Les fabricants doivent prendre note des progrès de la découpe au plasma

Sep 04, 2023

Une table de découpe au plasma plus ancienne est le cheval de bataille de nombreux ateliers spécialisés dans la fabrication lourde. Un système de coupage au plasma plus moderne peut aider ces mêmes ateliers à atteindre de nouvelles efficacités qui ne sont pas possibles avec une technologie plus ancienne.

Dans de nombreux magasins, la "machine de découpe" est la machine de découpe au plasma. Les jets d'eau et les lasers coupent également le métal, mais lorsqu'il s'agit d'une découpe rentable et efficace de tôles d'acier, la machine de découpe au plasma est généralement l'équipement de choix.

Malheureusement, lorsque beaucoup de gens pensent à la machine de découpe de leur atelier, il s'agit d'une machine de découpe au plasma de la fin du 20e siècle. La table de coupe n'a aucune des capacités des équipements modernes d'aujourd'hui. En fait, les fabricants constateront que de nombreuses tables sont désormais équipées de capacités de perçage, de taraudage, d'oxycoupage, de marquage et de chanfreinage en plus de la découpe au plasma.

Examinons quelques-unes des avancées technologiques importantes réalisées au cours des 25 dernières années.

L'équipement CNC d'il y a 25 ans reposait sur des tubes à rayons cathodiques et des lecteurs de bande bobine à bobine pour fonctionner. Aujourd'hui, les machines CNC sont basées sur PC et probablement connectées sans fil au Web. Cela permet non seulement le téléchargement à distance des programmes de coupe, mais surtout permet au fabricant de l'équipement de diagnostiquer la technologie à distance en cas d'erreurs de fonctionnement. De plus, les logiciels personnalisés et les mises à jour peuvent être facilement chargés dans la CNC si une nouvelle capacité, telle que le marquage, est ajoutée à l'équipement.

Au début, les systèmes de coupage au plasma utilisaient une électrode en tungstène, de l'azote comme gaz de coupe et du CO2 comme bouclier. La plupart des systèmes étaient de 600 ampères. Désormais, une source d'alimentation de coupage au plasma de 300 ampères avec une électrode au hafnium et de l'oxygène comme gaz de coupage d'assistance peut couper plus rapidement et plus précisément (en particulier avec des trous) sur l'acier au carbone que les anciens systèmes de 600 ampères.

Les changements de performances arrivent si vite qu'il est difficile de suivre le rythme. Alors qu'il y a 25 ans, un fabricant de métaux n'avait le choix que de trois gaz pour des paramètres de coupe idéaux, aujourd'hui, les fabricants peuvent choisir parmi six : argon, CO2, hydrogène, méthane, azote et oxygène. Certains systèmes de coupage plasma utilisent même de l'eau pour resserrer l'arc plasma lors de la coupe de matériaux autres que l'acier au carbone. Les avancées technologiques ont permis à la découpe au plasma de devenir un moyen économique de découper l'acier inoxydable et l'aluminium.

L'oxycoupage est toujours l'ancienne solution de rechange et le moyen le plus économique de couper de l'acier au carbone de plus de 2 pouces d'épaisseur. Pourtant, même cette technologie mature a subi plusieurs changements au fil des ans.

Il y a un quart de siècle, si un fabricant commandait un contrôle de hauteur et des allumeurs en option, après environ six mois, l'opérateur les retirait généralement. Les opérateurs les voyaient comme quelque chose qui les gênait ; étaient sujets à l'humidité, aux scories et à la saleté; et étaient limités dans leurs mouvements, car le moteur simple ne pouvait que monter et descendre. Aujourd'hui, les fabricants peuvent avoir un contrôle de hauteur intégré qui maintient la torche hors de danger et des allumeurs de torche internes qui fonctionnent de manière cohérente en cas de besoin. Les servocommandes permettent un mouvement fluide et fiable des torches, et aucun outil n'est requis pour les changements de pointe.

Dans les systèmes entièrement automatisés, la CNC peut définir des rapports d'oxycombustion pour inclure des débits pour différentes épaisseurs. L'opérateur fournit simplement l'épaisseur du matériau à couper et appuie sur le bouton de démarrage.

Le biseautage s'est amélioré au fil des ans avec les progrès du matériel et des logiciels. Il reste encore du travail à faire, mais les fabricants se rapprochent de l'objectif d'utiliser des systèmes de coupage au plasma qui rendent le travail de biseautage aussi simple et reproductible que possible pour l'opérateur de la machine.

Une pièce finie peut être produite avec un système de découpe au plasma qui peut non seulement couper, mais aussi percer, tarauder, fraiser, couper en biseau et marquer. Avec l'ajout d'une torche oxycombustible, des matériaux très épais peuvent également être traités.

Certaines têtes biseautées ont maintenant un décalage nul. Cela aide grandement le programmeur, en particulier avec les biseaux internes. La tête elle-même peut atteindre des angles de ± 47,5 degrés tandis que la machine reste complètement immobile. (La machine n'a pas besoin de déplacer ses axes X et Y pour obtenir des angles.) En fait, cela signifie que la torche peut s'incliner à l'approche d'un coin, se préparant à un biseau sur le côté suivant de la pièce. Cela élimine efficacement le besoin d'un coin en boucle, ce qui minimise la quantité de plaque qui est coupée pour obtenir le biseau.

Les systèmes mécaniques des machines de découpe plasma modernes sont compacts. Désormais, les fabricants peuvent même acheter une capacité de biseautage sur une machine de 5 x 10 pieds. machine.

Pour ceux qui s'intéressent au biseautage oxygaz, les servocommandes simplifient la configuration du travail de coupe et le fonctionnement réel de la machine. De plus, une rotation continue avec ces têtes de coupe oxygaz est possible sans avoir à les dérouler à cause des flexibles torsadés.

Il y a vingt-cinq ans, le marquage se faisait uniquement au zinc ou au poinçon. (Le marquage au zinc impliquait l'utilisation de poudre de zinc qui était ensuite fondue avec la flamme plasma. Le marquage semi-permanent pouvait être soudé sans problème.)

Désormais, une machine peut utiliser un poinçon, une broche, un plasma, un jet d'encre, un zinc ou un laser pour la mise en page, l'identification des pièces et même le codage à barres dans n'importe quel axe.

Les systèmes de coupage plasma d'aujourd'hui peuvent être équipés d'outils pour percer, tarauder, fraiser et même fraiser. Les changeurs d'outils automatiques sont maintenant courants.

Quelle est l'efficacité de ces systèmes ? Un outil de forage de 60 HP sur un système de découpe au plasma peut faire un 2-in. trou à travers 4-in. matériel en 27 secondes et un 3-in. trou à travers 5 pouces. matériel en 60 à 90 secondes.

Le coût associé à la manutention des matériaux dans un atelier de fabrication suscite vraiment l'intérêt pour ces capacités supplémentaires. Si le système de coupe peut produire un produit fini en une seule étape sans manutention supplémentaire pour livrer la pièce aux opérations en aval, tout en évitant d'éventuelles erreurs de traitement résultant d'une intervention humaine, une entreprise économise beaucoup d'argent.

De plus, l'introduction de la distribution de lubrifiant à travers l'outil en quantités minimales a contribué à améliorer le forage et à éliminer à la fois le désordre et les coûts associés à l'utilisation d'un liquide de refroidissement par inondation.

Un système de coupage au plasma moderne peut également être équipé de capacités de coupe supplémentaires, telles qu'une torche oxycombustible, un laser ou de l'eau; automatisation du chargement et du déchargement des matériaux pour tôles ou plaques ; dispositifs automatisés d'enlèvement de ferraille; dispositifs de manutention de matériaux pour formes 3D, tels que tubes et poutres ; et capacité de coupe de grille. Un système à plasma pourrait avoir tout cela, mais ce n'est pas vraiment probable. Par exemple, un fabricant peut trouver plus pratique d'avoir une machine séparée pour les tuyaux si la machine de découpe au plasma est dominée par le travail des plaques. Comme toujours, la direction doit faire ses recherches pour déterminer dans quelles options il vaut la peine d'investir.

Le même raisonnement s'applique aux logiciels. Les logiciels de base peuvent couvrir la programmation des machines, et des packages plus élaborés peuvent gérer des tâches telles que la planification de la production et même l'interface avec les systèmes ERP existants. Encore une fois, la direction de l'entreprise doit décider quels aspects de ces outils modernes elle souhaite mieux positionner l'organisation pour l'avenir.

John Zuehlke est président, Profile Cutting Systems USA, 190 Mesa Drive, Boulder Creek, CA 95006, 831-338-8251, www.pcsmachines.com.