Wybór procesu cięcia

	× Plazma	× Paliwo tlenowe	× Laser	× Strumień wody	× Inne narzędzia mechaniczne
	Najlepsze rozwiązanie do cięcia metalu o grubości od 6 do 80 mm	Najlepsze rozwiązanie do cięcia grubej stali miękkiej	Najlepsze rozwiązanie do cięcia cienkich materiałów lub części wymagających zachowania bardzo ścisłych tolerancji	Najlepiej sprawdza się w przypadku cięcia grubego materiału lub różnorodnych materiałów, gdy wymagana jest precyzyjna jakość cięcia i brak strefy nagrzewania
Wspólne atrybuty
Kategoria cięcia przemysłowego	Termiczne	Termiczne Porównanie z systemem plazmowym	Termiczne Porównanie z systemem plazmowym	Erozyjne	Mechaniczne
Typy materiałów	Większość metali	Stal miękka	Różne materiały	Prawie wszystko	Metal, drewno, tworzywa sztuczne
Grubość materiału	Do 80 mm	Co najmniej 50 mm w najszerszym zakresie grubości	Zwykle nie więcej niż 6 mm, ale w niektórych przypadkach do 30 mm	Do 305 mm lub więcej z modyfikacjami podłoża materiału	Zwykle do 25 mm
Jakość cięcia	Bardzo dobra	Bardzo dobra	Doskonała	Wyjątkowa	Dobra
Szybkość podczas cięcia przy idealnej grubości	Szybko	Szybko (ale wymaga czasu wstępnego nagrzewania)	Szybko	Wolno	Wolno
Koszty eksploatacji	$–$$	$$	$$ (Wyższe niż w laserze CO2)	$$$	$$$$
Kapitałowe koszty sprzętu	$–$$$	$	$$$$	$$$	$–$$$$
Przenośność	X (tylko plazma powietrzna)	X	–	–	X
Strefa nagrzewania	Większa	Większa	Mniejsza	Brak	Być może
Wymagana obudowa ochronna	Nie	Nie	Tak	Nie	Nie
Możliwość cięcia zardzewiałych lub malowanych/lakierowanych materiałów	Tak	Tak	Z ograniczeniami	Tak	Tak
	Dowiedz się więcej o systemach plaz mowych	Dowiedz się więcej o systemach paliwowo-tlenowych	Dowiedz się więcej o systemach laserowych	Dowiedz się więcej o systemach strumienia wody

Materiały

Typ

Niektóre procesy pozwalają ciąć wyłącznie pewne konkretne typy materiałów. Na przykład proces paliwowo-tlenowy pozwala ciąć wyłącznie stal miękką, proces plazmowy tnie wyłącznie metale przewodzące prąd elektryczny, natomiast systemy strumienia wody i lasera mogą ciąć różnorodne materiały.

Grubość

Niektóre procesy nadają się lepiej do konkretnych grubości. Zasadniczo laser jest najczęściej używany do cięcia cienkich materiałów, plazma do cięcia materiałów o grubości od średniej do grubej, a systemy paliwowo-tlenowe są stosowane do cięcia bardzo grubej stali miękkiej. Strumień wody tnie w całym zakresie grubości.

Jakość cięcia

Różne zastosowania cięcia wymagają różnych poziomów jakości cięcia. Może to być ważne, ponieważ cięta krawędź jest widoczna dla nabywcy gotowej części lub produktu. W pozostałych przypadkach jakość cięcia liczy się ze względu na jej wpływ na następne procesy, takie jak spawanie i lakierowanie. Dobrej jakości cięcia nie wymagają przygotowania do spawania, co usprawnia produkcję i zmniejsza koszty robocizny. Czasami zdarza się też, że jakość cięcia ma mniejsze znaczenie, a operatorzy mogą poświęcić ją w celu osiągnięcia lepszej przepustowości.

Jakość cięcia zależy od kilku czynników:

• Ruch maszyny tnącej

• Dopasowanie poziomu mocy maszyny do grubości ciętego materiału

• Stosowane gazy (w przypadku systemu strumienia wody — ścierniwo)

• Prawidłowość dobrania ustawień maszyny i materiałów eksploatacyjnych używanych do cięcia

W przypadku pewnych procesów, szczególnie cięcia paliwowo-tlenowego, najważniejszą zmienną wpływającą na jakość cięcia mogą być umiejętności operatora. Inne procesy nie polegają tak bardzo na operatorze. Gdy w oprogramowanie do cięcia jest wbudowana specjalistyczna wiedza o procesie, na przykład technologia Hypertherm SureCut™, umiejętności operatora nie mają już takiego znaczenia.

Jakość cięcia można ocenić na podstawie następujących właściwości:

• Kątowość — cięcie o najmniejszym kącie jest uważane za najlepsze

• Szczelina lub szerokość — mniejsza szerokość szczeliny zapewnia dokładniejsze detale części

• Tolerancja — dokładna tolerancja oznacza bardziej precyzyjne i powtarzalne cięcie

• Rozmiar strefy nagrzewania — mniejsza strefa lepiej chroni integralność metalu i wpływa na takie inne procesy, jak spawanie czy gwintowanie

• Żużel — zasadniczo im mniej żużlu, tym lepiej (żużel to metal, który topi się podczas cięcia i przywiera do krawędzi cięcia)

• Jakość krawędzi — gładkość wykończenia

• Wydajność kontrolera wysokości palnika (THC)

Produktywność

Często sądzi się, że produktywność zależy tylko od szybkości cięcia. Mimo że odgrywa ona dużą rolę, należy wziąć pod uwagę również inne czynniki. Przykład:

• Czas wymagany na programowanie

• Czas wymagany na ustawienie pracy na maszynie tnącej

• Czas wymagany na przygotowanie (lub podgrzanie) systemu do cięcia

• Liczba głowic tnących, jaką może obsłużyć maszyna

• Efektywność oprogramowania do rozmieszczania oraz jego zdolność minimalizacji czasu cięcia oraz zmniejszenia liczby niepotrzebnych ruchów głowicy

• Możliwość bezpiecznego rozładowania części podczas cięcia systemem

• Możliwość wykonywania wielu procesów na jednej maszynie, np. cięcie konturów, wycinanie wewnętrznych szczelin i otworów oraz ukosowanie

• Czas procesu można skrócić poprzez integrację dodatkowych systemów w celu równoległego wykonywania takich zadań, jak wstępny przepływ podczas przejścia poprzecznego lub wykrywania wysokości początkowej

• Czas wymagany na takie dodatkowe operacje, jak szlifowanie, można skrócić lub wyeliminować poprzez poprawę jakości części odbieranych z maszyny tnącej

Koszty eksploatacji

Na ogólny koszt eksploatacji systemu cięcia ma wpływ wiele czynników: materiały eksploatacyjne, zasilanie, gaz, konserwacja itp.

Koszt robocizny to również ważny składnik kosztów eksploatacji w większości regionów świata. Wzrost stawek robocizny i brak wykwalifikowanej siły roboczej zwiększa zapotrzebowanie na zautomatyzowane rozwiązania do cięcia. Aby jeszcze bardziej zmniejszyć koszty eksploatacji, warto rozważyć zastosowanie w pełni automatycznego rozwiązania, które wyeliminuje lub zmniejszy:

• konieczność programowania i ustawiania systemu CNC

• liczbę dodatkowych operacji, takich jak szlifowanie przed spawaniem

• konieczność używania więcej niż jednej maszyny do wykonywania wielu procesów, takich jak cięcie, znakowanie i ukosowanie

Wykorzystanie materiału to kolejny ważny składnik kosztów eksploatacji. Podczas gdy niejednokrotnie pewne koszty można odzyskać poprzez sprzedaż nieużywanego materiału lub odpadów, znacznie lepszym pomysłem jest wykorzystanie tego materiału w taki sposób, aby odpadów po prostu było mniej. Na poziom wykorzystania materiałów wpływa wiele czynników. Najważniejszym jest oprogramowanie CAD/CAM, które rozmieszcza części na płaszczyźnie i programuje polecenia ruchu cięcia.

Podczas ustalania kosztów eksploatacji nie należy obliczyć tylko kosztu na jedną godzinę, lecz skoncentrować się na koszcie wytworzenia jednej części lub koszcie jednego metra. Dlaczego? System, który generuje koszt ok. 17,96 EUR (20 USD) na godzinę pracy, ale produkuje tylko dwie części na godzinę nie jest tak wydajny, jak system, który kosztuje ok. 17,96 EUR (20 USD) na godzinę ,ale produkuje 100 części.

Jeszcze bardziej szczegółowa ocena kosztów eksploatacji wymaga poznania całkowitego kosztu wyprodukowania gotowej części, który obejmuje późniejsze procesy przygotowujące część do spawania lub lakierowania czy po prostu wykończenie estetyczne części. Jeśli można ograniczyć późniejsze procesy — oraz związany z nimi czas pracy maszyny i koszt robocizny — za pomocą ulepszeń procesu cięcia, łączny koszt gotowej części zmniejszy się.

Jedną z często pomijanych kwestii dotyczących systemu cięcia jest wydajność kontrolera wysokości palnika (THC).  Dobrze działający kontroler wysokości oferuje możliwość automatycznego ustawienia procesu za pomocą systemu CNC lub programu części, co przekłada się na:

• zmniejszenie lub wyeliminowanie częstych błędów ustawiania

• kompensację zużycia elektrody umożliwiającą maksymalizację trwałości materiałów eksploatacyjnych

• utrzymanie prawidłowej wysokości palnika gwarantujące optymalną kątowość cięcia

• zapobieganie uszkodzeniu palnika poprzez wykrywanie kolizji

Kapitałowe koszty sprzętu

Łączny koszt systemu obejmuje koszt zasilacza i palnika (lub głowicy tnącej w przypadku strumienia wody i lasera), jak również koszt stołu cięcia lub robota, systemu komputerowego sterowania numerycznego (CNC, Computer Numerical Control), oprogramowania używanego do programowania oraz koszt takich innych produktów, jak układ kontroli spalin, układ uzdatniania wody, układ usuwania i recyklingu ścierniwa itp. Zasadniczo najniższymi kosztami kapitałowymi charakteryzują się systemy paliwowo-tlenowe, następne są systemy plazmowe i strumienia wody. Najwyższe koszty towarzyszą systemom laserowym.

Łączny koszt systemu cięcia jednego typu może znacznie się różnić. Na przykład koszt stołu cięcia X-Y dwóch różnych producentów może być zupełnie inny nawet wtedy, gdy obie maszyny wykorzystują ten sam zasilacz plazmy, palnik, kontroler wysokości palnika i system CNC oraz oprogramowanie programujące Hypertherm. W takich przypadkach warto poznać przyczynę różnicy. Czy jeden ze stołów oferuje lepszy układ kontroli ruchu? Czy jedna z maszyn jest produktem bardziej wytrzymałym lub trwałym? Czy jeden z producentów oferuje lepsze szkolenia, usługi i wsparcie posprzedażowe?

Kwestie środowiskowe

Firmy z całego świata stawiają przed sobą coraz bardziej ambitne cele związane z ochroną środowiska oraz dążą do zmniejszania kosztów prowadzonej działalności. Dla wielu z nich zmniejszenie zużycia energii i ilości odpadów materiałowych pozwala ograniczyć szkodliwy wpływ na środowisko oraz ograniczyć koszty eksploatacji. Znaczne korzyści mogą im zagwarantować nowoczesne, bardzo wydajne systemy cięcia oraz zaawansowane oprogramowanie CAD/CAM. Koszty dotyczące ochrony środowiska oraz koszty eksploatacji można także zmniejszyć, wyposażając systemy cięcia strumieniem wody w działające w zamkniętym układzie systemy recyklingu wody i ścierniwa. Ponadto sprzęt, który można z łatwością zmodyfikować, sprzedać lub oddać do recyklingu, może pomóc w ograniczeniu łącznych kosztów związanych z cyklem życia produktu.

W Hypertherm zmniejszanie ilości odpadów środowiskowych stanowi element naszych ogólnych starań zmierzających ku ograniczeniu śladu środowiskowego oraz unikaniu kosztów poprzez zastosowanie narzędzi i procesów Lean Six Sigma.