Tout ce que vous devez savoir sur le rayon de courbure d’une tôle
Le pliage de tôles métalliques implique beaucoup plus que le simple fait de courber et de cintrer. Un élément important qui a une influence sur la ductilité, la durabilité et l’esthétique d’une tôle métallique : le rayon de courbure. Dans ce blog, nous abordons ce sujet plus en profondeur et nous traitons les questions suivantes :
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Qu’est-ce que le rayon de courbure ?
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Pourquoi le rayon de courbure (minimal) est important ?
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Comment calculer le rayon de courbure minimal ?
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Quels facteurs influencent le rayon de courbure ?
1. Qu’est-ce que le rayon de courbure ?
Dans le cas d’une tôle, le rayon de courbure n’est en fait rien d’autre que la longueur du côté intérieur de l’angle. À partir du point où le pliage commence jusqu’au point où le pliage se termine. Dans l’illustration ci-dessous, vous voyez dessinée une tôle pliée à un angle de 90 degrés (bien entendu, l’angle peut également être supérieur et inférieur). La partie en bleu foncé correspond au rayon de courbure.
Nous appelons rayon interne (ou intérieur) le côté intérieur du pliage. Nous appelons rayon extérieur le côté extérieur du pliage. Au centre de la tôle se trouve une ligne médiane imaginaire, parfois également appelée ligne neutre.
Nous parlons du rayon de courbure ? Dans ce cas, nous entendons en fait toujours le rayon de courbure interne. Celui-ci est le plus stable, car il est formé autour de la pointe du poinçon. Le rayon extérieur, par contre, peut dévier davantage et il n’est pas toujours totalement rond.
2. Pourquoi le rayon de courbure (minimal) est important ?
En réalité, ce n’est pas tant le rayon de courbure qui est important, que le rayon de courbure minimal.
Lorsque vous pliez du métal, vous modifiez la longueur du métal aussi bien au niveau du rayon intérieur que du rayon extérieur. Le rayon intérieur est comprimé (écrasé). Le rayon extérieur est étiré.
Avec ces déformations, le métal peut perdre de la résistance et se fissurer. C’est la raison pour laquelle le rayon de courbure minimal est si important. Il s'agit du rayon intérieur « le plus petit » possible sans que le métal perde en résistance ou se fissure.
3. Comment calculer le rayon de courbure minimal ?
On nous pose régulièrement la question de savoir comment calculer le rayon de courbure minimal. Il existe bien des formules à cet effet, mais il est bon de savoir qu’il existe de nombreux facteurs d’influence sur le rayon de courbure. Avec tous ces facteurs, la formule la plus précise devient particulièrement compliquée et de plus, elle est également sensible aux erreurs.
C’est pourquoi nous avons intégré ceci dans notre logiciel en ligne Sophia®. Sur la base de votre dessin, du type de matériau choisi et de tous les autres facteurs, Sophia® détermine automatiquement si le rayon de courbure que vous avez choisi est réalisable. Si ce n'est pas le cas, vous recevez en quelques secondes seulement un message vous le signifiant.
Notre conseil est d’ailleurs toujours d’utiliser le logiciel ou de consulter des tableaux avec des valeurs exactes, comme ci-dessous :
Rayon interne, cintrage
| Épaisseur de matériau | Acier | Acier inoxydable | Aluminium | Acier résistance la plus élevée |
| 0,8 mm | 1,39 | 1,56 | - | - |
| 1 mm | 1,40 | 1,58 | 1,27 | - |
| 1,25 mm | 1,42 | 1,57 | - | - |
| 1,5 mm | 1,65 | 1,90 | 1,47 | - |
| 2 mm | 1,88 | 2,22 | 1,67 | - |
| 2,5 mm | 2,41 | 2,94 | 2,11 | - |
| 3 mm | 2,75 | 3,75 | 2,50 | - |
| 4 mm | 3,02 | 4,48 | 3,30 | - |
| 5 mm | 3,62 | 7,82 | 4,07 | - |
| 6 mm | 4,62 | 11,91 | 5,34 | - |
| 8 mm | 8,00 | 11,64 | 8,12 | 8,00 |
| 10 mm* | 8,00 | 15,00 | - | 8,23 |
| 12 mm* | 7,83 | - | - | 7,02 |
Rayon interne, aigu
| Épaisseur de matériau | Acier | Acier inoxydable | Aluminium |
| 0,8 mm | 1,41 | 1,72 | - |
| 1 mm | 1,35 | 1,62 | 1,28 |
| 1,25 mm | 1,27 | 1,52 | - |
| 1,5 mm | 1,19 | 1,42 | 1,12 |
| 2 mm | 1,30 | 1,59 | 1,22 |
| 2,5 mm | 1,73 | 2,17 | 1,61 |
| 3 mm | 2,51 | 3,73 | 2,86 |
| 4 mm | 2,24 | 3,28 | 2,48 |
| 5 mm | 2,45 | 5,44 | 2,70 |
| 6 mm | 3,08 | 8,78 | 3,53 |
| 8 mm | 4,74 | - | 4,33 |
*Pour les tôles de 10 mm et 12 mm d'épaisseur, il n'est pas possible d'effectuer des chants sur toute la longueur. Veuillez contacter le service clientèle pour plus d'informations.
Consultez ici toutes nos directives pour les produits qui doivent être pliés.
Vous êtes intéressé(e) par une formule pour calculer le rayon de courbure ? Dans ce cas, nous partageons volontiers la formule suivante, très utilisée (et pourtant simplifiée !) pour calculer le rayon de courbure minimal :
Rayon de courbure minimal = K x t
Le K correspond à une sorte de constante ou facteur qui dépend du type de métal et de l’épaisseur. Ce chiffre peut varier de 0,5 à 2.
Le t correspond à l’épaisseur du métal.
Voici un exemple de calcul, à titre d’illustration.
Supposons que vous voulez plier une tôle d’une épaisseur de 3 mm. La constante pour un acier inoxydable d’une épaisseur de 3 mm, est d’environ 1,25. Vous calculez le rayon de courbure minimal simplement en multipliant la constante (1,25) par l’épaisseur (3 mm). La somme est 1,25 x 3 = 3,75. Vous voulez plier cette tôle inox sans fissures ? Dans ce cas, votre rayon de courbure doit être au minimum de 3,75 mm.
Mais encore une fois, ce chiffre est indicatif. Vous devez tenir compte de cela. La valeur exacte peut être différente, du fait d'autres facteurs qui ont une influence sur le rayon de courbure. C’est pourquoi nous vous conseillons toujours de respecter les directives pour le pliage.
4. Quels facteurs influencent le rayon de courbure ?
Les facteurs suivants peuvent avoir une influence sur le rayon de courbure :
- Épaisseur de matériau
- Angle de flexion
- Rayon de poinçon et largeur du trait de la matrice
- Type de métal et ses propriétés
- Sens de laminage
- Technique utilisée (plier en l’air et former / comprimer)
Ci-dessous, nous expliquons plus en détail chacun de ces facteurs.
Commençons par l’épaisseur de la tôle métallique. Imaginez : vous avez une feuille A4 que vous souhaitez plier. C’est facile non ? Avec une belle ligne de pliage bien droite. Essayez maintenant la même chose avec une pile de 100 feuilles A4. D’un coup, cela devient beaucoup plus difficile. Il est possible de plier l’ensemble plus épais, mais ce n’est pas facile. Et la ligne de pliage n’est pas droite non plus. Avec le métal, cela fonctionne de la même manière. Plus la tôle est épaisse, plus il est difficile de réaliser un faible rayon de courbure sans fissurer le métal. C’est la raison pour laquelle l’épaisseur de la tôle détermine souvent le rayon de courbure minimal.
Le prochain facteur qui a une influence sur le rayon de courbure, c’est l’angle de pliage souhaité. Souvent, des angles sont pliés à 90 degrés. Cependant, l’angle peut également être plus grand ou plus aigu. Ceci a aussi une influence sur le rayon de courbure. Supposons qu’un angle devient plus aigu, le côté étirement doit pouvoir s’étirer encore davantage.
Le rayon de poinçon et la largeur du trait de la matrice influencent également le rayon de courbure. La règle suivante s’applique à ce titre : plus le rayon du poinçon est grand et plus l’ouverture de matrice est grande, plus le rayon intérieur de la pièce est grand.
Nous trouvons ensuite le type de métal et ses propriétés. Chaque type de métal a des propriétés déterminées, en fonction de son alliage. Prenons la dureté et la ténacité. Vous pouvez imaginer que si une pièce est dure, elle se plie moins rapidement. Et si vous essayez néanmoins de la plier avec force, il existe un risque qu’elle se casse plutôt que de plier. Conclusion : le métal qui est utilisé (et en particulier ses propriétés) détermine également le rayon de courbure minimal pour plier sans fissurer.
Pour finir : le sens de laminage du métal. Le métal est souvent transporté en rouleaux (bobines) pour être de nouveau laminé et étiré, une fois sur place. L’étirage permet d’obtenir une structure avec de longues fibres dans le sens du laminage.
Et si nous plions parallèlement à une telle fibre longue ? Dans ce cas, le métal se fissure plus rapidement que lorsque vous pliez justement perpendiculairement à ces fibres. Cela signifie que le rayon de courbure minimal doit être plus grand si vous souhaitez plier parallèlement au sens de laminage, et que le rayon de courbure peut être plus petit si vous effectuez le pliage perpendiculairement au sens de laminage.
Des éléments de tôle découpés peuvent avoir aussi bien des lignes de pliage qui sont parallèles que des lignes qui sont perpendiculaires au sens de laminage. Dans ce cas, les deux pliages sont effectués avec le même outillage et de ce fait, le rayon de courbure minimal de la forme la plus souple (la ligne de pliage qui est parallèle au sens de laminage) est toujours retenu. Même si la ligne de pliage, perpendiculaire au sens de laminage, peut supporter un rayon de courbure plus petit.
NB : Lisez ici comment vous pouvez modifier le sens d’usinage/laminage dans Sophia.
Vous voulez en savoir plus ou vous avez besoin de conseils ?
Pour des informations supplémentaires ou des conseils sur le rayon de courbure, vous pouvez toujours prendre contact avec votre responsable régional des ventes, par l’intermédiaire de service@247tailorsteel.com.