Découpe chimique : ce que vos concurrents cherchent à vous cacher !

Présentation

Les équipementiers disposent de nombreuses technologies de découpe des métaux. Beaucoup d'entre elles sont très spécialisées dans leur application, souvent incapables de traiter un éventail suffisamment large de matériaux ou de fournir la précision et la rigueur qui sont de plus en plus exigées par les secteurs de l'ingénierie de haute technologie.

Lorsque l'on compare les technologies capables de produire des pièces métalliques « de précision », le champ est plus restreint, les principaux acteurs étant universellement reconnus comme l'emboutissage, le poinçonnage, la découpe au laser et, dans une moindre mesure, la découpe chimique.

Dans le contexte de ces alternatives, les caractéristiques uniques de la découpe chimique permettent de surmonter de nombreux problèmes liés aux technologies traditionnelles de découpe des métaux et, dans certains cas, lorsque l'on recherche une solution rentable pour la fabrication de pièces métalliques de précision, la découpe est le seul choix viable.

Commençons par la conception

Avant d'entamer la comparaison entre la découpe chimique et ses alternatives traditionnelles, il convient de passer un peu de temps dans le bureau d'études.

La meilleure conception au monde n'est valable que si elle peut être fabriquée, et il incombe donc à l'ingénieur concepteur de s'assurer que les pièces conçues sont adaptées aux processus de fabrication disponibles. Il est donc juste de dire que la contrainte qui pèse sur le niveau d'innovation est souvent liée aux limites des technologies de fabrication disponibles.

Pourquoi choisir la découpe chimique ?

La découpe chimique possède de nombreux attributs qui peuvent réellement stimuler l'innovation et « repousser les limites » avec l'inclusion de caractéristiques, d'améliorations, de complexité et d'efficacité de produits difficiles, et il est important que les ingénieurs concepteurs exploitent pleinement son potentiel.

Très souvent, la réussite optimale passe par un engagement précoce avec un spécialiste de la découpe chimique. Si l'on souhaite réaliser le véritable potentiel de la découpe chimique, il faut forger un partenariat, et non une relation client-sous-traitant.

Quelles sont donc les principales caractéristiques inhérentes au processus de découpe chimique qui peuvent être exploitées au stade de la conception ?

La découpe chimique peut être appliquée à une vaste gamme de métaux dans une variété d'épaisseurs et de qualités (généralement inférieures à 1,5 mm) dans des formats de feuilles allant jusqu'à 600 x 1500 mm.

Precision Micro stocke plus de 2 000 types de matériaux et peut en outre fournir des matériaux spécialisés sur demande et travailler avec les matériaux des clients au cas par cas.

La précision - un élément clé de toute conception.

Des tolérances de découpe standard de ± 10 % de l'épaisseur du métal sont possibles, avec un minimum de ± 0,025 mm. Avec le développement, une plus grande précision peut être atteinte, ainsi que des caractéristiques de composants à des tailles inférieures au minimum standard.

Les ingénieurs concepteurs doivent également être conscients de l'arête inhérente créée au cours du processus.

Il est possible de contrôler l'arête de la découpe et d'introduire ainsi une série de profils permettant la fabrication d'arêtes tranchantes telles que celles utilisées dans les lames médicales, ou d'ouvertures coniques telles que celles utilisées pour diriger l'écoulement des fluides dans les toiles métallliques de filtration.

La découpe chimique permet non seulement de faire face à des géométries difficiles, mais elle offre également aux ingénieurs concepteurs une énorme flexibilité, facilitant l'ajustement des conceptions jusqu'au point de fabrication grâce à l'utilisation de l'outillage numérique - sur lequel nous reviendrons plus en détail ci-dessous !

Avantages et analyse comparative

La découpe chimique permet de produire des composants plats et sans contrainte par une découpe sélective à travers un masque photosensible. Elle est particulièrement bien adaptée à la fabrication de pièces de précision telles que les grilles et les toiles métalliques, les grilles de connexion, les plaques bipolaires pour piles à combustible et les plaques d'échangeurs de chaleur, les ressorts de précision, les rondelles et les joints, ainsi que les pièces esthétiques telles que les garnitures intérieures d'automobile.

Par rapport aux technologies traditionnelles de fabrication des métaux, elle présente un certain nombre d'avantages inhérents.

• Les métaux adaptés à la découpe peuvent être ferreux ou non ferreux et comprennent les aciers austénitiques et martensitiques, les cuivres, les laitons et les nickels. Les métaux difficiles à usiner, tels que le titane et l'aluminium, peuvent être traités, de même que les alliages à haute température tels que l'Inconel.
• En tant que processus d'usinage sans contact à température ambiante, la découpe chimique permet d'obtenir des pièces à 100 % sans bavure et sans contrainte.
• L'outillage pour la découpe chimique est numérique, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de commencer à découper des moules en acier coûteux et difficiles à adapter. Des grandes quantités de produits peuvent donc être reproduites avec une usure absolument nulle de l'outil, ce qui garantit que la première et la millionième pièce produites sont exactement les mêmes.
• En outre, l'outillage étant numérique, il peut être adapté et modifié très rapidement et à moindre coût, ce qui en fait un outil idéal pour l'ingénieur concepteur, qui peut ainsi peaufiner ses conceptions jusqu'à la onzième heure, mais aussi pour les prototypes et les séries de production en grande quantité.

L'économie et l'adaptabilité de l'outillage pour la découpe chimique sont un stimulant clé pour la liberté de conception, ainsi que la capacité de produire des produits qui peuvent sembler incroyablement compliqués.

Il n'y a pas de barrières à l'entrée avec cette technologie. Le coût de création des prototypes est faible, et des conceptions complexes peuvent être produites en quelques jours, avec des itérations de conception possibles en quelques heures.

Complexité sans le coût

Le plus souvent, lors de l'emboutissage, la complexité des pièces multiplie les coûts, qu'il s'agisse d'applications à faible, moyen ou grand volume. La complexité d'un produit implique la nécessité d'un outil de moulage complexe et un outillage complexe est synonyme d'augmentation des coûts, de risque accru de défaillance de l'outil et d'allongement des délais pour une réalisation satisfaisante.

La découpe chimique n'est pas affectée par le niveau de complexité de l'outil. La complexité de la géométrie de la pièce et donc de l'outillage numérique ne fait aucune différence en termes de coûts ou de délais.

La découpe chimique permet également de produire des détails plus fins que l'emboutissage, et ce avec une dégradation et une déformation minimes, voire inexistantes, du métal traité. Les taux de défaillance sont infimes et, contrairement au processus d'emboutissage, chaque pièce produite est absolument plate, ce qui, dans certaines applications, est absolument vital.

Le « point fort » est la fabrication de pièces complexes en petites et moyennes séries. Pour les très grandes séries, lorsque les frais d'outillage sont justifiables et que les conceptions ne sont pas trop complexes, l'emboutissage représente généralement un processus plus économique.

Conclusion

Les avantages de la découpe chimique sont son faible coût, sa haute rapidité, sa flexibilité, son adaptation à des conceptions complexes et sa capacité à produire des composants sans bavure, dont les propriétés n'ont pas été modifiées par la chaleur ou les contraintes.

Les délais standard pour la technologie de découpe chimique sont d'environ deux semaines ouvrables, et même ce délai peut être raccourci en cas de demande urgente. Pour l'emboutissage, la conception, la construction et la mise au point d'un outil peuvent prendre des mois.

Mais ce qui est peut-être le plus important, ce sont les possibilités d'innovation qui s'offrent aux ingénieurs concepteurs grâce à cette technologie de traitement des métaux polyvalente et rentable.