Découpe des contours par grignotage, découpe internes avec poinçon, perforations, taraudage, pliage, déformations multiples, marquage et gravure.

Exemples de déformations réalisables : nervurage, soyage, réalisation de creuvés, d’ouies, charnières et bien d’autres.

Outillage / poinçons : large magasin d’outils « classiques » et développement d’outils sur-mesure en fonction des besoins clients.

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