Comprendre la fabrication de boitiers électroniques en tôlerie
Dans un module électronique, le coût de fabrication du boitier ne compte que pour environ 5% du coût de fabrication total, par contre c’est la seule partie qui sera visible par l’utilisateur, son impact est donc important pour un bon rendu qualitatif du produit.
En complément de l’aspect cosmétique, le boitier permet également la protection des cartes électroniques internes et doit être étudié pour permettre la circulation et l’évacuation de la chaleur pour éviter les risques de surchauffe.
Ce guide vous permet de comprendre les différentes étapes de fabrication de cette partie critique des équipements électroniques.
Matière première
La matière première pour la tôlerie, est comme son nom l’indique constituée de tôles. Ces tôles sont achetées aux laminoirs ou aux revendeurs soit sous forme de rouleau qu’il faudra découper à longueur soit sous forme de plaque de dimensions standards.
Les dimensions standards sont exprimées en mm avec des épaisseurs de tôle entre 0,8 et 3mm, des largeurs de tôle entre 1000 et 1500 mm et des longueurs entre 2000 et 4000mm.
Les matières les plus utilisées pour les boitiers électroniques sont :
- L’aluminium
- L’inox
- L’acier laminé à froid
- L’acier galvanisé
- L’acier électrozingué
- L’acier avec revêtement Alu-Zinc
Différentes tôles de matière stockées selon épaisseur et type
Découpe / poinçonnage
Une fois la bonne tôle de matière sélectionnée il faut la découper selon les dimensions externes de la pièce voulue et également prévoir les enlèvements de matière qui vont, par exemple, constituer l’aération du boitier électronique fini.
Poinçonneuse automatique avec tôles poinçonnées au premier plan
La découpe s’effectue principalement par découpe laser. La découpe laser permet également de réaliser des ouvertures dans la plaque. Pour les enlèvement de matière répétitifs et certaines découpes matières la poinçonneuse est également utilisée, elle a l’avantage d’offrir une grande rapidité d’exécution et moins d’entretient que la découpe laser par contre elle nécessite un outillage de découpe spécifique à chaque forme de découpe.
Découpe laser
Sertissage d’inserts
Pour l’assemblage des différents composants des boitiers et de l’électronique aux boitiers, il est souvent nécessaire de rajouter des inserts sur les tôles. Ces inserts permettent notamment de créer des connections filetées quand la faible épaisseur de la tôle ne permettrai pas d’effectuer un filetage de qualité.
Les inserts sont normalisés, ils existent en différentes matière, ils sont usinés par des sociétés spécialisées, comme par exemple les sociétés PEM ou Inserco.
Presses sertisseuses automatiques
Pliage
Une fois les tôles découpées et poinçonnées, la mise en forme est effectuée, on passe d’une pièce en 2D à une pièce en 3D. Pour se faire, les tôles sont passées sous des presses plieuses, composées de deux mâchoires avec sur la mâchoire du haut des poinçons ou contre-vé ressemblants à des lames, et sur la mâchoire du bas un vé ou une matrice concave en forme de « V ». La forme des vés et contre-vés va définir l’angle de pliage et la forme du pliage. L’application des tôles dans la presse est majoritairement effectuée manuellement, l’expérience de l’opérateur est donc primordiale pour une bonne qualité de presse.
Pliage d’une pièce de tôlerie
Pour éviter les rayures sur les pliages il est recommandé de protéger les vés avec des matières plus molles que la tôle pliée, par example du tissus, de la mousse ou du cuivre.
La réalisation d’une pièce peut demander plusieurs pliages en fonction de sa complexité.
Ebavurage
Afin d’améliorer l’esthétique des pièces et de limiter le risque de blessure lors de leurs manipulations, les bords potentiellement coupant sont ébavurés. L’ébavurage est effectué avec des outils de polissages ou des outils de découpe manuels.
Ebavurage manuel du contour d’une pièce de tôlerie
Traitement de surface
Afin de réduire les coûts, le traitement de surface des métaux (galvanisation, zingage, Alu-zinc) sont effectués en amont sur les tôles de matières. Cependant pour l’application d’une peinture, celle-ci doit se faire une fois la pièce terminée sous risque de casser la couche de peinture lors des opérations de fabrication.
L’application de la peinture sur des pièces de tôlerie s’effectue selon les différentes étapes suivantes :
- Nettoyage et passivation des pièces dans des bains chimiques.
- Pose d’épargnes des parties non peintes avec du ruban adhésif.
- Accrochage des pièces au rail coulissant le long de la ligne de peinture.
- Application de la peinture.
- Enlèvement de la peinture sur les parties à protéger avec un jet d’air comprimé.
- Séchage de la peinture.
- Dépose des pièces.
- Inspection et finition.
- Etape facultative de rajout de marquage par sérigraphie.
La qualité, la couleur et l’aspect de la couche de peinture dépendent de la poudre acheté sur le marché, des paramètres d’application de la peinture (température, pression, nombre de couches) et de l’expérience du peintre.
