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SCIE À ONGLETS ALUMINIUM
La Scie à Onglets pour Aluminium : Le Guide Ultime pour la Précision dans l'Usinage des Métaux
La scie à onglets pour aluminium est un outil de précision indispensable dans l'usinage moderne des métaux et constitue souvent le cœur de tout centre d'usinage de profilés spécialisé dans le traitement des métaux non ferreux. Sa capacité à produire des coupes d'angle exactes, reproductibles et propres dans les profilés en aluminium est la base de produits finis de haute qualité dans une multitude d'industries. De la construction de cadres délicats dans la fabrication de fenêtres aux éléments structurels dans la construction mécanique – les exigences en matière de précision de coupe sont énormes. Cet article offre un aperçu approfondi du monde des scies à onglets pour aluminium. Nous éclairons la complexité technique, le développement historique, les divers domaines d'application et les critères cruciaux à prendre en compte lors du choix de la bonne machine. L'objectif est de fournir aux professionnels expérimentés ainsi qu'aux débutants ambitieux une compréhension complète de cette technologie clé et de mettre en évidence le potentiel d'une solution de sciage spécialisée.
L'importance de la spécialisation : Pourquoi l'aluminium nécessite une scie spéciale
L'aluminium s'est imposé comme le matériau du 21e siècle. Sa combinaison unique de légèreté, de haute résistance, de résistance à la corrosion et de bonne formabilité en fait le premier choix des architectes, ingénieurs et designers. Cependant, ces mêmes propriétés posent des défis particuliers à l'usinage. Contrairement au bois ou à l'acier, l'aluminium est plus tendre et a tendance à s'étaler, à coller et à former de fortes bavures s'il est mal traité.
Une scie à onglets conventionnelle pour le bois est totalement inadaptée et même dangereuse pour cette tâche. Sa vitesse de rotation élevée génère une chaleur de frottement extrême qui atteint rapidement le point de fusion de l'aluminium. Les conséquences sont un bord de coupe maculé, une lame de scie encrassée et un risque de rebond. Une scie à onglets spécialisée pour l'aluminium résout ces problèmes grâce à une combinaison parfaitement adaptée d'une vitesse de rotation plus faible, d'une géométrie de lame spéciale avec un angle d'attaque négatif et d'un système de lubrification réfrigérante indispensable. Seule cette interaction garantit la coupe propre, précise et sûre requise dans un environnement professionnel.
Jalons historiques : L'évolution de la scie à onglets
Pour apprécier la technologie hautement développée des scies à onglets modernes pour aluminium, un regard sur leur histoire est essentiel. Ce parcours reflète le progrès industriel, de la pure force musculaire à la précision contrôlée numériquement.
Les origines de la coupe des métaux
Bien avant l'industrialisation, la coupe du métal était un travail purement manuel. Les limes et les scies à métaux manuelles étaient les outils de choix. La précision d'une coupe d'onglet dépendait uniquement de la main ferme et de l'œil exercé de l'artisan. La productivité était faible et la production de pièces identiques en série était un immense défi. Avec l'avènement de la machine à vapeur et de la mécanisation aux 18e et 19e siècles, les premières scies mécaniques sont apparues, comme les grandes scies alternatives pour blocs d'acier. Cependant, la technologie appropriée pour la coupe fine et précise de profilés métalliques plus légers faisait encore défaut.
La naissance de la scie radiale et son adaptation
La scie à onglets telle que nous la connaissons aujourd'hui a été initialement développée pour le travail du bois. L'idée ingénieuse de fixer une lame de scie circulaire à un bras pivotant pour permettre des coupes d'angle rapides et reproductibles a révolutionné le métier de menuisier au début du 20e siècle. L'idée de transposer ce principe au métal était évidente, mais sa mise en œuvre était complexe.
Les pionniers de l'usinage des métaux ont rapidement reconnu les limites. Les machines optimisées pour le bois échouaient lamentablement avec l'aluminium. La percée n'est venue qu'avec deux avancées technologiques cruciales :
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Le développement du carbure (HM) : L'invention des matériaux frittés à base de carbure de tungstène dans les années 1920 a créé un matériau de coupe suffisamment dur et résistant à la chaleur pour supporter les métaux. Les lames de scie à pointe de carbure ont été la clé du succès.
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L'adaptation de la technologie d'entraînement : Les ingénieurs ont réalisé que pour l'aluminium, ce n'est pas la vitesse élevée, mais un couple élevé à une vitesse de rotation plus faible qui est crucial. Les moteurs ont été adaptés pour répondre aux exigences spécifiques de l'usinage de l'aluminium.
La révolution numérique : Du NC au CNC et à l'Industrie 4.0
Le plus grand bond dans l'évolution de la scie à onglets a eu lieu à l'ère de la microélectronique. L'introduction de la commande numérique (NC) dans les années 1970 a permis pour la première fois de programmer des angles et des longueurs de coupe. Le développement ultérieur vers la commande numérique par ordinateur (CNC) a apporté la percée finale vers la fabrication de précision automatisée.
Aujourd'hui, les scies à onglets modernes pour aluminium sont souvent des centres de sciage entièrement automatisés. Elles sont intégrées dans des lignes de production, reçoivent des listes de coupe numériquement à partir de programmes de CAO et traitent des commandes entières de manière autonome. Le développement progresse sans relâche. À l'ère de l'Industrie 4.0, les scies deviennent des unités intelligentes et connectées qui signalent leurs propres besoins de maintenance, fournissent des données de production en temps réel à des systèmes de niveau supérieur et sont intégrées dans des cellules de fabrication assistées par robot.
La technologie en détail : Anatomie d'une scie à onglets professionnelle pour aluminium
Une scie à onglets professionnelle pour aluminium est un système complexe dans lequel chaque composant doit être parfaitement adapté aux autres pour obtenir des résultats optimaux.
Moteur et vitesse de rotation : L'art de la puissance contrôlée
Le cœur de chaque scie est le moteur d'entraînement. Alors que les scies à bois fonctionnent souvent à des vitesses de plus de 5000 tours par minute (tr/min) pour obtenir une coupe rapide, la plage de vitesse optimale pour l'aluminium est nettement inférieure, généralement entre 2 800 et 3 200 tr/min. Cette vitesse réduite est cruciale pour contrôler la génération de chaleur dans la fente de coupe. Une vitesse trop élevée entraînerait la fusion de l'aluminium, qui encrasserait alors les dents de la lame de scie sous forme d'« arête rapportée » et ruinerait la qualité de la coupe.
La puissance du moteur, spécifiée en kilowatts (kW), détermine le couple de la scie. Pour couper sans effort des profilés de grand volume ou à parois épaisses, une puissance élevée (généralement de 2,2 kW à 4 kW dans le secteur professionnel) est essentielle. Un moteur trop faible perdrait de la vitesse sous une charge élevée, ce qui affecterait négativement la qualité de la coupe.
La lame de scie : Le facteur décisif pour la qualité de la coupe
La lame de scie est l'outil réel, et sa sélection est une science en soi. Pour une coupe parfaite de l'aluminium, plusieurs paramètres doivent être corrects :
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Matériau de coupe : Les dents d'une lame de scie pour aluminium sont exclusivement en carbure (HM). Des nuances spéciales à grain fin assurent une grande stabilité des arêtes et une résistance à l'usure.
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Géométrie des dents : La géométrie de dent dominante pour les profilés en aluminium est la denture alternée trapèze-plate (TCG). Dans cette géométrie, une dent trapézoïdale légèrement plus haute (pré-coupeur) coupe centralement un canal plus étroit avant que la dent plate suivante, plus basse (post-coupeur), ne dégage la coupe sur toute sa largeur. Cela répartit de manière optimale les forces de coupe, assure un fonctionnement très doux et une excellente qualité de surface.
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Angle d'attaque : C'est la caractéristique distinctive la plus importante. Une lame de scie pour aluminium doit avoir un angle d'attaque négatif. Cela signifie que le bord de coupe de la dent est légèrement incliné vers l'arrière. Alors qu'un angle positif attaque agressivement le matériau et le tire dans la pièce (idéal pour le bois), un angle négatif racle le matériau. Cela empêche la scie de se « coincer » dans l'aluminium mou, réduit la pression de coupe, minimise la formation de bavures et augmente considérablement la sécurité opérationnelle, car la pièce est fermement pressée sur la table de la scie.
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Nombre de dents : Le nombre de dents, par rapport au diamètre de la lame, détermine la finesse de la coupe. En règle générale : plus la paroi du profilé est fine, plus le nombre de dents doit être élevé, afin qu'au moins deux à trois dents soient engagées en même temps. Pour les profilés très fins (épaisseur de paroi < 2 mm), des lames de 100 à 120 dents (pour un diamètre de 400 mm) sont adaptées, tandis que pour les profilés à parois plus épaisses ou les matériaux pleins, des lames de 80 à 96 dents assurent une meilleure évacuation des copeaux.
Mécanique et construction : La base de la précision
La précision d'une scie dépend directement de la qualité de sa construction mécanique.
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Bâti de machine et tête de scie : Un bâti de machine lourd et résistant à la torsion en fonte ou une construction soudée solide est la base d'un fonctionnement sans vibrations. Les vibrations sont l'ennemi de toute précision, car elles se transmettent directement à la surface de coupe. La tête de scie et le mécanisme de pivotement doivent également être solides et sans jeu.
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Réglage d'onglet : La capacité de régler des angles précis est la compétence principale d'une scie à onglets. Les machines de haute qualité disposent de crans fraisés avec précision pour les angles standard (par ex., 0°, 15°, 22.5°, 45°) et d'une échelle facile à lire pour les réglages d'angle libres. Dans les scies à commande CNC, un servomoteur se charge du positionnement de la tête de scie avec une précision de fractions de degré.
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Avance de la lame de scie : Dans les scies manuelles ou semi-automatiques, la tête de scie est guidée à travers le matériau à la main ou via un levier. Dans les machines professionnelles, l'avance est hydropneumatique. Un cylindre assure une vitesse d'avance uniforme et contrôlée qui peut être précisément ajustée au profil à couper. Cela protège la lame de scie et garantit une qualité de coupe constamment élevée.
Refroidissement et lubrification : Impossible de s'en passer
Scier de l'aluminium sans refroidissement est impensable. La chaleur de frottement ramollirait immédiatement l'aluminium et le souderait aux dents de la lame de scie. Pour éviter cela, chaque scie à onglets professionnelle pour aluminium est équipée d'un système de lubrification réfrigérante. La méthode la plus courante et la plus respectueuse de l'environnement aujourd'hui est la lubrification par quantité minimale (MQL). Un fin brouillard d'une huile de coupe spéciale haute performance et d'air comprimé est appliqué directement sur les dents de la lame de scie via une buse. Ce mélange refroidit, lubrifie et souffle simultanément les copeaux hors de la fente de coupe. Cela garantit une durée de vie maximale de la lame de scie et une surface de coupe parfaite.
Dispositifs de serrage : Sécurité et précision grâce à une prise ferme
Une pièce qui glisse pendant la coupe entraîne inévitablement des rebuts et présente un risque de sécurité important. Les scies à onglets professionnelles utilisent donc des systèmes de serrage pneumatiques. Sur simple pression d'un bouton ou d'une pédale, des cylindres de serrage verticaux et horizontaux pressent fermement le profilé contre les butées. Cela garantit une prise sûre avec une force de serrage constamment élevée, difficilement réalisable manuellement. Grâce à nos nombreuses années d'expérience issues d'une multitude de projets clients, nous pouvons garantir que les inspections sont toujours effectuées avec le plus grand soin en matière de qualité et de sécurité conforme aux normes CE. Cela inclut l'inspection et le réglage correct de composants aussi importants pour la sécurité que les systèmes de serrage.
Domaines d'application et industries : Où la précision de coupe est requise
La scie à onglets pour aluminium est une technologie clé dans de nombreux secteurs économiques. Sa polyvalence la rend indispensable tant dans la production en série industrielle que dans l'artisanat spécialisé.
Construction de fenêtres, portes et façades
C'est le domaine classique de la scie à onglets. L'ensemble de l'industrie est basé sur la coupe précise de profilés en aluminium. Que ce soit pour les cadres de fenêtres, les portes d'entrée, les vérandas ou les façades poteaux-traverses complexes – la coupe d'onglet précise à 45 degrés est la condition préalable à un raccord d'angle étanche, stable et visuellement impeccable. Dans ce secteur, les scies à double onglet sont fréquemment utilisées. Ces machines disposent de deux unités de sciage qui permettent de couper les deux extrémités d'un profilé en onglet simultanément et en une seule opération. Cela réduit de moitié le temps de production et garantit la plus grande précision angulaire entre les deux coupes.
Construction mécanique et d'installations
Dans la construction mécanique moderne, les profilés système en aluminium sont utilisés pour la construction de bâtis de machines, d'enceintes de protection, de convoyeurs à bande et de systèmes d'automatisation. La conception modulaire permet une construction flexible et rapide. La scie à onglets fournit ici les coupes précises pour les cadres de base et les connexions. Les exigences en matière de perpendicularité et de précision de longueur sont extrêmement élevées, car la stabilité et la fonctionnalité de l'ensemble de la machine en dépendent.
Construction de salons, de magasins et de meubles
Partout où le design et la flexibilité sont requis, les profilés en aluminium jouent un rôle majeur. Dans la construction de salons, des structures de stands complexes sont créées à partir de profilés coupés. Dans l'agencement de magasins, ils constituent la base des systèmes d'étagères, des vitrines et des comptoirs. L'aluminium est également de plus en plus utilisé dans le design de meubles modernes, par exemple pour les piètements de table, les cadres d'armoires ou les étagères. La scie à onglets permet la coupe créative et précise requise pour des produits esthétiquement exigeants.
Construction de véhicules et technique des transports
Que ce soit dans la construction de véhicules ferroviaires, la fabrication de carrosseries de camions ou dans l'industrie automobile – l'aluminium est utilisé pour réduire la consommation d'énergie en raison de sa faible masse. Les profilés pour les structures de châssis, les éléments intérieurs ou les baguettes décoratives doivent être coupés avec précision. Ici, des scies spéciales avec des dispositifs de serrage adaptés et une capacité de coupe élevée sont souvent utilisées.
Construction métallique et artisanat
Pour l'entreprise de construction métallique classique, la scie à onglets est un outil universel. Elle est utilisée dans la fabrication de garde-corps, d'auvents, de clôtures, de systèmes publicitaires et pour les travaux généraux de réparation et de construction. Sa flexibilité pour passer rapidement des coupes à 90 degrés à divers angles d'onglet en fait la machine idéale pour les productions uniques et les petites séries.
Faire le bon choix : Critères pour la décision d'investissement
L'acquisition d'une scie à onglets pour aluminium est un investissement important. Pour trouver la machine qui correspond parfaitement à ses propres exigences, plusieurs facteurs doivent être soigneusement examinés.
Manuelle, semi-automatique ou entièrement automatique ? Le degré d'automatisation
La question la plus cruciale concerne le degré d'automatisation, qui dépend directement du volume et du type de production.
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Scies à onglets manuelles : Ici, toutes les étapes – positionnement du matériau, serrage, réglage de l'angle, sciage – se font manuellement. C'est l'option la plus abordable et elle convient aux ateliers ayant une très faible demande, pour des utilisations occasionnelles ou pour l'assemblage sur site. La précision dépend fortement de l'opérateur.
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Scies à onglets semi-automatiques : C'est la norme courante pour l'artisanat et les PME. Le cycle de sciage lui-même se déroule automatiquement : le serrage est pneumatique et l'avance de la scie est contrôlée de manière hydropneumatique. L'opérateur n'a qu'à placer le matériau contre la butée de longueur et à démarrer le processus en appuyant sur un bouton. Cela augmente considérablement la sécurité, la répétabilité et le confort.
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Centres de sciage entièrement automatiques : Pour la production en série, les scies entièrement automatiques sont la seule solution économique. Elles disposent d'une avance à commande numérique qui pousse automatiquement la barre de profilé à la dimension programmée. L'opérateur n'a qu'à insérer une nouvelle barre et à lancer le programme. La machine traite alors toute la liste de coupe de manière autonome.
Plage de coupe et capacité : Quelle taille choisir ?
Les dimensions maximales des profilés à traiter (hauteur et largeur) déterminent le diamètre de la lame de scie requis et la conception de la scie. Une scie avec une fonction coulissante (également appelée scie à panneaux), où la tête de scie peut être tirée vers l'avant sur des guides, offre une plage de coupe nettement plus grande en largeur qu'une simple scie radiale. Il est conseillé de prévoir une réserve de capacité pour les besoins futurs.
Précision et stabilité : Le b.a.-ba de la qualité
La précision réalisable est le résultat direct de la qualité de la machine. Recherchez une structure de base solide et amortissant les vibrations. Vérifiez le roulement de la table tournante et du bras de scie pour tout jeu éventuel. Des composants de haute qualité et une fabrication soignée sont la meilleure garantie de coupes durablement précises. Forts de notre expertise approfondie acquise au fil d'une multitude de projets, nous veillons à ce que chaque inspection réponde aux critères les plus stricts en matière de qualité et de conformité aux directives de sécurité CE. Cela inclut également le calibrage et la vérification de la précision angulaire, qui est cruciale pour le produit final.
Comparaison avec d'autres méthodes de coupe
La scie à onglets est une spécialiste des coupes droites et d'angle. Mais comment se compare-t-elle à d'autres technologies ?
Scie à onglets vs. Scie à ruban
Une scie à ruban pour métaux peut également couper l'aluminium. Son avantage réside dans sa capacité à couper même de très gros matériaux pleins. Pour les profilés, cependant, la scie à onglets est supérieure à presque tous les égards : elle est nettement plus rapide, produit une surface bien meilleure, presque sans post-traitement, et offre une précision inégalée dans les coupes d'angle. Une scie à ruban ne peut pas atteindre la précision angulaire d'une scie à onglets de haute qualité.
Scie à onglets vs. Tronçonneuse à froid
Une tronçonneusse à froid est une scie circulaire à rotation lente principalement conçue pour couper l'acier. Elle fonctionne à des vitesses encore plus basses qu'une scie à onglets pour aluminium et utilise un refroidissement par inondation. Il est possible de couper de l'aluminium dessus avec une lame de scie spéciale, mais le processus est très lent. La scie à onglets, spécialement adaptée à l'aluminium avec sa vitesse de coupe plus élevée et sa lubrification par quantité minimale, est nettement plus productive ici et offre une meilleure surface.
Scie à onglets vs. Centre d'usinage CNC
Un centre d'usinage CNC peut également couper des profilés en les fraisant. Cependant, cela n'a de sens que si des opérations supplémentaires telles que le perçage, le fraisage ou le taraudage sont également requises sur le profilé. Pour la simple coupe à longueur et la coupe d'onglet, la scie à onglets en tant que machine dédiée est beaucoup plus rapide et donc plus rentable. Souvent, les deux machines travaillent main dans la main dans une ligne de production.
Viabilité économique : Investissement, coûts et retour sur investissement
L'acquisition d'une scie à onglets professionnelle est une décision commerciale qui va au-delà du simple prix d'achat.
Coûts d'acquisition
La fourchette de prix est énorme. Les scies manuelles simples commencent dans les quatre chiffres bas. Les machines semi-automatiques professionnelles pour les entreprises artisanales se situent généralement entre 5 000 et 15 000 €. Les centres de sciage entièrement automatiques pour l'industrie peuvent coûter 50 000 € ou plus, selon l'équipement et la taille.
Garder un œil sur les coûts d'exploitation
Les coûts de fonctionnement sont un facteur clé de l'efficacité économique globale.
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Coûts des outils : Les lames de scie au carbure de haute qualité sont un poste de coût important. Leur durée de vie (les mètres courants jusqu'au prochain affûtage) dépend de la vitesse de coupe, du matériau et de la qualité du refroidissement. Un service d'affûtage professionnel peut prolonger la durée de vie d'une lame de nombreuses fois.
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Fluides d'exploitation : Les coûts du concentré de refroidissement MQL sont faibles mais doivent être pris en compte.
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Coûts énergétiques : La consommation d'énergie du moteur contribue aux coûts d'exploitation.
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Maintenance et entretien : Un nettoyage et un entretien réguliers sont essentiels pour garantir la précision et la longévité de la machine. Notre longue expérience pratique issue de nombreux projets clients est votre garantie que nous accordons la plus haute importance à une qualité irréprochable et au plein respect des normes de sécurité CE lors des inspections. Une machine bien entretenue est non seulement plus précise mais aussi plus sûre.
Retour sur investissement (ROI)
Une scie de haute qualité s'amortit non seulement par le nombre de pièces coupées. Le retour sur investissement provient de plusieurs sources :
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Réduction des rebuts : Des coupes précises dès le départ permettent d'économiser des matériaux coûteux.
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Économie de retouches : Des coupes propres et sans bavures réduisent ou éliminent le temps passé à l'ébavurage.
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Productivité plus élevée : Des temps de cycle plus rapides et des processus automatisés réduisent les coûts de main-d'œuvre par pièce.
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Ouverture de nouvelles opportunités : une machine précise et puissante permet d'accepter des commandes plus exigeantes, assurant ainsi la compétitivité.
Perspectives d'avenir : La scie à onglets intelligente
La numérisation ne s'arrête pas à la technologie de sciage. Les tendances du futur sont clairement reconnaissables et continueront à changer notre façon de travailler avec les scies à onglets.
Mise en réseau et Industrie 4.0
La scie du futur est un hub intelligent dans le réseau de fabrication numérique. Elle ne reçoit plus ses commandes sur un bout de papier, mais directement depuis le système ERP ou CAO. Elle signale son état, l'usure de la lame de scie et la consommation de matériaux en temps réel. La maintenance prédictive deviendra la norme : la machine signale quand une maintenance est nécessaire avant qu'une panne ne se produise.
Intégration de robots et automatisation
Dans la fabrication industrielle, le chargement manuel est de plus en plus pris en charge par des robots. Un robot insère les profilés bruts dans la scie, retire les pièces finies, les empile sur des palettes ou les achemine directement à l'étape de traitement suivante. De telles cellules de sciage autonomes peuvent produire 24 heures sur 24 et maximiser la productivité.
Progrès dans la technologie des outils et des machines
Le développement des lames de scie et des revêtements progresse constamment. De nouvelles nuances de carbure et de nouveaux revêtements augmenteront encore la durée de vie et permettront des vitesses de coupe encore plus élevées. Les machines elles-mêmes deviendront également plus durables et plus économes en ressources grâce à l'utilisation de moteurs plus économes en énergie et de systèmes de commande intelligents.
FAQ – Questions Fréquemment Posées sur la Scie à Onglets pour Aluminium
Question 1 : Peut-on aussi scier de l'aluminium avec une scie à onglets pour bois ?
Non, c'est fortement déconseillé. La vitesse beaucoup trop élevée d'une scie à bois entraîne la fusion de l'aluminium, ce qui rend la lame de scie inutilisable et peut créer une situation dangereuse par blocage et rebond. De plus, l'angle d'attaque d'une lame de scie à bois est incorrect et s'accrocherait dans le matériau. Il est impératif d'utiliser une scie spéciale pour métaux non ferreux avec une faible vitesse et une lame de scie appropriée avec un angle d'attaque négatif.
Question 2 : Quelle lame de scie est idéale pour les profilés en aluminium à parois très minces ?
Pour les profilés d'une épaisseur de paroi inférieure à 2 mm, il faut choisir une lame de scie avec un très grand nombre de dents. Cela garantit que plusieurs dents sont engagées dans le matériau en même temps. Cela empêche le matériau fin de vibrer ou de se déchirer et assure une coupe particulièrement propre et à faible bavure. La géométrie des dents doit être de type TCG (denture alternée trapèze-plate) avec un angle d'attaque négatif.
Question 3 : Un refroidissement est-il vraiment toujours nécessaire lors du sciage de l'aluminium ?
Oui, absolument. Un refroidissement et une lubrification efficaces sont indispensables lors du sciage de l'aluminium. Cela empêche les copeaux de coller à la lame de scie (formation d'arête rapportée), évacue la chaleur de la zone de coupe et réduit le frottement. Sans refroidissement, la durée de vie de la lame de scie diminuerait considérablement, la qualité de la coupe en souffrirait massivement et la formation de bavures augmenterait fortement. La lubrification par quantité minimale est la méthode de choix ici.
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