Pliage : méthodes de pliage, retour élastique, types de plieuses

Le pliage est une opération de formage à froid de tôles planes par déformation permanente. Pour cela, il faut tout d’abord placer la tôle sur une matrice (ou vé), appuyée contre des butées réglées auparavant, puis on applique une force sur une partie de la tôle grâce à un poinçon (ou contre-vé). L’effort nécessaire à l’obtention du pli dépend de la limite élastique du métal, de l’épaisseur de la tôle, et de la longueur et de la direction du pli.

Il existe plusieurs méthodes de pliage : le pliage en V, le pliage par encastrement, le pliage par cambrage en U, le pliage en l’air et le pliage en frappe.

• Pliage en V

Le pliage est effectué dans une matrice en forme de V.

On distingue 2 sortes de pliage en V :

Le pliage en frappe
Le pliage en frappe (ou fond de matrice) : Cette méthode s’applique uniquement sur des tôles d’une épaisseur de 2 mm maximum, et nécessite l’usage d’une presse plieuse. Avec ce procédé, l’angle de la matrice et du poinçon correspond à l’angle de pliage, puisque la tôle atteint le fond du vé. En effet, le poinçon effectue d’abord un pliage en l'air, puis avec un effort supplémentaire,il pousse la tôle au fond de la matrice pour que la tôle en prenne la forme exacte. Cette méthode demande à la machine une force de pliage jusqu’ à 5 fois plus importante que pour le pliage en l’air qui  est réservé aux tôles fines (moins de 3mm) et minimise le retour élastique du métal. L’effort du poinçon augmente en fin de pliage.

Le pliage en l'air
le poinçonn est enfoncé dans la matrice jusqu'à obtenir l'angle de pliage souhaité.
 

• Pliage par encastrement

Le pliage par encastrement est moins répandu. Il s’effectue avec une plieuse universelle ou à sommier. La tôle est serrée entre le sommier presseur et la table de pliage, puis on remonte le tablier, qui entraînera la tôle dans sa course et la pliera.

• Pliage par cambrage en U

Le pliage par cambrage s’apparente à de l’emboutissage. La matrice est creusée selon la forme voulue, et le poinçon pousse la tôle à l’intérieur de ce « moule ».
 

Le retour élastique

La tôle est dite élastique (de manière variable), ce qui signifie qu’elle va plus ou moins reprendre sa forme initiale après déformation.

Lors du pliage en l’air, il faut tenir compte de ce retour élastique, en diminuant l’angle du poinçon. En effet, l’angle terminal est égal à l’angle du vé + le retour élastique. De plus, il faut faire attention au sens de laminage des tôles, puisque le retour élastique est plus grand si l’on plie perpendiculairement au sens de laminage.

Pour une précision optimale, il est indispensable de connaître l’angle de retour élastique de la tôle que l’on s’apprête à former. Il est obtenu soit en faisant des essais, soit en utilisant un abaque, soit par calcul.
 

L’écrouissage du métal
L’écrouissage du métal est le résultat de la déformation plastique : en tordant ou tirant sur une pièce métallique à froid, l’endroit où s’est faite la déformation se durcit. Il est donc difficile de revenir exactement à la forme première.

Après déformation plastique, les aciers alliés deviendront plus résistants (jusqu’à un certain point, le seuil de rupture), alors que les aciers peu alliés seront moins résistants. Bien entendu, l’écrouissage ne convient qu’aux matériaux ductiles, puisque les métaux fragiles se cassent.

Les pièces ayant subi déformation plastique peuvent être recuites afin de leur permettre de retrouver leurs caractéristiques métallurgiques, et ainsi être embouties ou pliée par exemple (recuit de cristallisation). Le recuit consiste à atteindre petit à petit des températures de 500°C à 850°C, puis refroidir. Cela se fait souvent sous atmosphère protectrice afin d'éviter l'oxydation des produits par l'air. La vitesse de chauffe et de refroidissement influera sur la taille des grains : plus le processus est rapide, plus les grains seront petits.
 

Il existe de nombreuses sortes de plieuses : les plieuses simples, les plieuses universelles, les presses plieuses…

• Plieuses Simples: Ce type de plieuses à tendance à disparaitre. L'axe de rotation du tablier-plieur est fixe ou mobile, dans les 2 cas, il est toujours situé dans le plan horizontal de la table.
• Plieuses Universelles : Ces presses peuvent plier des longueurs jusque 3m et des épaisseurs de 5.6mm maximum. Elles sont appréciées pour les pliages « spéciaux », comme le pliage de tubes ou profilés (d’un diamètre limité) car on peut y adapter n’importe quel montage.
• Presses Plieuses : Une presse plieuse permet de plier des épaisseurs allant de1 à plus de 20mm. Les tôles sont placées sur une matrice (généralement, la matrice inférieure est fixe) maintenues par des butées arrière correctement réglées. L'opérateur fait ensuite descendre le poinçon (placé sur le coulisseau)et va, grâce à une force, plier la tôle jusqu'au degré choisi. Les presses plieuses peuvent être mécaniques (le déplacement du coulisseau est actionné par un système bielle-manivelle) ou hydrauliques (le coulisseau se déplace grâce à un ou plusieurs vérins hydrauliques).

Les presses plieuses mécaniques ne font que du pliage, alors que celles à entraînement hydrauliques ont de nombreux usages (rivetage, poinçonnage etc.) Sinon, elles peuvent être associées à une commande numérique pour assister l’opérateur dans sa tâche. La CNC pourra gérer la position des butées, les vitesses de frappe, la course de l’outil etc.