Le découpage est l'opération qui sépare une partie d'une tôle du reste de la feuille par cisaillement, sans enlèvement de copeaux. À la presse, un poinçon descend dans une matrice dont l'ouverture reprend son contour, et le métal pris entre les deux arêtes se rompt sur toute la périphérie de la forme.
Ce que recouvre le mot dans un atelier
Le terme désigne d'abord le découpage à l'outil sur presse : on obtient soit une pièce extérieure (le flan, que l'on garde), soit un trou (la débouchure, qui tombe en chute). On parle de détourage quand on découpe le contour d'une pièce déjà emboutie, et de crevage quand la tôle est fendue sans détacher de matière, pour former une patte ou une persienne. Le cisaillage, enfin, est la coupe droite d'une feuille entre deux lames, à la cisaille guillotine : c'est le même phénomène physique, appliqué à une ligne droite au lieu d'un contour fermé.
Par extension, on range souvent sous le même mot les procédés de coupe sans outil dédié, comme la découpe laser ou le poinçonnage à commande numérique. Ils obéissent à d'autres logiques de coût et de cadence, détaillées dans les fiches sur le poinçonnage par grignotage et sur la découpe au faisceau laser.
Comment le métal se rompt entre poinçon et matrice
Lorsque le poinçon appuie, la tôle commence par fléchir et s'arrondir légèrement contre l'arête : c'est la zone bombée, visible sur le bord de la pièce. Le métal est ensuite cisaillé sur une partie de son épaisseur, ce qui laisse une bande lisse et brillante. Au-delà, des fissures partent des deux arêtes, se rejoignent, et la fin de la séparation se fait par arrachement, avec une surface plus mate et granuleuse.
Un bord découpé présente donc toujours, de haut en bas, ces trois zones, suivies d'une éventuelle bavure côté sortie du poinçon. Leur proportion renseigne le technicien sur le réglage de l'outil, l'usure des arêtes et la nature de la matière.
Le jeu de découpe, réglage déterminant
Le jeu est l'écart entre le poinçon et l'ouverture de la matrice, mesuré sur chaque côté. Il se choisit selon l'épaisseur et la résistance de la tôle : plus le métal est dur et épais, plus le jeu doit être grand pour que les fissures issues des deux arêtes se rejoignent proprement. Un jeu trop serré provoque un double cisaillement, des efforts plus élevés et une usure rapide ; un jeu trop large augmente le bombé, la zone arrachée et la bavure.
La cote se reporte aussi selon le jeu. Pour une pièce extérieure, c'est la matrice qui porte la cote et le poinçon qui est réduit ; pour un trou, c'est l'inverse, le poinçon donne le diamètre et la matrice est agrandie.
La bavure : origine et tolérance
La bavure est la petite lèvre de métal qui dépasse du bord côté sortie. Elle grandit avec l'usure des arêtes, qui s'arrondissent au fil des coups, et avec un jeu mal adapté. Les plans indiquent souvent une hauteur de bavure admise et le côté où elle est tolérée, car elle gêne au montage, blesse les mains et accroche mal la peinture. On la limite par l'affûtage régulier de l'outil, puis on la retire si nécessaire par tribofinition ou brossage.
Limites et procédés voisins
Le découpage classique laisse un bord en partie arraché, ce qui ne convient pas à toutes les fonctions. Le découpage fin, réalisé sur presse spéciale avec une contre-pression et un jonc qui pince la tôle autour du contour, obtient un bord cisaillé sur presque toute l'épaisseur, au prix d'un outillage plus complexe. Les petits trous posent une autre limite : un poinçon trop fin par rapport à l'épaisseur de la tôle flambe ou casse, et l'on évite en général de percer un diamètre inférieur à l'épaisseur.
Le découpage est très souvent la première opération d'une gamme : il fournit le flan que l'on va ensuite plier en presse-plieuse ou mettre en forme par emboutissage.
Vocabulaire associé
- Flan : pièce plane découpée, destinée à une mise en forme.
- Débouchure : chute qui tombe dans la matrice lors du perçage d'un trou.
- Squelette : bande restante après découpe de toutes les pièces.
- Dévêtisseur : pièce de l'outil qui dégage la tôle du poinçon à la remontée.
- Effort de découpe : force nécessaire, liée au périmètre découpé, à l'épaisseur et à la résistance au cisaillement de la matière.