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Optimiser les découpes laser

Il y a une technique de découpe incontournable dès que l'on parle de tôlerie : il s'agit bien sûr de la découpe laser. Très connue pour les tôles à plat, cette technique existe aussi pour des pièces en volume, en règle générale des tubes, et s'appelle le "laser tube".

Le laser tube, de premier abord, peut paraitre être une technologie onéreuse à mettre en oeuvre... C'est une mauvaise idée reçue.
En effet, cette technique apporte des gains importants qui contrecarrent le prix élevé de la découpe pure :

Bien utilisées, les technologies de découpe laser tube et laser tôle permettent de grands gains en productivité. Associées à un bon monteur soudeur qui sait prendre le temps de bien brider ses pièces, elles permettent de réaliser des châssis mécanosoudés précis, rigides, et faciles à monter.

Amis dessinateurs, il faut user et abuser de ces techniques!

Au fil de cet article, nous allons donner quelques exemples de pièces réalisées de manière "traditionnelle", et de manière "optimisée" en utilisant au mieux les capacités de découpe laser. Tous ces éléments composent le châssis mécanosoudé ci-dessous :

Châssis complet

Exemple 1 : les pattes soudées

Pour positionner un axe avec un dégagement par exemple, comme sur l'image ci-dessous, il est coutumier de réaliser deux pattes puis de les souder au tube.
Cette conception pose plusieurs problèmes : des pièces supplémentaires, du temps de soudure, et un positionnement relatif des deux pattes compliqué.
L'utilisation du laser tube pour ce type d'application prend tout son sens!

Ex 1 : pattes soudées

Exemple 2 : soudure d'un écrou

Les tubes sont fins, et donc bien souvent trop fins pour tarauder. Une solution souvent utilisée est la soudure d'un écrou 6 pans sur le tube, or cette verrue peut parfois être gênante!
Grâce au laser tube, on va pouvoir faire une découpe héxagonale sur une face du tube pour ensuite sertir un insert affleurant taraudé. A noter, la même technique peut-être utilisée sur des tôles plates.

Ex 2 : soudure écrou

Exemple 3 : soudure d'une oreille

Lorsque nous avons besoin de souder une oreille de levage sur un tube (ou une petite pièce de tôle en général), une utilisation intelligente du laser tube consiste à réaliser une rainure pour positionner la tôle à souder. Il est également possible de réaliser une liaison tenon/mortaise, nous le verrons sur un prochaine exemple.
Un jeu de 0,2mm est à prévoir sur la rainure pour assurer le montage (prévoir plus sur des fortes épaisseurs).

Ex 3 : soudure oreille

Pour le même type d'assemblage, si l'oreille doit être fixée dans l'autre sens et que l'on a un besoin de rigidité important, il est également possible d'avoir une ouverture sur les deux faces du tube. La pièce de tôle, à ce moment, est traversante et est soudée des deux cotés.

Ex 3-2 : soudure oreille traversante

Exemple 4 : couple d'onglets

Pour assembler deux tubes en extrémité, en général nous avons deux possibilités : la soudure en bout, qui laisse l'intérieur d'un tube visible, ou bien la couple d'onglets (découpe des deux tubes à 45° puis soudure) afin d'avoir un résultat plus propre et plus rigide.
Grâce aux capacités du laser tube, il y a une troisième option : intégrer une encoche droite dans une coupe d'onglets. Pourquoi? Car cela va grandement faciliter l'assemblage avant soudure! De plus, en modifiant légèrement les tailles et formes d'encoches, un système de détrompage pourra être mis en place afin d'éviter les erreurs d'assemblage...

Ex 4 : coupe d'onglets

Exemple 5 : liaison tenon/mortaise

La précision de la découpe au laser permet également de réaliser des liaisons tenons/mortaises pour assemblage avant soudure. Il y a deux grands intérêts à cette méthode : déjà, elle facilite la mise en position des pièces avant soudure; ensuite, elle limite les déformations à la soudure si la pièce est mal pointée.
Tout comme les rainures précédemment, un jeu de 0,2mm est suffisant sur les ouvertures de la grande face. Attention cependant aux retours pliés, il vaut mieux laisser des tolérances un peu plus larges pour compenser les éventuels défauts au pliage.

Ex 5 : tenon mortaise

La liaison tenon/mortaise ne se limite pas à l'assemblage d'une tôle sur un tube, elle peut également être utilisée pour positionner/souder deux tôles ensembles, même avec de la faible épaisseur.

Ex 5-2 : tenon mortaise sur tôle

Exemple 6: positionnement et détrompage

En mécanosoudure, le positionnement de certains éléments avant soudure peut parfois être compliqué, et donc amener à des erreurs et imprécisions... Un exemple typique ci-dessous avec une platine circulaire, qu'il faut positionner correctement d'une part, mais également indexer en rotation.
L'utilisation optimisée des capacités laser ici vont consister à réaliser une empreinte circulaire dans le tube pour la position, plus deux encoches (de taille différente) pour l'indexage.
Sur le même exemple, une rainure est réalisée dans un tube afin de positionner correctement et facilement le second.

Ex 6 : platine circulaire

Article rédigé à partir des travaux de M. François Deherripont, Dessinateur et passionné de tôlerie

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