Limites, avantages et inconvénients

Ayant déjà fait ses preuves des centaines de fois, la fabrication des éprouvettes de traction à l’aide de presses de découpage et de rectifieuses est largement reconnu aujourd’hui.

En particulier, lors du préusinage des tôles (lignes de refendage, lignes de découpe transversale) dans des centres de services sidérurgiques et dans des petites et moyennes entreprises, cette manière efficace de production des éprouvettes est irremplaçable. Si une éprouvette de traction doit être disponible pour des essais en 3 minutes, il n’y a pas d’autres systèmes qui soient plus rapides que la rectifieuse décrite ici.

Pour la préparation des éprouvettes, nous recommandons de découper l’éprouvette de traction sur un outil optimisé pour ce travail (la fabrication des éprouvettes de traction). De la feuille de tôle jusqu’au flan, il ne faudra que quelques 10 secondes, y compris l'insertion et le retrait des plaques (sans compter l’échange des outils – env. 30 secondes).

Ensuite, le flan ou bien une pile d’éprouvettes est inséré dans le porte-éprouvette et rectifié pendant environ 30 à 60 secondes. L’éprouvette peut être contrôlée directement après, sans qu’un traitement supplémentaire
soit nécessaire. La qualité est excellente - aucun autre système n'est encore parvenu à la dépasser.

Pourtant, le système a ses limites:

Aujourd’hui, il est courant de découper des tôles d’une épaisseur d’environ 8 mm. Grâce au développement de nos presses de découpage et de notre rectifieuse PSM2000, même des tôles jusqu’à 12 mm peuvent être découpées et rectifiées. La limite est basée sur le rapport 1,5 : 1 entre la largeur et l'épaisseur des tôles. Grâce à l’utilisation des bandes abrasives spéciales, il est pratiquement exclu que les éprouvettes se réchauffent ou soient endommagées dû à un réchauffement au-dessus de 120° C. Ceci a été attesté par de nombreux essais.  Lors de multiples mesures, une température de 50 – 60°C n’a jamais été dépassée. Il n’est donc ni nécessaire ni utile de procéder à un refroidissement actif du processus de rectification.

Même si vous ne souhaitez pas rectifier mais fraiser les éprouvettes:

Il est quand même utile de découper une éprouvette de traction, car:

  • Il n’est pas nécessaire de précouper un feuillard avec une cisaille-guillotine ou un outil similaire, le flan est empilé de manière compacte, puis inséré en pile dans la fraiseuse
  • Grâce au découpage « proche de la forme finale », la durée d'usinage de la fraiseuse est réduite au minimum, puisqu’il ne reste qu'à travailler la longueur de mesure.

Les combinaisons suivantes d’appareils sont possibles:

  • Une machine de découpage et des outils de découpage pour des éprouvettes de traction + une rectifieuse
    (environ 200 – 300 éprouvettes / jour)
  • Une machine de découpage pour des éprouvettes de traction et une fraiseuse CNC (à partir de 200 éprouvettes / jour) 

On nous demande souvent quelles sont les alternatives pour la préparation des éprouvettes. Voici une liste des méthodes avec des arguments pour et contre:

La découpe au jet d'eau à haute pression (Water-Jet-Cutting)

Avantages

  • L’usinage des tôles dures avec des ténacités élevées de > 1.600 MPa
  • L’usinage des tôles d’une épaisseur de plus de 12 mm

Inconvénients

  • De longues durées d’usinage (des temps d'attente en cas des essais urgents)
  • L’éprouvette doit être réusiner après la fabrication, parce qu'à cause de l’élargissement du jet d’eau une éprouvette conique s'est formée (la section transversale étant conique). Cependant, cet effet peut être compensé par des machines modernes.
  • Pour l’opération de la machine, un personnel qualifié et spécialisé (coûteux) est nécessaire.
  • Il y a des frais importants d'exploitation et d'entretien.

La découpe au rayon laser

Avantages

  • L’usinage des tôles dures avec des ténacités élevées de > 1.600 MPa
  • L’usinage des tôles d’une épaisseur de plus de 12 mm

Inconvénients

  • Des coûts d'investissement très élevés
  • De longues durées d’usinage (des temps d'attente en cas d'essais urgents)
  • L’éprouvette doit être réusiner après la fabrication, puisque l’usinage thermique au laser produit une zone abîmée par la chaleur qui influence fortement les résultats
  • Pour l’opération de la machine, un personnel qualifié et spécialisé est nécessaire
  • Il y a des frais importants d'exploitation et d'entretien

Fraisage conventionnel avec commande manuelle

Avantages

  • Des coûts d'investissement faibles, puisqu’il est possible d’acheter un équipement d’occasion

Inconvénients

  • L’avantage d’un prix d’achat abordable est annulé par les coûts salariaux.
  • une longue durée de fabrication (des temps d’attente en cas d’essais urgents)
  • La fabrication des éprouvettes précises exige un travail supplémentaire.
  • Des frais d'exploitation et d'entretien, l’usure des fraises ...;
  • Un personnel qualifié et spécialisé est nécessaire

 

La fraiseuse à commande CNC

Avantages

  • Une utilisation flexible, aussi pour des différentes formes d’éprouvettes
  • La machine d’outil peut également être utilisée pour d’autres travaux.
  • En cas de fabrication d’un grand nombre d’éprouvettes, l’usinage automatique sans aucun personnel se révèle alors rentable.

Inconvénients

  • Des coûts d’investissement importants
  • Une longue durée de fabrication (des temps d’attente en cas d’essais urgents)
  • Des frais d'exploitation et d'entretien, l’usure des fraises...
  • Un personnel qualifié et spécialisé est nécessaire pour la commande de la machine.

 

La grignoteuse

Avantages

  • Une fabrication rapide des éprouvettes

Inconvénients

  • Des coûts d’investissement très élevés
  • Comme pour le découpage, les arêtes doivent être réusinées.
  • En fonction de l’épaisseur de la tôle, il peut y avoir des vibrations de la tôle
    (pas approprié en cas de différents épaisseurs de tôle)

 

Des presses de découpage, des outils de découpage + une rectifieuse

Avantages

  • Une fabrication très rapide des éprouvettes individuelles – en l'espace de 2 minutes, une éprouvette individuelle est prête pour l’essai (temps d’attente réduit en cas d'essais urgents)
  • Une fabrication bon marché, même pour un grand nombre d’éprouvettes, en très peu de temps (jusqu‘à 500 par opérateur / journée de travail – en fonction de l’épaisseur de l’éprouvette / des travaux complémentaires ou préparatoires)
  • Des éprouvettes de la plus haute qualité avec usinage dans le poli longitudinal (rectifieuse). Dans de nombreux cas, un allongement bien plus élevé est atteint.
  • Des frais d'exploitation faibles
  • Des machines sans entretien (renouvellement d'huile tous les 3 à 5 ans, l’usinage ultérieur de la rectifieuse, l’affûtage des outils de découpage toutes les 20.000 à 100.000 découpes)