Comment fonctionne la découpe de métal automobile

Le grand artiste Michel-Ange aurait dit: «Chaque bloc de pierre a une statue à l'intérieur et c'est la tâche du sculpteur de la découvrir».

C'est bien si vous sculptez du marbre avec un ciseau, mais que faire si le chef-d'œuvre sur lequel vous travaillez est une voiture? Ou une usine pleine de voitures, toutes construites principalement en acier?

L'acier est incroyablement résistant, mais il est suffisamment léger pour être utilisé comme l'un des principaux matériaux de la fabrication automobile. Mais avec une substance si dure, comment la découper en d'innombrables formes complexes qui se réunissent pour former une automobile en état de marche?

Il y a en fait plusieurs étapes pour créer une carrosserie ou un châssis automobile fini - l'installation de pièces telles que des portes, des capots et des sous-ensembles de châssis. Cet article se concentrera sur une seule de ces étapes: couper le métal avant qu'il ne soit fini et attaché à une voiture.

Les outils et techniques de coupe décrits dans les pages suivantes sont utilisés par les fournisseurs de l'industrie automobile ainsi que par les ateliers de fabrication indépendants. Souvent, au lieu d'un artisan coupant le métal à la main, les pièces brutes sont placées sur ou à l'intérieur d'une machine informatisée qui peut couper et façonner la pièce à des mesures précises. En fait, vous découvrirez que les ordinateurs sont appliqués à tout, de la découpe de panneaux de carrosserie métalliques à l'usinage de pièces de châssis et de moteurs..

Continuez à lire pour en savoir plus sur les technologies de coupe de métal qui aident l'industrie de la fabrication automobile.

La découpe de métal automobile utilise bon nombre des mêmes techniques et technologies que la découpe de métal pour d'autres industries de fabrication, comme la construction navale.

Pour les petits travaux à faible volume qui ne nécessitent pas une précision ultra-précise - par exemple, le type de coupe de métal effectué dans le garage d'un passionné d'automobile - l'outil pourrait être aussi simple que des cisailles à main.

Mais pour les travaux à volume plus élevé, ou pour ceux de la construction automobile qui nécessitent des coupes très précises, l'équipement se complique. Par exemple, les lasers contrôlés par ordinateur, les coupeurs plasma et les jets d'eau sont couramment utilisés pour un certain nombre de raisons:

• Ils peuvent couper rapidement beaucoup de matière.
• Des contrôles informatisés garantissent qu'il y a peu d'erreurs.
• La plus grande précision permet de réduire les déchets et, par conséquent, les coûts.

Dans l'industrie de la fabrication automobile hautement concurrentielle, les fournisseurs de composants automobiles sont toujours à la recherche d'outils qui peuvent économiser du travail sans sacrifier la qualité..

Voici quelques instantanés du fonctionnement des outils de coupe de précision lourds:

Lasers: Les lasers fonctionnent bien pour couper des tôles d'acier jusqu'à 1/2 pouce (1,27 cm) d'épaisseur et de l'aluminium jusqu'à 1/3 pouce (0,9 cm) d'épaisseur. Les lasers sont plus efficaces sur des matériaux exempts d'impuretés et d'incohérences. Des matériaux de qualité inférieure peuvent entraîner des coupes irrégulières ou des éclaboussures de métal fondu sur la lentille laser.

Plasma: Le plasma souffle un flux de gaz ionisé devant une électrode chargée négativement à l'intérieur de la buse de la torche. Le métal à couper, quant à lui, est chargé positivement. Lorsque le gaz entre en contact avec le métal, il crée une zone surchauffée entre 20 000 et 50 000 degrés Fahrenheit (11 093 et ​​27 760 degrés Celsius) qui tranche le métal [source: Rupenthal et Burnham].

Pour que les voitures aient l'air et fonctionnent le mieux possible, leurs pièces métalliques doivent être coupées dans des bandes de précision très étroites appelées tolérances. Pour connaître les avancées qui améliorent cette précision, passez à la page suivante.

La fabrication automobile est un jeu d'amélioration constant - les acheteurs de voitures attendent plus de raffinement, de performances et de sécurité des véhicules plus récents, mais ils ne veulent généralement pas payer beaucoup plus pour eux. Pour rendre les véhicules structurellement plus solides, construits plus précisément et toujours abordables, il faut adopter des avancées technologiques telles que celles décrites ci-dessous:

EDM: L'usinage par décharge électrique par fil, ou EDM, coupe les métaux en produisant une puissante étincelle électrique. Une électrode chargée négativement en molybdène ou en laiton zingué libère une étincelle lorsqu'elle se trouve à proximité immédiate de la pièce métallique chargée positivement. L'avantage de cette méthode: elle peut atteindre une précision de 1/10 000e de pouce. C'est 10 fois plus étroit que la largeur d'un cheveu humain! [source: Ley]

L'EDM présente cependant certains inconvénients. D'une part, cela ne fonctionne que sur des matériaux électriquement conducteurs. D'autre part, c'est assez lent - jusqu'à 10 fois plus lent que notre prochaine technologie [source: Rupenthal et Burnham].

Jets d'eau: Considérez les jets d'eau comme un papier de verre liquide à haute pression. Les jets d'eau utilisent un processus appelé «érosion supersonique froide» pour éliminer le matériau avec de l'eau et un certain type d'additif granulaire, appelé abrasif. Cette combinaison permet aux jets d'eau de couper à travers les métaux jusqu'à 10 pouces (25,4 centimètres) d'épaisseur, et avec un degré élevé de précision [source: KMT Waterjet Systems].

Cet outil de coupe de métal a été très médiatisé par le passionné de voitures Jay Leno et le magasin de personnalisation de voitures de célébrités West Coast Customs. Il est relativement facile à utiliser et peut couper à travers de nombreux matériaux différents en plus des métaux.

Pour plus d'informations sur la découpe de métaux automobiles et d'autres sujets connexes, suivez les liens sur la page suivante.

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Sources

• Caché, Steve. "Utilisation d'un coupeur plasma portatif." Le Fabricator.com. 30 mai 2001. (5 déc. 2009) http://www.thefabricator.com/plasmacutting/PlasmaCutting_Article.cfm?ID=16
• Systèmes à jet d'eau KMT. «Découpe automobile à l'aide des systèmes à jet d'eau KMT». (5 décembre 2009) http://www.kmtwaterjet.com/automotive.aspx
• Ley, Brian. "Diamètre d'un cheveu humain." Le cahier d'information sur la physique. 1999. (7 décembre 2009) http://hypertextbook.com/facts/1999/BrianLey.shtml
• Olsen, Dr. John H. "La nouvelle technologie d'entraînement linéaire améliore la précision du jet d'eau et réduit les coûts." Le Fabricator.com. (5 décembre 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=2366
• Ruppenthal, Michael et Burnham, Chip. "Explorer des méthodes de découpe complémentaires: comparer les capacités de la technologie laser, plasma, EDM à la technologie jet d'eau." Le Fabricator.com. 4 septembre 2001 (4 décembre 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=394
• Bureau du recensement des États-Unis. «Fabrication de machines-outils (types de coupe de métal): 2002». 18 janvier 2005. (6 décembre 2009) http://www.census.gov/prod/ec02/ec0231i333512.pdf