Choisir un procédé de coupage

	× Plasma	× Oxygaz	× Laser	× Jet d’eau	× Autres outils mécaniques
	Idéal pour la coupe de métal de 6 à 80 mm (1/4 po à 3 po) d’épaisseur	Idéal pour la coupe de l’acier au carbone épais	Idéal pour les matériaux minces ou les pièces exigeant des tolérances très serrées	Idéal pour la coupe de matériaux épais ou de matériaux variés, pour une qualité de coupe précise ou pour éviter qu’une zone soit touchée par la chaleur
Caractéristiques courantes
Catégorie de coupe industrielle	Thermique	Thermique Comparer au plasma	Thermique Comparer au plasma	Érosif	Mécanique
Types de matériaux	La plupart des métaux	Acier au carbone	Plage de matériaux	Pratiquement tous les matériaux	Métal, bois, plastique
Épaisseur du matériau	Jusqu’à 80 mm (3 po)	50 mm (2 po) et plus avec la plus large plage d’épaisseurs	Généralement 6 mm (1/4 po) et moins, mais parfois jusqu’à 30 mm (1,25 po)	Jusqu’à 305 mm (12 po) et plus avec des modifications au support du matériau	Généralement jusqu’à 25 mm (1 po)
Qualité de coupe	Très bonne	Très bonne	Excellente	Exceptionnelle	Bonne
Vitesse lors de la coupe de l’épaisseur idéale	Rapide	Rapide Rapide (mais nécessite un temps de préchauffage)	Rapide	Lente	Lente
Coûts de fonctionnement	$ – $$	$$	$$ (plus élevés pour les lasers au CO2)	$$$	$$$$
Coût de l’investissement en équipement	$ – $$$	$	$$$$	$$$	$ – $$$$
Portabilité	X (plasma à air uniquement)	X	–	–	X
Zone affectée par la chaleur	Plus grande	Plus grande	Plus petite	Aucune	Peut-être
Enceinte de protection requise	Non	Non	Oui	Non	Non
Capacité à couper des matériaux rouillés ou peints	Oui	Oui	Avec limites	Oui	Oui
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Matériaux

Type

Certains processus couperont uniquement certains types de matériaux. Par exemple, l’oxygaz ne coupe que l’acier au carbone, le plasma ne coupe que les métaux conducteurs, alors que le jet d’eau et le laser peuvent couper toute une plage de matériaux.

Épaisseur

Certains processus sont mieux adaptés à certaines épaisseurs. Généralement, le laser est plus fréquemment utilisé pour couper des matériaux fins, le plasma pour couper des matériaux moyens et épais et l’oxygaz sert à couper l’acier au carbone très épais. Le jet d’eau peut couper toutes les épaisseurs.

Qualité de coupe

Les différentes applications de coupe nécessitent différents niveaux de qualité de coupe. Cela peut avoir son importance car l’arête coupée sera visible par l’acheteur de la pièce finie ou du produit. Dans d’autres cas, la qualité de coupe est importante à cause de son impact dans les processus en aval, tels que le soudage ou la peinture; les coupes prêtes à souder réduisent le temps de préparation à la soudure, rationalisant la production et réduisant les coûts de main-d’œuvre. Il existe également des moments où la qualité de coupe est moins importante et les opérateurs peuvent favoriser la productivité sur la qualité de coupe.

La qualité de coupe est déterminée par plusieurs facteurs dont :

• Le mouvement de la machine de coupe

• Si le niveau de puissance de la machine est adapté à l’épaisseur du matériau à couper

• Les gaz (ou dans le cas du jet d’eau, abrasif) utilisés

• Si les réglages de la machine et les consommables sont adaptés

Dans certains processus, surtout avec le coupage oxygaz, la compétence de l’opérateur peut constituer le facteur le plus important pour déterminer la qualité de coupe. D’autres processus sont moins dépendants des compétences de l’opérateur et, lorsque l’expertise du processus peut être intégrée au logiciel de coupe, comme avec la technologie SureCut™ d’Hypertherm, cela réduit davantage le besoin en opérateurs compétents.

La qualité d’une coupe est évaluée selon les propriétés suivantes :

• Angularité : une coupe sans ou avec très peu d’angle est considérée comme meilleure

• Saignée ou largeur : une saignée de largeur réduite permet d’obtenir des détails plus fins

• Tolérance : des tolérances plus serrées signifient des coupes renouvelables plus précises

• Taille de la zone thermiquement affectée : une zone réduite protège mieux l’intégrité du métal et impacte la viabilité des autres processus tels que le soudage et le taraudage

• Scories : il est préférable d’en avoir le moins possible (les scories proviennent de la fonte du métal pendant la coupe et restent attachées aux arêtes de la

• Qualité de l’arête : la netteté de la finition

Productivité

La productivité est souvent assimilée à tort uniquement à la vitesse de coupe. Bien qu’elle soit importante, plusieurs autres facteurs doivent être pris en compte. Par exemple :

• Temps nécessaire à la programmation

• Temps nécessaire pour la mise en place de la tâche sur la machine à couper

• Temps nécessaire pour préparer (ou préchauffer) le système pour couper

• Nombre de têtes de coupe que la machine peut accepter

• Efficacité du logiciel d’imbrication et sa capacité à maximiser le temps de coupe et réduire les mouvements inutiles de la tête

• Capacité à décharger les pièces en toute sécurité pendant la coupe

• Capacité à effectuer de multiples processus sur une machine, par exemple, couper les contours, couper les logements et les trous internes et le chanfreinage

• Intégration des systèmes pour effectuer des tâches en parallèle telles que le prégaz pendant le mouvement ou le détecteur de hauteur de torche initiale (IHS) peut réduire la durée du processus

• Temps nécessaire pour les opérations secondaires telles que le meulage, pouvant être réduit ou éliminé par l’amélioration de la qualité des pièces produites par la machine à couper

Coûts de fonctionnement

De nombreux facteurs peuvent impacter l’ensemble des coûts de fonctionnement d’un système de coupe : consommables, alimentation, gaz, entretien, etc.

Les coûts de main-d’œuvre contribuent également aux coûts de fonctionnement de manière significative dans la plupart des pays; les coûts croissants de main-d’œuvre et le manque de main-d’œuvre qualifiée continuent à pousser la demande pour trouver des solutions de coupe automatiques. Pour améliorer encore plus les coûts de fonctionnement, regardez une solution entièrement automatisée qui peut réduire ou éliminer :

• Le besoin de programmation et la préparation de la CNC

• Les opérations secondaires telles que le meulage pour la préparation au soudage

• Le besoin d’une autre machine pour effectuer plusieurs processus tels que la coupe, le marquage et le chanfreinage

L’utilisation du matériau est un autre élément important qui influence les coûts de fonctionnement. Bien qu’il soit souvent possible de récupérer une partie des coûts en vendant le matériau non utilisé ou les déchets, il est bien plus rentable d’augmenter l’utilisation du matériau afin de produire moins de déchets en premier lieu. Une variété de facteurs contribue à l’utilisation du matériau, dont le logiciel CAO/FAO qui détermine l’imbrication de la pièce et dirige le mouvement de la coupe.

Lors du calcul des coûts de fonctionnement, il est important de ne pas seulement calculer le coût par heure et de se concentrer plutôt sur le coût par pièce ou le coût par pied. Pourquoi cela? Un système qui coûte 17,96 EUR (20 $) par heure mais qui ne produit que deux pièces par heure est loin d’être aussi efficace qu’un système qui coûte 17,96 EUR (20 $) par heure mais qui produit 100 pièces.

Une évaluation encore plus approfondie des coûts de fonctionnement nécessite une compréhension du total des coûts pour produire une pièce entière, dont les processus en aval pour préparer la pièce pour le soudage ou la peinture ou pour simplement terminer la pièce à des fins esthétiques. Lorsque des processus en aval (et le temps-machine ainsi que les coûts de main-d’œuvre qu’ils nécessitent) peuvent être réduits par le biais d’améliorations dans les processus de coupe, le coût total par pièce finie peut être réduit.

Un domaine souvent oublié dans les systèmes de coupe est le rendement du dispositif de réglage en hauteur de la torche (THC). Un réglage en hauteur hautement performant a la capacité de préparer les processus automatisés par la CNC ou le programme de la pièce pour :

• Réduire ou éliminer les erreurs de préparation habituelles

• Compenser l’usure de l’électrode pour maximiser la durée de vie du consommable

• Maintenir la hauteur appropriée pour une angularité optimale de la coupe

• Détecter les collisions de torche pour protéger la torche de dommages

Coût des investissements en équipement

Le coût total du système comprend le coût de la source de courant et de la torche (ou de la tête de coupe dans le cas du jet d’eau et du laser), ainsi que le coût de la table de coupe ou du robot, la CNC (commande numérique par ordinateur), le logiciel de programmation et les autres produits tels que le contrôle des fumées, le traitement de l’eau, l’élimination et le recyclage de l’abrasif, et ainsi de suite. Normalement, les systèmes oxygaz ont le coût en investissement le plus bas, suivis par les systèmes plasma et à jet d’eau, et les systèmes laser représentent habituellement l’investissement le plus important.

Le coût total d’un système de coupe peut fortement varier. Par exemple, le coût d’une table de coupe X-Y peut beaucoup varier entre deux fabricants, même lorsque les deux machines utilisent la même source de courant, torche, dispositif de réglage en hauteur de la torche, CNC et logiciel de programmation laser Hypertherm. Dans ces cas, il est important de comprendre les raisons de cette différence. Est-ce qu’une table propose un contrôle plus important du mouvement? Est-ce que l’un des produits est plus résistant ou fiable que l’autre? Est-ce que l’un des fabricants propose une formation après-vente, un service et une assistance de meilleure qualité?

Considérations environnementales

Les entreprises partout dans le monde établissent de plus en plus des objectifs de réduction de l’impact environnemental (et du coût) de leur exploitation. Pour bon nombre d’entre elles, la réduction de la consommation énergétique représente un moyen pour réduire l’impact environnemental ainsi que leurs coûts de fonctionnement. Les systèmes CAO/FAO modernes, très efficaces et avancés peuvent présenter de nombreux avantages. L’utilisation de systèmes de circuit fermé pour le recyclage de l’eau et de l’abrasif dans la coupe à jet d’eau peut également réduire les coûts environnementaux ainsi que les coûts de fonctionnement. De plus, l’équipement peut facilement être mis à niveau, vendu ou recyclé ce qui peut réduire le coût total du cycle de vie du produit.

Chez Hypertherm, nous réduisons les déchets environnementaux dans le cadre de notre réduction de déchets et prévention des coûts par le biais des processus et outils Lean Six Sigma.