L’effort de poinçonnage
Poinçonner un trou dans une tôle revient à cisailler la matière tout autour du poinçon. L’effort nécessaire dépend de la longueur découpée, de l’épaisseur de la tôle et de la résistance au cisaillement du matériau. Le connaître permet de choisir une pince à poinçonner, une poinçonneuse hydraulique ou une presse adaptée.
La formule
Effort = périmètre découpé × épaisseur × résistance au cisaillement
Le périmètre vaut π × diamètre pour un trou rond, 4 × côté pour un carré et 2 × (longueur + largeur) pour un rectangle ou un oblong. La résistance au cisaillement représente environ 0,8 fois la résistance à la traction (Rm) du métal.
En atelier, on calcule souvent en daN avec des longueurs en mm et une résistance en daN/mm² : 1 daN/mm² = 10 MPa.
Exemple
Un trou rond de 10 mm dans une tôle d’acier doux de 2 mm (cisaillement d’environ 345 MPa) :
- périmètre : π × 10 ≈ 31,4 mm ;
- effort : 31,4 × 2 × 345 ≈ 21 700 N, soit 21,7 kN, ou environ 2,2 tonnes-force.
Résistances au cisaillement courantes
| Matériau | Cisaillement |
|---|---|
| Acier doux (S235) | environ 345 MPa |
| Inox 304 | environ 520 MPa |
| Aluminium 6061-T6 | environ 207 MPa |
| Aluminium 5754 ou 5052 | environ 138 MPa |
| Laiton | environ 240 MPa |
| Cuivre recuit | environ 150 MPa |
Choisir la presse
- Ajoutez l’effort de dévêtissage, nécessaire pour ressortir le poinçon, souvent 5 à 15 % de l’effort de poinçonnage.
- Gardez une marge d’au moins 20 % sur la capacité de la machine.
- Un poinçon à coupe biaise répartit la découpe sur la course et peut réduire l’effort maximal jusqu’à moitié sur les fortes épaisseurs.
Limites du poinçonnage
En règle générale, le diamètre du trou doit être au moins égal à l’épaisseur de la tôle : en dessous, le poinçon risque de casser, surtout sur de l’inox ou de l’acier dur. Laissez au moins une à deux épaisseurs entre le trou et le bord, et entre deux trous, pour éviter les déchirures et les déformations. Le jeu entre poinçon et matrice, souvent 5 à 10 % de l’épaisseur par côté, influence aussi la qualité de la découpe et l’effort.
Pour une presse, respectez la notice du fabricant et les règles de sécurité machines (protecteurs, commande bimanuelle, vérifications périodiques).