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La machine de découpe à la flamme est un équipement de découpe qui utilise du gaz avec de l'oxygène ou de l'essence avec de l'oxygène pour couper des matériaux métalliques. L’oxycoupage utilise un mélange d’oxygène et d’acétylène pour couper les métaux. La flamme chauffe la tôle à haute température, en brûle une petite partie et forme une coupure. Les machines de découpe laser utilisent des faisceaux laser extrêmement puissants pour couper avec précision les matériaux. La découpe laser est très adaptée aux découpes complexes et de haute précision, tandis que la découpe à la flamme est plus adaptée aux matériaux plus épais. Cet article explorera les différences entre les machines de découpe laser et les machines d'oxycoupage en présentant et en analysant leurs avantages et leurs inconvénients.
Qu’est-ce que le coupage à la flamme ?
Principe du coupage à la flamme
L’oxycoupage est une méthode courante pour l’usinage grossier des tôles d’acier. L’oxycoupage, également connu sous le nom de coupage à l’oxygène, utilise un mélange gazeux oxygène-acétylène pour couper les métaux. La flamme est dirigée sur le matériau qui est ensuite chauffé à haute température et brûlé. La conception de la torche d'oxycoupage fournit suffisamment d'oxygène pour brûler l'oxyde de fer afin de garantir un bon effet de coupe. Cette méthode peut couper de nombreux types de métaux, mais elle convient mieux aux matériaux plus épais. Ce processus est assez simple et rentable, ce qui en fait un choix populaire pour de nombreuses entreprises de transformation de tôle.
Les appareils de coupage à la flamme comprennent généralement des chalumeaux, des bouteilles d'oxygène et des bouteilles d'acétylène. Le gaz est transporté jusqu’au chalumeau via un tuyau. Les étincelles émises par la torche enflamment les gaz oxygène et acétylène, qui brûlent à une température suffisante pour provoquer l'évaporation du métal. La température maximale de ce processus est d'environ 3 500 ℃, ce qui signifie que même les métaux à point de fusion élevé peuvent être coupés de cette manière.
Machine de découpe à la flamme
La machine de découpe à la flamme est composée d'un chalumeau, d'un mécanisme de longueur fixe et d'un dispositif de nettoyage des joints de coupe qui fonctionne de la même manière qu'un pistolet à flamme. Il existe des mécanismes de mesure mécaniques, impulsionnels et photoélectriques qui permettent d'obtenir une mesure automatique. Le dispositif de nettoyage des joints de coupe est spécialement conçu pour nettoyer les résidus collés au joint de coupe afin d'éviter d'affecter la qualité de surface de l'acier pendant le laminage. La méthode de nettoyage consiste à gratter les résidus collants avec un grattoir, ainsi qu'à utiliser un ensemble de marteaux tranchants rotatifs à grande vitesse pour éliminer les résidus collants et les bavures. Les machines d'oxycoupage sont souvent utilisées comme équipement de coupe en ligne pour les billettes d'acier après les machines de coulée continue, coupant des billettes de grande section, des brames et des billettes de gros tubes. Ils sont également utilisés pour couper des tôles d'acier finies d'une épaisseur supérieure à 50 mm.
La machine de découpe à la flamme CNC est le premier équipement de découpe CNC appliqué. L'introduction de la technologie CNC dans l'oxycoupage a permis d'automatiser l'ensemble du processus de découpe, améliorant considérablement la qualité de découpe des tôles d'acier (amplitude de taille et qualité de découpe, qui peut remplacer certains traitements mécaniques), une efficacité de production élevée (coupe continue, découpe multi-pistolets ) et une utilisation élevée des matériaux (découpe nesting).
Qualité de coupe de la machine de découpe à la flamme
La qualité de la découpe dépend non seulement des performances, du degré de flûte et de la fiabilité des machines-outils CNC, mais également étroitement liée à la qualité du gaz utilisé, à la qualité des programmes de découpe et à la qualité des opérateurs. Les problèmes courants des machines d'oxycoupage en production sont la déformation de la coupe, la surface rugueuse de la surface de coupe et les taches graves. Pour réduire la déformation de coupe, un processus de commutation raisonnable (point de départ de coupe, direction et séquence) doit être sélectionné, et un pontage (coupe intermittente) doit être envisagé. Le support de la plaque d'acier doit être plat et stable, et la sécheresse de la plaque d'acier doit être améliorée. L'amélioration de la pureté et de la stabilité de la pression de l'oxygène et de l'acétylène est la garantie fondamentale pour améliorer l'efficacité des machines d'oxycoupage CNC et obtenir des surfaces de coupe de haute qualité. En utilisant la découpe à l'oxygène liquide, la qualité de la surface de coupe est considérablement améliorée grâce à une pression stable et une pureté supérieure à 99,5%. Il y a très peu de scories suspendues et la vitesse de coupe est grandement améliorée.
Système de contrôle de machine de découpe à la flamme
Le système d'imbrication de programmation assistée par ordinateur est un équipement de support pour les machines de découpe CNC. C'est la garantie fondamentale pour programmer rapidement et correctement les programmes CNC et améliorer le taux d'utilisation des matériaux en tôle d'acier. La programmation assistée par ordinateur implique la saisie de graphiques de pièces. Il se compose de quatre étapes principales : l'inclinaison, le processus de découpe et le post-traitement. La qualité d'un logiciel de programmation se reflète principalement dans la vitesse de saisie graphique et d'imbrication, car ces deux parties occupent la plus grande partie du temps de tout le travail de programmation. Il doit avoir une saisie graphique rapide et une inspection et une modification pratiques. L'imbrication dispose de fonctions d'imbrication multi-niveaux et de disposition manuelle entièrement automatiques, ainsi que de solides fonctions de gestion des pièces et de gestion de la production. Il peut déterminer automatiquement ou manuellement le processus de coupe et dispose de fonctions de pontage pratiques.
Précautions d'utilisation des machines d'oxycoupage
Au cours du processus d'utilisation d'une machine d'oxycoupage CNC pour la découpe, divers défauts de découpe surviennent souvent. Pour améliorer la qualité de découpe, voici une brève introduction aux points clés du contrôle qualité dans différentes situations de découpe :
- Points clés à prendre en compte lors de la découpe du forgeage.
En raison de l'épaisse peau d'oxyde sur la surface de la pièce forgée et du fait que le point d'inflammation de la peau d'oxyde est supérieur au point de fusion, une interruption de la coupe est susceptible de se produire pendant la coupe, ce qui entraîne une diminution de la qualité de coupe et de l'efficacité du travail. . Par conséquent, lors de la découpe de pièces forgées, la peau d'oxyde sur les surfaces supérieure et inférieure de la zone de découpe doit être retirée avant la découpe afin d'améliorer la vitesse et la qualité de la découpe.
- Points clés pour éviter la déformation lors de la découpe des plaques dentées sur lit froid pour le laminage de billettes carrées.
Il est très important de contrôler la déformation de la pièce lors de la découpe. Par exemple, organiser le parcours de coupe selon une convention peut provoquer une déformation et une déviation de la pièce. Même s'il est façonné, il est difficile de répondre aux exigences de taille et le produit finira par être mis au rebut. Par conséquent, il est crucial d’organiser raisonnablement l’itinéraire de coupe de gaz.
- Points clés à prendre en compte lors de la découpe de tôles épaisses.
Lors de la découpe de tôles d'acier épaisses, la température diminue de la surface supérieure vers le bas. Au début de la découpe, la pression de l'oxygène augmente progressivement et atteint finalement une consistance dans le sens de l'épaisseur de la tôle d'acier. Cela provoque une combustion incohérente dans le sens de l'épaisseur de la plaque d'acier à la position de départ de la découpe, entraînant des défauts à l'extrémité de départ de la découpe de la pièce.
Pour éviter les défauts, les méthodes suivantes peuvent être utilisées :
- Utiliser une alimentation en arc de cercle pour augmenter la longueur du fil en ligne et éviter les points d'entrée directs. Cette méthode est très efficace et est largement utilisée en production, mais son inconvénient est le gaspillage de matériaux.
- Utilisez des tiges d'allumage. La méthode consiste à augmenter l’épaisseur de la plaque d’acier d’une seule pièce au point d’entrée, sans aucun espace. La lame de coupe doit être insérée à partir de la tige d'allumage, qui guidera la flamme de l'outil de coupe vers le bas de la plaque d'acier, de sorte que la vitesse de combustion de la plaque d'acier soit constante et que la surface de coupe optimale soit obtenue. La tige d'allumage peut être remplacée par des chutes coupées. Cette méthode réduit la distance entre la pièce et le bord de la plaque, réduit la génération de chutes de coin et améliore efficacement le taux d'utilisation de la plaque. La tige d'allumage est plus pratique pour couper des plaques d'acier ultra épaisses.
Qu’est-ce que la découpe laser ?
Principe de la découpe laser
La découpe laser consiste à utiliser le laser pour découper des matériaux. Le traitement de découpe au laser remplace les couteaux mécaniques traditionnels par des faisceaux de lumière invisibles. Il présente les caractéristiques d'une haute précision, d'une coupe rapide, sans se limiter aux limitations du modèle de coupe, d'une mise en page automatique permettant d'économiser des matériaux, d'une coupe fluide et de faibles coûts de traitement. Il améliorera ou remplacera progressivement les équipements traditionnels de découpe des métaux. Le faisceau laser est concentré à travers une lentille qui le focalise ensuite sur une zone spécifique. Ce faisceau laser est très puissant et peut couper des matériaux avec une grande précision et précision. La découpe laser a de bons effets sur des matériaux tels que l'acide acrylique, le bois, le papier et le métal. La partie mécanique de la lame laser n'entre pas en contact avec la pièce, elle ne provoquera donc pas de rayures sur la surface de la pièce pendant le fonctionnement. La vitesse de découpe au laser est rapide, l'incision est lisse et plate et ne nécessite généralement pas de traitement ultérieur. La zone affectée par la chaleur de coupe est petite, la déformation de la plaque est faible et le joint de coupe est étroit (0,1 mm ~ 0,3 mm). L'incision ne présente aucune contrainte mécanique ni bavure de cisaillement. Haute précision d'usinage, bonne répétabilité et aucun dommage à la surface du matériau. La programmation CNC peut traiter n'importe quel dessin plat et couper de grandes planches entières sans avoir besoin de moules, ce qui est économique et permet de gagner du temps. Il peut également vous permettre de créer des conceptions complexes difficiles, voire impossibles à réaliser avec l’oxycoupage.
Machine à découper au laser
Les machines de découpe laser sont des machines complexes et coûteuses, allant des machines de découpe laser de base aux machines de gravure laser. Ils nécessitent généralement un système de refroidissement et une alimentation haut de gamme pour fonctionner correctement. Les émetteurs laser se déplacent généralement très précisément sur les matériaux sous contrôle informatique. Des dispositifs optiques spécialisés focalisent le faisceau laser et le guident le long du chemin de découpe.
Différence entre la machine de découpe laser et la machine de découpe à la flamme
Lorsque l’on compare la découpe laser et l’oxycoupage, les facteurs clés suivants doivent être pris en compte :
1. Universalité
Une machine de découpe laser est un choix plus universel. Par rapport aux machines d'oxycoupage traditionnelles, les machines de découpe laser ont une vitesse de coupe rapide, des joints de coupe étroits, une petite zone affectée par la chaleur, une bonne circularité des bords des joints de coupe, des bords de coupe lisses et une grande variété de matériaux pouvant être découpés au laser, y compris le métal et non métallique. (Acier au carbone, acier inoxydable, acier allié, bois, plastique, caoutchouc, tissu, quartz, céramique, verre, matériaux composites, etc.). Étant donné que les machines de découpe laser sont préprogrammées, il est plus facile d’automatiser les opérations de production à grande échelle. En revanche, les machines d’oxycoupage ne peuvent couper que des matériaux métalliques.
2. Précision de coupe
La précision des machines de découpe laser est de loin supérieure à celle des machines d’oxycoupage. Le faisceau laser est focalisé sur un diamètre très fin et peut atteindre une précision allant jusqu'à 0,0005 pouces (0,0127 millimètres). L’oxycoupage ne peut pas atteindre une telle précision, c’est pourquoi la découpe laser est le choix privilégié pour les conceptions complexes ou les tolérances de précision.
La précision d'une machine de découpe laser est déterminée par les facteurs suivants.
- La taille de la condensation laser dans le générateur laser. Si le point lumineux est très petit après agrégation, la précision de coupe est très élevée, et si l'écart après coupe est également très petit. Cela indique que la précision de la machine de découpe laser est très élevée, tandis que la qualité est très élevée. Mais le faisceau émis par le laser est conique, donc les espaces découpés sont également coniques. Dans ces conditions, plus la pièce à usiner est épaisse, plus la précision est faible, ce qui entraîne un joint de coupe plus grand.
- La précision de l'établi. Si la précision de l'établi est très élevée, cela améliorera également la précision de coupe. Par conséquent, la précision de l’établi est également un facteur très important pour mesurer la précision du générateur laser.
- Le faisceau laser se condense en un cône. Lors de la découpe, le faisceau laser est conique vers le bas. Si l'épaisseur de la pièce à couper est très grande, la précision de coupe diminuera et les espaces seront très grands.
- Les différents matériaux utilisés pour la découpe peuvent également affecter la précision de la machine de découpe laser. Dans la même situation, la précision de coupe de l’acier inoxydable et de l’aluminium sera très différente. La précision de coupe de l'acier inoxydable sera plus élevée et la surface de coupe sera également plus lisse.
3. Qualité de coupe
Le faisceau laser forme une surface propre et lisse, sans bavures ni arêtes vives. Ceci est particulièrement utile lors de l'utilisation de matériaux tels que l'acrylique et le bois qui peuvent nécessiter une finition lisse. En revanche, la mise au point de la machine d'oxycoupage n'est pas très précise, ce qui peut provoquer la solidification de certains matériaux fondus sur les bords, laissant finalement une surface rugueuse.
D'une manière générale, la qualité de la découpe laser peut être mesurée par les six normes suivantes.
- Rugosité de la surface de coupe
- Taille des scories de coupe
- Couper la verticalité et la pente
- Taille du filet de pointe
- Quantité de traînée de bande
- Platitude
4. Réduire les déchets
Les déchets de matériaux générés par la découpe laser sont très faibles car le faisceau laser est très précis. En revanche, les machines d'oxycoupage font fondre beaucoup plus de matériau à la fois et peuvent également produire des bords imparfaits qui devront peut-être être aplatis plus tard. Dans l’ensemble, davantage de matériaux métalliques seront perdus.
5. Coût
En raison de la complexité des machines de découpe laser et du coût de l'équipement et des fournitures laser, une machine de découpe laser est plus chère qu'une machine d'oxycoupage.
Coût d'achat de la machine
Le prix des machines de découpe laser varie de $25800 à $122000, tandis que le prix des machines de découpe à la flamme varie de $2800 à $3500.
Cout d'opération
Le coût de fonctionnement d'une machine d'oxycoupage provient principalement de consommables bon marché tels que le gaz, l'électricité à transmission mécanique et les buses de découpe. Comparé aux lasers, c’est assez bon marché.
Les coûts d'exploitation de la découpe laser comprennent :
- Coût de l'électricité (comprenant principalement la consommation électrique du laser + la consommation électrique du refroidisseur d'eau + la consommation électrique de la machine-outil + la consommation électrique du compresseur d'air).
- Le coût de l'entretien. Les machines de découpe laser sont différentes des machines d’oxycoupage et nécessitent un entretien régulier. Habituellement, cela prend une à deux fois par an, voire plus.
- Il existe deux types de gaz, l'un est le gaz laser et l'autre est le gaz auxiliaire (le gaz auxiliaire comprend l'oxygène et l'azote).
- Le coût des consommables. Bien qu’il n’existe pas beaucoup de consommables pour les machines de découpe laser, le cycle d’utilisation est relativement long. Mais le prix unitaire est relativement cher.
6. Impacts sur l'environnement de travail pendant le processus de découpe
Le processus de travail de la découpeuse laser est relativement silencieux et sûr, et moins de gaz ou de fumée sont émis pendant le processus de découpe. D’un autre côté, l’oxycoupage est un processus bruyant et potentiellement dangereux qui implique des gaz inflammables et des flammes nues.
7. L’utilisation du découpage au laser et à la flamme est-elle sûre ?
Oui, les opérations de découpe au laser et d’oxycoupage sont sûres si les protocoles de sécurité appropriés sont suivis. Les opérateurs utilisant des machines de découpe laser doivent porter des lunettes de protection, des vêtements de protection et des respirateurs pour les protéger du rayonnement laser et de la fumée nocive. Pour l'oxycoupage, les opérateurs doivent s'assurer que la zone est bien ventilée, exempte de tout matériau inflammable, et doivent également porter des vêtements de protection et des respirateurs pour les protéger des fumées nocives. En fin de compte, si les protocoles de sécurité sont suivis et que l’équipement est correctement entretenu, la découpe au laser et l’oxycoupage sont sûres.
Quand choisir la découpe laser ou la découpe à la flamme ?
Le choix entre la découpe laser et l’oxycoupage dépend des matériaux à découper et des exigences de précision de découpe. En raison de sa polyvalence, de sa précision et de son économie dans la production à grande échelle, la découpe laser est plus couramment choisie pour couper des pièces avec des exigences de haute précision et de réduction des déchets. L’oxycoupage est quant à lui plus adapté à la découpe de tôles épaisses avec une précision moins importante. En fin de compte, il est important d’évaluer le projet en question et d’envisager les deux options pour déterminer laquelle est la plus rentable et la plus efficace.
Choisissez une machine de découpe à la flamme
Les avantages des machines d’oxycoupage sont la découpe de grandes épaisseurs et leur faible coût. Il existe un avantage d'efficacité significatif par rapport à la découpeuse laser, en particulier pour couper des tôles d'une épaisseur supérieure à 50 mm. La machine de découpe à la flamme peut même couper des tôles jusqu'à 200 mm d'épaisseur. Les machines d'oxycoupage sont généralement utilisées pour couper des métaux courants tels que l'acier à faible teneur en carbone, le cuivre et l'aluminium. Cependant, il ne peut pas couper l'acier à haute teneur en carbone, l'acier inoxydable, la fonte, etc., et présente une grande zone affectée par la chaleur, une déformation importante des plaques épaisses et une difficulté opérationnelle élevée.
Choisissez la découpeuse laser
La gamme de découpe de la découpe laser est très large, qu'elle soit métallique ou non métallique. La machine de découpe laser a une largeur de coupe étroite, une haute précision, une excellente rugosité de la surface de coupe et une vitesse de coupe rapide. Il est particulièrement adapté à la découpe de feuilles fines, telles que les épaisseurs de coupe inférieures à 25 mm. Cependant, le coût de son équipement est élevé et l’efficacité de la découpe de tôles épaisses est considérablement réduite.
La découpe laser peut-elle être utilisée pour découper des matériaux épais ?
Oui, les lasers peuvent pénétrer des matériaux épais à condition qu’ils aient une puissance suffisante. Une puissance élevée signifie généralement une tête laser plus grande. La découpe laser de matériaux épais peut également nécessiter des passages de tête laser supplémentaires, ce qui réduira la vitesse globale de découpe et rendra l'opération plus coûteuse. À l'heure actuelle, la concurrence dans l'industrie des machines de découpe laser est très féroce sur le marché et divers fabricants de machines de découpe laser recherchent une puissance plus élevée. La Chine a déjà produit des machines de découpe laser de 120 000 watts.
Quels matériaux peuvent être découpés au laser ?
Il existe plusieurs matériaux qui peuvent être découpés au laser, notamment le métal, le plastique et le verre. Bien que les matériaux pouvant être découpés au laser dépendent du type de laser utilisé. Par exemple, certaines machines de découpe laser ne peuvent découper que certains matériaux, tandis que d’autres peuvent découper plusieurs matériaux. Si une machine de découpe laser CO2 est utilisée, elle peut découper divers matériaux, notamment le bois, le plastique, le verre et le métal. D'autre part, machines de découpe laser fibre peut couper l'acier inoxydable, l'aluminium et le laiton.
Quels matériaux ne peuvent pas être découpés au laser ?
Les matériaux qui ne peuvent pas être découpés au laser comprennent les matériaux hautement réfléchissants tels que les miroirs, les matériaux minces susceptibles de se plier ou de fondre et les matériaux dangereux à couper, tels que l'amiante ou les explosifs.
Quelle est la différence entre la découpe à la flamme, au plasma et au laser ?
La principale différence entre l’oxycoupage et le coupage plasma réside dans le type d’énergie utilisée. Le coupage à la flamme utilise une torche à oxygène-acétylène, tandis que le coupage au plasma utilise un jet accéléré de plasma chaud. Le coupage à la flamme est plus lent et moins précis que le coupage au plasma, mais il peut être utilisé sur des matériaux plus épais. En revanche, le coupage plasma est plus rapide et plus précis, mais sa profondeur de coupe maximale est inférieure à celle du coupage à la flamme.
- La machine d'oxycoupage présente un avantage significatif en termes d'efficacité et le coût le plus bas lors de la découpe de tôles d'une épaisseur supérieure à 50 mm.
- Les machines de découpe plasma ont une efficacité de coupe élevée lors du traitement de tôles d'une épaisseur de 6 à 40 mm.
- Les machines de découpe laser sont actuellement largement utilisées pour le traitement de tôles allant de 6 à 40 mm. En raison de la baisse des prix des machines de découpe laser ces dernières années, les machines de découpe laser ont essentiellement remplacé le rôle des machines de découpe plasma.
Résumé
Cet article présente les principes et les concepts de la découpe laser et de l'oxycoupage, et discute de leur portée de traitement, de leurs applications, de leurs avantages et de leurs inconvénients.
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