Le roulage ou pliage de tubes, ronds ou rectangulaires (aussi appelés profilés) et des profilés en aluminium se fait grâce à deux techniques de déformation à froid.
- le cintrage
- le roulage
Ces deux techniques de cintrage diffèrent considérablement l’une de l’autre.
Section d’un tube rond en aluminium
Section d’un profilé spécial en aluminium
Cintrage du tube en aluminium avec la déformation à froid
Le cintrage d’un tube ou d’un profilé en aluminium s’effectue par déformation à froid. On l’appelle à froid car il est réalisé à température ambiante, sans usinages précédents de préparation du matériau.
Le cintrage se fait au moyen de l’insertion du tube à l’intérieur de machines cintreuses spéciales, ou bien de calandres, dans le cas du cintrage.
Le cintrage des tubes et des profilés en aluminium par déformation à froid se fait surtout avec des machines cintreuses CNC à contrôle digital.
Ces machines garantissent la précision maximale du cintrage et une plus grande efficacité du processus de production
Roulage du tube en aluminium
L’autre technique de pliage des tubes et profilés en aluminium que l’on obtient toujours par déformation à froid est le roulage.
Le roulage permet d’obtenir des rayons de cintrage du tube en aluminium nettement plus amples par rapport au cintrage traditionnel. En outre, le roulage des tubes et des profilés en aluminium offre aussi d’autres avantages:
- il est possible d’obtenir plus d’un rayon de cintrage sur une seule section du tube
- il est possible d’obtenir des profilés avec un rayon de cintrage variable
Utilisations industrielles du tube en aluminium cintré
Le tube en aluminium, avec le tube en acier et en acier inoxydable est un des alliages les plus utilisés dans le monde de la déformation à froid et trouve de nombreuses utilisations industrielles. Les caractéristiques principales pour lesquelles on préfère les tubes cintrés en aluminium sont :
- Souplesse
- Légèreté
- Résistance à l’oxydation
- Aspect esthétique
Une particularité importante du tube en aluminium est sa capacité de distribuer la chaleur, supérieure à celle du tube en cuivre.
Pour cette raison, le profilé en aluminium est souvent utilisé pour la construction des systèmes d’éclairage à led, à cause de leur capacité de produire des températures très élevées.
A cause de ces caractéristiques, les tubes en aluminium sont utilisés dans la construction de produits où la légèreté du poids et l’aspect esthétiques sont particulièrement importants, comme par exemple :
- Lampes
- Châssis
- Sièges
- Rampes
- Meubles
- Signalisation
- Bicyclettes, motos, automobiles
Avant d’appliquer une technique de cintrage du profilé en aluminium déterminée pour réaliser un des produits cités plus haut, il est toujours nécessaire de faire une analyse pour déterminer la faisabilité du cintrage du tube.
Les produits réalisés avec des tubes en aluminium cintrés sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels, parmi lesquels :
- Industrie des transports
- Construction
- Construction de machines
- Ameublement
- Industrie automobile
- Nautisme
Caractéristiques des tubes et des profilés en aluminium
L’aluminium est un métal souple, couleur argent qui est principalement extrait de minerais de bauxite
La couleur argentée du tube en aluminium est due à l’oxyde qui se crée sur la surface quand il est exposé à l’air. Cette particularité empêche à l’oxygène d’entrer en contact avec l’aluminium sous-jacent et le rend idéal contre la corrosion.
L’aluminium qui sert pour former les tubes, tuyaux et les profilés qui sont ensuite cintrés ou roulés, est défini alliage métallique car obtenu de la fusion, en pourcentages plus ou moins élevés de différents métaux, parmi lesquels nous trouvons :
- Aluminium
- Cuivre
- Zinc
- Manganèse
- Silicium
- Magnésium
La température de fusion de l’aluminium tourne autour des 660°C. La composition de l’alliage dont est fait le tube en aluminium en détermine :
- la résistance mécanique
- la ductilité
- la résistance à la corrosion
Comme nous le verrons ensuite, l’alliage du profilé en aluminium n’est pas un aspect secondaire: le choix de l’alliage a en effet une influence sur la maniabilité et concourt à la destination d’usage et du domaine d’utilisation du tube ou du profilé en aluminium cintré.
Par exemple, si le composant d’un alliage d’aluminium est le cuivre, le profilé aura une bonne résistance mécanique et soudabilité, mais une résistance inférieure à la corrosion par rapport aux alliages d’aluminium dans lesquels les composants sont le magnésium et le silicium.
Il est possible de cintrer des tubes ronds mais aussi tubulaires rectangulaires et des profilés en aluminium. Le choix de la forme du tube – cintré, rond, carré ou rectangulaire – dépend souvent de raisons esthétiques ou conceptuelles.
Pourquoi choisir le tube en aluminium cintré
Les caractéristiques qui peuvent déterminer le choix du tube ou du profilé cintré en aluminium, au lieu d’un autre alliage métallique, comme par exemple le tube en acier, peuvent être nombreuses :
- Allongement
- Charge d’élasticité
- Résistance à la traction
- Dureté
- Ténacité
- Souplesse
- Trempabilité
- Esthétique
- Poids
Les tubes en acier et en acier inoxydable cintré sont surtout utilisés pour la construction de produits et de machines où sont fondamentales une bonne résistance à la rupture et aux sollicitations, comme par exemple dans les machines agricoles.
Les profilés et les tuyaux en aluminium cintrés sont au contraire utilisés quand la légèreté et l’aspect esthétique sont importants, comme dans le cas du châssis des bicyclettes.
Les usinages du tube en aluminium cintré
Les usinages qui sont effectués sur les tubes et sur les profilés en aluminium ne se limitent pas à au cintrage et au roulage. Il faut toutefois distinguer entre deux types d’usinages des tubes en aluminium :
- retournements avant le pliage du tube en aluminium
- retournement après le pliage
Par exemple, les traitements au laser tube peuvent être effectués uniquement avant le cintrage du tube et surtout à condition qu’ils ne soient pas effectués trop près de la zone de déformation du tube.
La plupart des usinages du tube effectués avant le cintrage, réalisés avec le tube laser sont :
- Trous
- Trous évasés
- Trous oblongs (fentes)
- Coupes inclinées
- Coupes sur l’épaisseur
- Marquages
Les usinages qui au contraire sont typiquement réalisés sur les profilés métalliques déjà cintrés sont :
- Filetage sur les trous
- Découpages
- Fraisages
- Aplatissements
- Usinages à proximité de la zone où il faut plier le tube en aluminium
Importance de l’alliage dans l’usinage des profilés en aluminium
L’alliage d’aluminium détermine certaines caractéristiques importantes des profilés et des tuyaux en aluminium. Le type d’alliage a aussi une influence sur la maniabilité des profilés en aluminium, y compris son pliage et son cintrage. En particulier, l’alliage d’aluminium est déterminant pour définir :
- la résistance mécanique du tube
- sa résistance à la corrosion
- sa conductibilité électrique
- sa conductibilité thermique
Voici les 9 alliages d’aluminium dont sont composés les tubes et les profilés spéciaux d’aluminium roulés et cintrés et les principaux secteurs industriels où ils sont utilisés :
SÉRIE 1000
COMPOSANT PRINCIPAL
–
Pas un alliage mais de l’aluminium avec différents degrés de pureté.
Basse résistance mécanique, grande résistance à la corrosion, hautes conductibilité électrique et thermique.
SECTEURS D’APPLICATION
Profils pour échangeurs de chaleur, condensateurs électriques, emballage, signalisation, secteur alimentaire
SÉRIE 2000
COMPOSANT PRINCIPAL
CUIVRE (Al-Cu)
Les tubes d’aluminium de cet alliage ont une faible résistance à la corrosion et une résistance mécanique élevée
SECTEURS D’APPLICATION
Profils cintrés pour l’aéronautique militaire, moulage de plastiques, outils de précision
SÉRIE 3000
COMPOSANT PRINCIPAL
MANGANÈSE (Al-Mn)
Les tubes d’aluminium de la série 3000 présentent une haute résistance mécanique, une faible ductilité et une résistance discrète à la corrosion
SECTEURS D’APPLICATION
Tubes en aluminium utilisés pour la fabrication d’électroménagers et de moyens de transport
SÉRIE 4000
COMPOSANT PRINCIPAL
SILICIUM (Al-Si)
Ces profilés en aluminium ont une dilatation thermique réduite mais résistent bien à l’usure
SECTEURS D’APPLICATION
Soudure
SÉRIE 5000
COMPOSANT PRINCIPAL
MAGNÉSIUM (Al-Mg)
Le tube en aluminium de cet alliage est très ductile et adapté à différents usinages. Il a une haute résistance à la corrosion et une bonne soudabilité
SECTEURS D’APPLICATION
Composants de navires et embarcations, carrosserie d’automobile
SÉRIE 6000
COMPOSANT PRINCIPAL
MAGNÉSIUM ET SILICIUM (Al-Mg-Si)
Les tubes de cet alliage d’aluminium subissent un traitement particulier de traitement thermique et ont des caractéristiques mécaniques intermédiaires. Ils ont une bonne résistance à la corrosion et à la soudabilité à cette série appartient l’alliage d’aluminium 6060, le plus adapté au cintrage du tube
SECTEURS D’APPLICATION
Ameublement, secteur naval, châssis, aménagement urbain, aménagement de trains, bus, métros, profilés en aluminium cintrés utilisés pour la production de lampes. Ils sont aussi utilisés dans le secteur automobile
SÉRIE 7000
COMPOSANT PRINCIPAL
ZINC (Zn)
La présence de zinc dans cet alliage, obtenue par un traitement thermique, en augmente la résistance et la dureté en développant en outre des caractéristiques mécaniques plus élevées par rapport aux autres alliages d’aluminium
SECTEURS D’APPLICATION
Tubes en aluminium cintrés utilisés pour la production de châssis de motos et de bicyclettes ou autres moyens de transport.
SÉRIE 8000
COMPOSANT PRINCIPAL
ALLIAGES MIXTES
Ils présentent une densité mineure mais avec une résistance mécanique majeure. Les tubes en aluminium d’alliages mixtes sont robustes aussi à de basses températures.
SECTEURS D’APPLICATION
Les tuyaux cintrés de cet alliage d’aluminium sont surtout utilisés dans le secteur aérospatial.
SERIE 9000
COMPOSANT PRINCIPAL
–
Série d’alliages expérimentaux
SECTEURS D’APPLICATION
–
Traitements et finitions du tube en aluminium cintré
Certains usinages du tube en aluminium, il s’agit surtout de finitions et de traitements spécifiques, peuvent être réalisés uniquement après le cintrage.
Le motif est que l’équipement utilisé pour le pliage des tubes peut laisser des imperfections qui en compromettrait l’esthétique et la fonction finale.
Les plus importants traitements du tube en aluminium cintré sont :
- Polissage – appelé aussi brossage, c’est un travail de nettoyage mécanique qui peut se faire grâce à l’utilisation de papier abrasif ou de brosses appropriées.
- Anodisation – Les tubes et profilés en aluminium anodisé ont une plus grande résistance aux éraflures dues à l’usure
- Blutage – Travail qui sert à nettoyer l’aluminium des résidus de métal dérivant des travaux précédents.
Notes sur le cintrage des tubes, tuyaux et profilés en aluminium avec la déformation à froid
Tubes, profilés et tuyaux cintrés en aluminium sont très employés dans l’industrie. Contrairement aux autres alliages métalliques comme l’acier, le cintrage se fait exclusivement à travers la déformation à froid.
Les tubes cintrés en aluminium sont surtout utilisés pour leur légèreté et pour leur aspect esthétique.
Pour cette raison, le châssis des automobiles, motos et bicyclettes est souvent réalisé en aluminium, ou bien en titane, plus coûteux.
Le cintrage n’est pas le seul usinage auquel sont soumis les tubes cintrés en aluminium. L’utilisation industrielle du tube en aluminium exige en effet d’autres travaux, comme le soudage, la découpe au laser ou l’anodisation, qui sert à conférer au tube des caractéristiques spécifiques. Il est fondamental de choisir l’alliage d’aluminium correct de la même manière que sa destination d’utilisation.
