Découpe Plasma

Le coupage au plasma est un processus de coupage thermique utilisant un jet de plasma électriquement conducteur pour couper des métaux conducteurs tels que l'acier, l'acier inoxydable, l'aluminium et le cuivre. Le plasma est en fait un jet de gaz ionisé à grande vitesse qui est utilisé pour faire fondre des matériaux. Il est largement utilisé dans la fabrication de métaux pour sa rentabilité et sa polyvalence.

 

Description

 

Le plasma lui-même conduit le courant électrique et l'arc plasma est continu tant que l'électrode est alimentée et que le plasma reste en contact avec la pièce. Le coupage au plasma est une technologie de coupage de métal très efficace qui utilise un arc plasma à haute température comme source de chaleur, et son principe de base est d'utiliser un arc à haute fréquence pour ioniser le gaz afin de former du plasma tout en faisant fondre le métal de la pièce à haute température supérieure à 3 000 degrés et en utilisant un flux d'air supersonique pour souffler le métal en fusion afin de réaliser la coupe. La pression de ce flux gazeux contrôle efficacement le rayon du faisceau de plasma. En dirigeant un état contrôlé et chargé électriquement de la matière à travers une buse ciblée, vous pouvez facilement couper des matériaux tels que l'acier, l'acier inoxydable et l'aluminium.

 

Options de gaz adjointes

 

La machine de découpe au plasma peut fonctionner avec divers gaz, notamment l'air comprimé, l'azote, l'argon, l'hydrogène et l'oxygène, ou des mélanges de deux ou trois gaz différents. Leur fonction est assez similaire à celle du gaz de protection, chacun d’eux montre des résultats différents, et ci-dessous un bref résumé :

 

√Air comprimé, ce gaz est très polyvalent et peu coûteux, et il peut bien fonctionner avec l'acier doux, l'acier inoxydable et l'aluminium jusqu'à 30 mm.

√L'oxygène, c'est un gaz populaire largement utilisé pour l'acier au carbone dans les applications nécessitant des coupes nettes et une vitesse de coupe rapide, et il peut normalement couper de l'acier doux jusqu'à 35 mm avec une chaleur plus élevée, ce qui nécessite plus d'énergie. Par conséquent, une plus grande quantité d'énergie thermique peut endommager les pièces. De plus, l'oxygène n'est pas très respectueux de l'acier inoxydable et de l'aluminium et la surface coupée est complètement oxydée en raison de la quantité d'oxygène et de chaleur utilisée.

√L'azote est largement utilisé pour les applications lourdes-pour les métaux d'épaisseur allant jusqu'à 80 mm et peut générer des coupes de bonne qualité pour la plupart des matériaux, notamment l'acier inoxydable, l'acier au carbone et l'aluminium. Normalement, l'azote est souvent utilisé avec plusieurs gaz secondaires, tels que l'air, le dioxyde de carbone et l'argon pour les plaques plus épaisses.

√L'argon, c'est un gaz inerte qui ne réagit pas avec une coupure à haute température, et ce n'est pas un gaz auxiliaire standard en raison de sa faible conductivité. Par conséquent, il est souvent mélangé à de l'hydrogène pour créer la flamme de coupage plasma-la plus chaude pour une coupe nette.

 

 

Considération d'investissement pour le laser plasma ou le laser à fibre

 

Les machines à plasma fonctionnent en dirigeant le gaz de coupe (air, oxygène, azote, air, argon, etc.) à travers une buse à ouverture étroite, puis le gaz est ionisé pour produire l'arc plasma. Tandis qu'un gaz de protection est utilisé pour entourer l'arc plasma pour aider à façonner l'arc, l'arc plasma à très haute température peut couper les matériaux métalliques.

Tandis que les lasers à fibre utilisent la lumière produite par une diode et la dirigent le long d'un câble à fibre optique -et de composants optiques, le faisceau lumineux est ensuite focalisé et intensifié pour couper une pièce métallique. Le laser à fibre nécessite également du gaz de coupe qui est injecté dans la tête de coupe sous les composants optiques et sort par la buse avec le faisceau laser. Selon l'expérience de Fabmann, pour les plaques plus fines < 12 mm, les tubes ou profilés qui nécessitent des tolérances dimensionnelles élevées, la machine laser à fibre est une meilleure option. Si les coûts d’acquisition et d’exploitation sont généralement supérieurs à ceux d’une machine plasma, il faut en moyenne environ 5 ans pour atteindre le seuil de rentabilité. Les coupeurs plasma ont un taux de productivité relativement plus élevé, une large plage de découpe et des coûts d'acquisition relativement faibles avec un temps d'amortissement moyen de 3 ans. Le tableau ci-dessous vous donne une compréhension de base de leurs principales caractéristiques.

 

Paramètres	Laser à fibre	Plasma HD
Options matérielles	Acier doux, acier inoxydable, aluminium, cuivre	Tous les métaux conducteurs
Gamme d'épaisseur	Jusqu'à 30 mm	Jusqu'à 50 mm
Carré du bord	ISO 1	ISO 2 - 4
Tolérance de coupe	0,05-0,1 mm selon l'épaisseur du matériau	0,2 mm - 0.5 mm en fonction de l'épaisseur du matériau
Largeur de saignée	0.15 - 0.4 mm	0,5 – 2,2 mm
ZAT	Plus étroit	Plus large
Vitesse de coupe (<10 mm)	Plus rapide	Ralentissez
Cutting Speed (>10 mm)	Ralentissez	Plus rapide
Prix ​​d'achat	Haut	25-35% du laser
Coûts opérationnels	Faible	Faible
Entretien	Modéré	Modéré
Délai d’équilibre	4-6 ans	3-4 ans

 

Pour prendre une décision d’investissement objective, vous devez prendre en compte quelques facteurs importants :

 

√Les types de matières premières et les machines split, plasma et laser sont extrêmement similaires en ce qui concerne la gamme de matériaux, et les principales différences résident dans leur plage d'épaisseur de coupe et leur qualité de coupe. Tous deux peuvent couper tous les matériaux conducteurs tels que l'acier doux, l'acier inoxydable, le laiton, le cuivre et l'aluminium. Si la majorité de votre matériau mesure moins de 10 mm et comporte des profils complexes, notamment des tubes, il peut être plus rentable-d'investir dans une machine de découpe laser à fibre et d'externaliser la découpe plasma.

 

√La qualité de coupe couvre quelques éléments importants tels que l'équerrage, les scories, le bord de coupe, la HAZ (zone affectée par la chaleur). Pour le laser à fibre, la qualité de découpe dépend fortement de la puissance, de la vitesse de découpe, de la pression du gaz et du gaz et de la taille de la buse. Normalement, la configuration d'alimentation populaire sera sans scories-pour les lasers à fibre tels que 4 mm pour les lasers de 2 KW, 6 mm pour les lasers de 6 KM. Vous trouverez ci-dessous un bref résumé des problèmes courants de qualité de coupe :

 

● Carré, les lasers à fibre sont capables de produire une coupe presque carrée et peuvent être classés en ISO 1. Les coupes plasma typiques ont normalement une forme légèrement concave sur le bord de coupe et leur angle de biseau est compris entre ISO 3 et 5.

●Les scories sont définies comme les déchets métalliques indésirables qui n’ont pas été éjectés de la saignée qui se forme sur la face inférieure de la coupe. La machine de découpe plasma peut obtenir une bonne qualité de coupe, mais les opérateurs doivent décider si la qualité de coupe ou la vitesse de coupe est la priorité. Une coupe basse peut entraîner de lourdes scories sur la face inférieure de la pièce, tandis qu'une coupe trop rapide peut entraîner des perles métalliques alignées au bas de la coupe, et il est assez difficile d'enlever ces perles.

●Edge, le découpeur plasma peut donner des bords de coupe plus lisses en raison de la plus grande taille de point, mais bien sûr, cela dépend également de la manière dont l'opérateur configure les paramètres de coupe pour atteindre une qualité de coupe optimisée.

●HAZ, cela dépend en grande partie de la puissance de sortie de la machine et de la vitesse de découpe, et les lasers à fibre et les découpeurs plasma produisent des HAZ. Mais normalement, le laser à fibre génère une ZAT plus petite.

 

 

√Tolérance de coupe et qualité du trou, également appelée qualité des pièces coupées, en particulier la qualité du trou est souvent considérée comme une mesure de précision, qui est jugée par la cylindrée d'un trou. Le degré de précision est souvent jugé par la largeur de la saignée : plus la saignée est large, plus la précision est grossière. Le trait de scie détermine la taille du contour intérieur qui peut être coupé, tandis que la déformation thermique peut modifier la dimension de la pièce. Le laser à fibre a une tolérance plus élevée que le découpeur plasma.

 

√Coût, les lasers à fibre sont généralement plus chers que les machines à plasma, tant en termes de coût d'achat initial que de dépenses d'exploitation.

 

En bref, le laser est une meilleure option pour couper de l'acier doux, de l'acier inoxydable et de l'aluminium avec une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 10 mm, et sa plus grande précision, sa vitesse et sa capacité à découper des formes complexes le rendent plus souhaitable que la machine à plasma. Dans la plage 10-15 mm, le laser à fibre est tout à fait comparable à la machine à plasma. Pour les plaques résistantes de plus de 15 mm, une machine plasma CNC moderne pourrait être une meilleure option.

 

Différents matériaux en acier par découpe plasma

 

Caractéristiques de la découpe plasma

 

La machine à plasma commence à gagner une grande popularité en raison de son investissement inférieur et de sa qualité de coupe comparable, bien qu'elle ne soit pas bonne par rapport à la machine de découpe laser coupant des matériaux métalliques plus fins, et elle présente les caractéristiques suivantes :

 

 

Par conséquent, le plasma est souvent utilisé pour couper des métaux épais, par exemple pour le prototypage rapide et la conception artistique. En conclusion, la découpe plasma est une découpe de métal abordable (en particulier pour l'acier inoxydable, l'aluminium et les plaques épaisses) avec une précision inférieure à celle de la découpe laser, et elle est très populaire pour la fabrication de structures lourdes telles que la construction navale et la construction.