Scelta di un processo di taglio

	× Plasma	× Ossitaglio	× Laser	× Waterjet	× Altri attrezzi meccanici
	Ideale per il taglio di metalli tra 6 e 80 mm	Ideale per tagliare l’acciaio al carbonio spesso	Ideale per i materiali sottili o i pezzi con una tolleranza molto ridotta	Ideale per il taglio di materiali spessi o di un’ampia varietà di materiali, la qualità di taglio deve essere precisa e non devono esserci zone termicamente alterate
Caratteristiche comuni
Categoria di taglio industriale	Termico	Termico Confronto con il plasma	Termico Confronto con il plasma	Erosione	Specifiche meccaniche
Tipi di materiale	La maggior parte dei metalli	Acciaio al carbonio	Gamma dei materiali	Quasi tutto	Metallo, legno, plastica
Spessore del materiale	Fino a 80 mm	50 mm e superiore con la più ampia gamma di spessori	Tipicamente 6 mm e inferiore, ma in alcuni casi fino a 30 mm	Fino a 305 mm e superiore con modifiche al supporto del materiale	Tipicamente fino a 25 mm
Qualità di taglio	Ottima	Ottima	Eccellente	Eccezionale	Buona
Velocità nel taglio dello spessore ideale	Veloce	Veloce (anche se richiede tempo per il preriscaldamento)	Veloce	Lento	Lento
Costi operativi	$ - $$	$$	$$ (Maggiori per i laser CO2)	$$$	$$$$
Costo degli investimenti per le attrezzature	$ - $$$	$	$$$$	$$$	$ – $$$$
Portabilità	X (solo plasma ad aria)	X	–	–	X
Zona termicamente alterata	Più ampia	Più ampia	Più ristretta	Nessuna	Probabile
È necessario un involucro di sicurezza	No	No	Sì	No	No
Capacità di tagliare materiali arrugginiti o verniciati	Sì	Sì	Limitata	Sì	Sì
	Per informazioni sul plasma	Per informazioni sull’ossitaglio	Per informazioni sul laser	Per informazioni sul waterjet

Materiali

Tipo

Alcuni processi possono tagliare soltanto certi tipi di materiali. Per esempio, l’ossitaglio può tagliare soltanto l’acciaio al carbonio, il plasma può tagliare soltanto i metalli conduttivi elettricamente, mentre il waterjet e il laser possono tagliare una gamma di materiali.

Spessore

Alcuni processi hanno più successo con spessori diversi. In genere, il laser è usato più spesso per tagliare materiali più sottili, il plasma è usato su materiali con spessori medi, e l’ossitaglio è usato per tagliare acciaio al carbonio con spessori molto alti. Il waterjet può tagliare gli spessori più elevati.

Qualità di taglio

Diverse applicazioni di taglio richiedono livelli diversi di qualità di taglio. Questo è importante perché il bordo di taglio è visibile a chi compra il pezzo o il prodotto finito. In altri casi, la qualità di taglio è importante per il suo impatto sui processi a valle come la saldatura o la verniciatura. I tagli pronti per la saldatura riducono la necessità delle operazioni di preparazione per la saldatura snellendo la produzione e riducendo i costi di manodopera. Esistono anche casi in cui la qualità di taglio è di importanza minore e gli operatori possono optare per barattare la qualità di taglio con una maggiore produzione.

La qualità di taglio è determinata da un numero di fattori che includono:

• Il movimento della macchina di taglio

• Se il livello di alimentazione della macchina è associato bene allo spessore del materiale da tagliare

• Che tipo di gas (oppure di abrasivo nel caso del waterjet) viene utilizzato

• Se le impostazioni della macchina e dei consumabili di taglio sono associate correttamente

In alcuni processi, soprattutto l’ossitaglio, le capacità dell’operatore possono costituire la variabile più importante nel determinare la qualità di taglio. Altri processi non fanno affidamento così tanto sulle capacità dell’operatore e se la competenza di processo può essere integrata all’interno del software di taglio, come per la Tecnologia SureCut™ di Hypertherm, la necessità di operatori esperti si riduce ulteriormente.

La qualità di un taglio si valuta in base alle proprietà che seguono:

• Angolarità – il taglio migliore è quello con angolo ridotto o assente

• Larghezza o ampiezza del taglio – una larghezza o ampiezza di taglio più ridotta consente un maggiore dettaglio del pezzo

• Tolleranza – tolleranze più ampie stanno a significare un taglio più preciso e ripetibile

• Dimensione della zona interessata dal calore – una zona più ridotta protegge meglio l’integrità del metallo e ha un impatto sulla fattibilità di altri processi come la saldatura e l’incisione.

• Bava – in genere è meglio se è poca (la bava è metallo che si fonde durante il processo di taglio e rimane attaccato ai bordi del taglio)

• Qualità del bordo – livello di levigatezza della finitura

• Prestazioni del controllo di altezza torcia (THC)

Produttività

La produttività viene spesso erroneamente messa a confronto con la velocità di taglio. Anche se è un fattore importante, esistono anche altri fattori da tenere in considerazione. Ad esempio:

• La quantità di tempo richiesta per la programmazione

• Il tempo necessario per l’impostazione del lavoro sulla macchina di taglio

• Il tempo necessario per preparare (o preriscaldare) il sistema per il taglio

• Il numero di teste di taglio che la macchina può accettare

• Efficienza del software per lo schema di taglio e la sua abilità di massimizzare il tempo di taglio e ridurre il movimento non necessario della testa di taglio

• Capacità di scaricare i pezzi mentre il sistema sta eseguendo un taglio

• Capacità di eseguire processi multipli su una sola macchina, per esempio, il taglio di contorni, il taglio delle scanalature e dei fori interni e il taglio inclinato

• Integrazione di sistemi per eseguire lavori paralleli come il pre-flusso durante l’attraversamento o il rilevamento dell’altezza iniziale riuscendo a migliorare la tempistica del processo

• Riduzione o eliminazione del tempo necessario per lavorazioni secondarie come la molatura mediante il miglioramento della qualità dei pezzi che escono dalla macchina di taglio

Costi operativi

Sono molti i fattori che possono influire sul costo complessivo del funzionamento di un sistema di taglio: consumabili, alimentazione, gas, manutenzione, ecc.

Il costo della manodopera è anch’esso un elemento importante che si aggiunge ai costi operativi nella maggior parte delle zone del mondo. L’incremento del costo del lavoro e la mancanza di manodopera specializzata continua a dare impulso alla domanda di soluzioni di taglio automatiche. Per migliorare ulteriormente i costi operativi, si può valutare di dotarsi di una soluzione completamente automatica che può ridurre o eliminare:

• la necessità di programmare e impostare

• lavorazioni secondarie sul CNC come la molatura per la preparazione alla saldatura

• la necessità di più macchine che eseguono operazioni con processi multipli come taglio, marcatura e taglio inclinato

L’utilizzo del materiale è un altro elemento che si aggiunge ai costi operativi. Anche se in molti casi è possibile recuperare alcuni costi vendendo il materiale inutilizzato o il materiale di scarto, è molto più vantaggioso incrementare l’utilizzo di questo materiale in primo luogo perché si producano meno rifiuti. Sono vari i fattori che contribuiscono all’utilizzo del materiale, in particolare, il software CAD/CAM che determina lo schema di taglio e dirige il movimento di taglio.

Nel calcolo dei costi operativi, è importante evitare di calcolare semplicemente il costo orario e concentrarsi invece sul costo al pezzo o al piede. Perché? Il funzionamento di un sistema che costa ~$ 17,96 EUR l’ora ma che produce solo due pezzi l’ora non è efficiente come uno che costa  ~$ 17,96 EUR l’ora ma produce 100 pezzi.

Una valutazione ancora più approfondita dei costi operativi richiede la comprensione del costo totale per la produzione di un pezzo completo, tra cui i processi a valle per preparare il pezzo per la saldatura o la verniciatura, o semplicemente la finitura del pezzo per finalità estetiche. Quando i processi a valle e il tempo di lavorazione a macchina e i costi di manodopera che richiedono possono essere ridotti mediante miglioramenti al processo di taglio, il costo totale per pezzo completato può essere ridotto.

Un elemento spesso trascurato in un sistema di taglio sono le prestazioni del Controllo di altezza torcia (THC).  Un controllo di altezza ad alte prestazioni è in grado di impostare un processo automatico attraverso il CNC o il programma pezzi per:

• ridurre o eliminare gli errori comuni di impostazione

• compensare l’usura dell’elettrodo per massimizzare la durata dei consumabili

• mantenere un’altezza adeguata per un’angolarità di taglio ottimale

• rilevare le collisioni della torcia proteggendo la torcia da eventuali danneggiamenti

Costo dell’investimento per le attrezzature

Il costo totale del sistema include il costo del generatore e della torcia (o testa di taglio nel caso di waterjet e laser), oltre al costo del banco da taglio o robot, Controllo Numerico Computerizzato (CNC), software di programmazione e altri prodotti come il controllo dei fumi, il trattamento dell’acqua, la rimozione e il riciclo dell’abrasivo e così via. In genere i sistemi ossitaglio hanno il costo di investimento più basso, seguiti dai sistemi plasma e waterjet, con i sistemi laser che generalmente hanno i costi di investimento più alti.

Il costo totale di un dato tipo di sistema di taglio può variare ampiamente. Per esempio il costo di un banco da taglio X-Y può variare di molto tra due produttori diversi, anche quando entrambe le macchine usano lo stesso generatore plasma, la stessa torcia, lo stesso controllo di altezza torcia, lo stesso CNC e lo stesso software di programmazione Hypertherm. In questi casi è importante capire le ragioni di questa differenza. Uno dei tavoli offre un controllo del moto superiore? Una delle due macchine è un prodotto più durevole o affidabile? Uno dei due produttori offre formazione, manutenzione e assistenza post vendita di livello superiore?

Considerazioni sull’ambiente

Le aziende di tutto il mondo stanno fissando sempre di più obiettivi per ridurre l’impatto ambientale, e i costi, delle loro operazioni. Per molti, la riduzione del consumo energetico e lo spreco di materiale rappresenta il modo per ridurre l’impatto sull’ambiente e per ridurre i costi operativi. I moderni sistemi di taglio ad alta efficienza e i software avanzati CAD/CAM possono apportare vantaggi significativi. L’utilizzo di sistemi a circuito chiuso per il riciclo dell’acqua e dell’abrasivo nel taglio waterjet può ridurre anche i costi per l’ambiente e i costi operativi. In aggiunta, l’apparecchiatura che può essere facilmente aggiornata, venduta o riciclata può contribuire a ridurre i costi totali del ciclo di vita.

Per noi di Hypertherm la riduzione dei rifiuti ambientali rientra nel nostro impegno complessivo di riduzione dei rifiuti e riduzione dei costi attraverso l’applicazione dei processi e strumenti Lean Six Sigma.