Ebavurage et brossage des pièces en métal : quelles solutions ?

Dans un atelier tôlerie, les opérations d’ébavurage et de finition, après la découpe des pièces, sont des étapes souvent nécessaires autant pour des raisons techniques qu’esthétiques. Les ébavureuses et machines de brossage permettent de réaliser de manière industrielle cette étape de parachèvement.Et pourtant, l’ébavurage et/ou le travail de finition des pièces est encore souvent réalisé manuellement, avec des moyens techniques très rudimentaires, comme une disqueuse et une ponceuse. Le contraste avec les machines utilisées en amont pour la découpe des pièces est saisissant puisqu’il s’agit bien souvent d’équipements performants et automatisés (machines de découpe laser, oxycoupeuses, machines plasma, poinçonneuses, combinés cisailles-poinçonnage, etc.).

A travers cet article, Metal-Interface vous propose un petit tour d’horizon de l’ébavurage et quelques pistes pour l’inscrire dans une démarche industrielle. Un remerciement particulier à Didier Finkler, responsable commercial de Lissmac, société spécialisée dans la conception, la fabrication et l’installation d’ébavureuses, qui a accepté de répondre à nos questions.
 

1) La découpe thermique (laser, oxycoupage et plasma) peut entraîner des petites bavures et scories, c’est-à-dire des petites ‘gouttelettes’ qui se déposent sur la tôle après la phase de combustion. Cette ’pollution’ apparaît essentiellement au-dessous de la tôle, à savoir à l’inverse de la découpe.
La découpe mécanique, poinçonnage et cisaillage, entraine également des défauts, notamment des petits ‘picots’ à l’emplacement, par exemple, du chevauchement entre deux outils et des bavures fines liées à l’arrachement.

2) Les arêtes des angles extérieurs et intérieurs d’une pièce sont souvent vives et coupantes.

3) Suivant les technologies et gaz utilisés, notamment l’oxygène, des dépôts de calamine peuvent venir polluer les champs des pièces dans la phase de découpe.

4) La phase de découpe et la manipulation des pièces peuvent dégrader la finition de la matière (comme de fines rayures par exemple).
 

L’ébavurage et le brossage des pièces peuvent poursuivre plusieurs objectifs :

1) Des pièces exploitables en aval
Une pièce exempte de bavures, scories et picots permet d’assurer la fiabilité du reste du processus de production. Ainsi par exemple en pliage, une surépaisseur (bavure par exemple) à l’endroit de la butée peut entraîner un défaut de pliage et/ou de précision et abîmer les lames.
 

Une autre situation concerne les pièces avant la phase de peinture : arrondir les contours des découpes intérieures et extérieures est nécessaire dès que les pièces sont ensuite peintes. En effet, une arête vive ne permet pas d’avoir l’accroche nécessaire à la bonne tenue du traitement de la peinture. Un léger arrondi des contours garanti une meilleure application de la peinture liquide ou par poudre époxy et garantit une bonne protection de la pièce.

Enfin, le nettoyage de la pièce est également un aspect essentiel pour fiabiliser la production, notamment pour assurer une bonne tenue de la peinture et une meilleure qualité de soudure. L’ébavurage permet de rendre une pièce exempte de salissure nuisible (gras, huile, poussière, etc.).

2) Sécuriser la prise en main des pièces
Les opérateurs sont amenés à manipuler les pièces tout au long du cycle de fabrication. Les défauts sur la pièce (arêtes vives, salissures, bavures, scories, etc.) peuvent amener à se blesser. L’étape de parachèvement de la pièce découpée contribue à la sécurité de l’opérateur dans l’atelier.

3) Rendre les pièces conformes aux normes, aux exigences de qualité et de finition
 

L’ébavurage d’une pièce apporte une valeur ajoutée au produit, tout en fiabilisant sa production. En l’industrialisant au moyen d’une ébavureuse, la qualité de finition en est améliorée. En effet, le mouvement régulier permis pas l’ébavureuse n’est pas reproductible manuellement par un opérateur. D’autre part, certaines opérations ne peuvent être réalisées manuellement, comme par exemple l’arrondi régulier et maîtrisé des arêtes d’une ouverture intérieure.

Enfin, l’opérateur gagne en confort de travail. Le ponçage manuel est une opération très traumatisante pour le corps de l’opérateur, qui peut être ainsi évitée avec une ébavureuse. C’est un aspect qui a toute sa place dans une stratégie globale de réduction des troubles musculosquelettiques (TMS) dans l’entreprise.
 

La finition souhaitée et les contraintes liées à la résistance des matériaux pourront orienter vers l’une ou l’autre technologie de brossage.
 

-> Brossage directionnel avec un ‘fil’ linéaire
Sur ce système, une bande abrasive est montée sur un rouleau qui traite la pièce. Plusieurs passes avec des abrasifs de plus en plus fins sont parfois nécessaires pour obtenir la finition souhaitée.

-> Brossage non directionnel
Dans ce cas, de fines lamelles sont montées sur des rotors qui tournent avec un mouvement  rotatif, ou des brosses boisseau à rotation orbitale.

-> Traitement par arrosage
Les pièces sont ici arrosées d’eau lors du processus afin :

• d’obtenir un aspect plus soyeux et une finition améliorée,
• de limiter l’échauffement de la matière et ainsi éviter une déformation de la pièce et un changement des caractéristiques mécaniques du métal.
• traiter plusieurs alliages en même temps ou successivement tout en évitant leur contamination.

-> Tribofinition, aussi appelée tonneau d’ébavurage
La spécificité de cette technologie est que le tonneau d’ébavurage contient notamment des abrasifs. La pièce est déposée et ébavurée grâce aux mouvements des médias sur la pièce. C’est une solution particulièrement intéressante pour les petites pièces en forte épaisseur.

Après ce tour d’horizon sur les différents types d’ébavureuses et les situations industrielles où leur usage est un atout différentiant, nous terminons cet article par une proposition de critères à prendre en compte afin de réaliser un audit structuré.
 

1) Dans un premier temps, identifier le résultat attendu pour chaque typologie de pièce. Quel niveau de finition est souhaité après un premier passage ?
La rugosité d’une pièce peut être indiquée en utilisant son RA (moyenne arithmétique), c’est-à-dire la différence entre le ‘pic haut’ et ‘pic bas’ du brossage, ou le RZ (rugosité maximal), c’est-à-dire la hauteur du ‘pic’ le plus haut.

Peuvent venir s’ajouter des aspects visuels et des normes, comme par exemple la norme NF EN 1090-2  qui stipule que les opérations de coupage et de perçage ne doivent pas présenter  d'irrégularité importante ni de scorie.

2) Est-ce que les pièces doivent être traitées des 2 côtés, et éventuellement nécessiter l’investissement dans une machine d’ébavurage ‘double face’ et donc plus productive ?

3) Un ébavurage sous arrosage est-il nécessaire, soit pour des raisons de finition (aspect soyeux), soit pour éviter une modification des caractéristiques techniques de la matière et/ou une déformation de la pièce ?

4) Quels sont les dimensions des pièces ?
La tenue des pièces lors de l’ébavurage peut être problématique. Des solutions techniques existent qu’il est utile d’explorer : tapis magnétique, table aspirante, tapis spécial très collant, tonneau d’ébavurage, etc.


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