La première étape de la plupart des opérations d'usinage est la coupe, quelle que soit la forme de la pièce, de la tige, de la barre ou de la tôle. La coupe fait référence à la division de la pièce ou à sa conversion dans la géométrie requise. Il existe deux types courants de processus de coupe, la coupe par cisaillement et la coupe sans cisaillement.
Dans notre précédent article, "Fondamentaux des processus de découpe de tôle », nous avons approfondi les techniques de coupe par cisaillement telles que le sciage, le poinçonnage, le brochage, le découpage et le refendage, qui impliquent l'application d'une force de cisaillement au-delà de la résistance de cisaillement maximale du matériau pour couper une position désignée.
Dans cet article, cependant, nous nous concentrerons sur les approches sans cisaillement. Plus précisément, nous discuterons des capacités de trois principales techniques de coupe sans cisaillement : découpe au laser, jet d'eau et découpe plasma. Coupe sans cisaillement prend de plus en plus d'importance dans l'industrie manufacturière en raison de sa capacité à découper des formes complexes, à travailler avec une large gamme de matériaux et à produire des résultats de haute qualité. Cela dit, explorons les avantages et les applications de la découpe au laser, au jet d'eau et au plasma.
Capacités de découpe laser CNC
Découpe laser CNC
Le CNC découpe au laser Cette technique utilise un faisceau laser intense pour découper la pièce dans la forme souhaitée. Il s’agit de l’un des procédés de fabrication précis qui s’applique à une large gamme de matériaux. Il convient mieux aux matériaux fragiles à faible conductivité, découpe laser en acier, et coupe d'acier au carbone.
Le laser émet le photon sous la forme d'un faisceau concentré qui atteint la position de coupe, fait fondre la pièce et crée un joint solide.
- Capacité d'épaisseur
Les projets d'usinage nécessitent la découpe de feuilles et d'autres pièces de différentes épaisseurs. Le application de découpe laserLes s conviennent aux pièces d'épaisseurs de 0.5 à 12 mm. La plage d'épaisseur dépend de la capacité de la machine laser et du type de matériau.
Augmenter la puissance de découpeuses laser améliore la capacité de couper la pièce la plus épaisse. Cependant, une épaisseur supérieure à 12 mm n'est pas recommandée. Cela diminue la qualité du résultat.
| Capacité laser (W) | Matières | Épaisseur maximale (mm) |
| 500 W | Acier au carbone | 6 |
| Acier Inoxydable | 3 | |
| Aluminium | 2 | |
| Copper | 2 | |
| 1000 W | Acier au carbone | 10 |
| Acier Inoxydable | 5 | |
| Aluminium | 3 | |
| Copper | 3 | |
| 200W | Acier au carbone | 16 |
| Acier Inoxydable | 8 | |
| Aluminium | 5 | |
| Copper | 5 | |
| 3000 W | Acier au carbone | 20 |
| Acier Inoxydable | 10 | |
| Aluminium | 8 | |
| Copper | 8 |
- Flexibilité de fabrication
Découpe de tôle Le laser offre plus de liberté aux concepteurs en raison de la capacité de découpe complexe avec une gamme d'options de matériaux.
- Vitesse de coupe
La découpe au laser est plus rapide que les autres approches de découpe traditionnelles et à base de lames, qui peuvent aller jusqu'à 2 mètres (70″) par minute, selon la complexité, la tolérance souhaitée et le type de matériau.
- Capacité de précision
La découpe laser offre une grande précision même avec les coupes complexes et les plus petites possibles grâce à la découpe sans contact. Coupe au laser à fibre peut maintenir une tolérance de ± 0.001″, tandis que le laser CO2 maintient ±0.002″. Cela peut être votre meilleure option si votre projet exige des bords nets et clairs.
- Option matérielle
La découpe laser est compatible avec plusieurs matériaux, tels que l'acier inoxydable, le cuivre, le titane, l'aluminium, le laiton, l'acier au carbone, le bois, l'acrylique, etc. Cependant, il ne convient pas à certains matériaux de fabrication courants, tels que le PVC, ABS, et fibre de verre.
- Capacité de coupe humide
Lors de la découpe des tubes, le laser peut atteindre la paroi interne et provoquer des dommages thermiques. Cependant, il peut être éliminé en utilisant un débit d'eau (faible, dia. < 0.1″) à l'intérieur de la tubulure.
Lire la suite: Défauts courants dans le processus de découpe laser
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Capacités de découpe au jet d'eau
Découpe au jet d'eau
Jet d'eau utilise un jet d'eau à haute pression pour couper le matériau. Pour les matériaux plus durs, le jet d'eau peut contenir des particules abrasives, telles que du carbure de silicium, de l'oxyde d'aluminium, du sable et du granit. Lorsque le jet d'eau frappe la position de coupe avec une pression élevée (210–620 MPa), il accélère l'érosion jusqu'au bord de coupe.
Il existe deux types de découpe au jet d'eau ; eau pure et découpe au jet d'eau abrasif. Le jet d'eau pur s'applique aux matériaux plus doux tels que les tissus, les plastiques et les feuilles métalliques. En même temps, l'abrasif est utile pour couper l'acier inoxydable, l'acier au carbone, le cuivre et d'autres pièces métalliques.
L'utilisation d'un jet d'eau pour façonner la pièce est une approche très efficace pour diverses applications, en particulier lorsque des dommages aux propriétés thermiques altèrent la fonctionnalité des pièces.
- Capacité d'épaisseur
En utilisant des matériaux hautement abrasifs comme le carbure de silicium, vous pouvez couper jusqu'à 30 cm d'épaisseur (matériaux durs) et jusqu'à 100 cm (matériaux mous comme la mousse). Par conséquent, la découpe au jet d'eau est la meilleure méthode pour couper des tôles épaisses.
La capacité de couper des pièces plus épaisses est améliorée lorsque les particules de matériau dur se mélangent à l'eau. De plus, la pression du jet d'eau a également un impact sur cela.
| Type d'ouvrage | Limite d'épaisseur |
| Acier Inoxydable | Jusqu'à 18 cm, le scénario idéal est de 10 mm |
| Acier au carbone | 10 cm |
| Aluminium | 20 cm |
| Copper | 0.5 à 17cm |
- La précision
La tolérance générale offerte par la découpe au jet d'eau est de ± 0.05 mm. La précision de la coupe dépend de l'épaisseur de la pièce et la précision diminue légèrement avec l'augmentation de l'épaisseur. Cependant, il ne dépasse en aucun cas 2.5 mm.
- Option matérielle
La découpe au jet d'eau est applicable à presque tous les matériaux (sauf le diamant). Il peut couper tous les types de métaux, alliages, composites, plastiques et bien d'autres. Les matériaux souples peuvent être coupés avec un jet d'eau pure, et un jet d'eau avec une particule abrasive convient aux matériaux durs.
- La capacité de conservation de la propriété
Couper le métal avec de la chaleur affecte l'environnement de la position de coupe (zone affectée par la chaleur). Les sections thermiquement endommagées perdent leur résistance et leurs autres propriétés mécaniques. Étant donné que la découpe au jet d'eau utilise une pression intense au lieu d'une chaleur intense, il n'y aura pas de zone affectant la chaleur et conservera toutes les propriétés de la pièce.
- Vitesse de coupe
La découpe au jet d'eau a une vitesse de coupe plus faible que la découpe au laser. Cependant plus rapide que les autres approches de coupe traditionnelles et à base de lames, qui peuvent aller jusqu'à 50 cm (30″) par minute, selon la complexité, la dureté des particules abrasives, la tolérance souhaitée et la dureté de la pièce.
Capacités de découpe au plasma
procédé de coupage au plasma
Normalement, le plasma fait référence à l'état thermique le plus élevé de la matière ; il vient après le solide, le liquide et le gaz. Vous obtenez le plasma après un chauffage intense du gaz. La découpe au plasma utilise de l'argon, de l'azote, de l'air comprimé et d'autres gaz pour le convertir en plasma en chauffant un arc électrique. La température du plasma peut atteindre jusqu'à 25000o C.
Le faisceau concentré de plasma crée un mécanisme de coupe efficace et précis. À ce moment-là, le plasma frappe la surface du matériau et fond la position de coupe, où une haute pression de gaz élimine le matériau fondu lorsque le faisceau de plasma se déplace le long de l'extrémité de l'épaisseur.
CNC coupage plasma a diverses capacités dans la précision d'aspect à la répétabilité. Il produit le meilleur résultat tout en travaillant avec des matériaux électriquement conducteurs. La capacité de travailler dans l'eau est l'un des plus grands avantages.
- Capacité d'épaisseur
Généralement, le plasma peut couper la pièce jusqu'à 50 mm d'épaisseur, mais le coupeur plasma sophistiqué et automatisé offre plus de 100 mm. Cependant, cela dépend aussi du type de matériau. Par exemple, l'aluminium n'est pas recommandé pour dépasser 40 mm. D'autres facteurs qui affectent la capacité de couper des tôles épaisses comprennent la température du plasma, la concentration du faisceau, la puissance nominale, etc.
- La précision
La tolérance générale pour la découpe à l'arc plasma est de ± 0.3 à 2.54 mm. L'équipement de pointe (tel que la technologie de coupe Hypertherm) peut maintenir aussi bas que ±0.015. De plus, le matériau, l'épaisseur et la technologie de la machine de découpe ont également un impact sur les tolérances.
- Vitesse de coupe
La vitesse de coupe varie de 350 à 800 mm/min. Cependant, la vitesse peut être affectée par les compétences de l'opérateur, la puissance nominale de la machine, l'épaisseur et la dureté de la pièce.
- Option matérielle
La découpe au plasma est idéale pour couper des matériaux conducteurs électriques comme le cuivre, l'acier et le laiton. Cependant, d'autres matériaux comme l'acier inoxydable et l'aluminium sont également assez compatibles en raison des points de fusion bas qui provoquent la réflexion de la torche. Il est recommandé d'éviter la découpe au plasma avec des matériaux peu conducteurs tels que le manganèse, le plomb, le tungstène et l'étain.
- Capacités de coupe sous-marine
La technologie de découpe au plasma est idéale pour les opérations sous-marines. La limite d'épaisseur de coupe dépend du type de matériau et de la puissance nominale. Par exemple, l'aluminium, l'acier inoxydable et l'acier au carbone peuvent être coupés sous l'eau jusqu'à 2 pouces d'épaisseur.
Conclusion
Les techniques de coupe sans cisaillement permettent la création de formes plus complexes. Il existe plusieurs possibilités de techniques de coupe sans cisaillement. Un faisceau laser peut couper avec une vitesse et une précision élevées, le plasma offre des capacités de coupe sous l'eau et le jet d'eau peut couper des matériaux très durs et épais. Chaque technique de coupe sans cisaillement présente également des capacités uniques. La découpe au laser offre une flexibilité de conception, il n'y aura aucun dommage aux propriétés thermiques avec un jet d'eau, et le plasma peut produire le meilleur résultat pour les matériaux à points de fusion élevés.
Différentes capacités de technique de coupe sans cisaillement permettent la liberté de couper n'importe quel matériau avec précision. Cependant, l'automatisation de la machine, les compétences de l'opérateur et l'expérience en ingénierie affectent la qualité du résultat final.
Prolean se consacre à fournir à ses clients de meilleurs services d'usinage à guichet unique. Notre service de découpe laser personnalisé fabrique des pièces aux formes plus complexes que le jet d'eau, le plasma et la découpe mécanique. Cela nous permet de répondre aux exigences relatives à différentes épaisseurs, complexités de pièces et autres processus d'usinage complexes. Nos ingénieurs expérimentés sont toujours disponibles pour répondre à vos questions et vous fournir un devis typique dans un délai d'une heure. Vous pouvez faire confiance à nos capacités de qualité et de livraison dans les délais, car nous avons des années d’expérience dans l’industrie et une solide réputation. Soumettre un devis demandez via notre formulaire de site Web ou directement par e-mail pour en savoir plus sur la façon dont Prolean peut répondre à vos besoins de fabrication de précision.
Questions Fréquemment Posées
Que signifie le principe de coupe sans cisaillement ?
La coupe ou la transformation de pièces brutes en formes sans appliquer de force de cisaillement (ou en utilisant un mécanisme de lame) est connue sous le nom de principe de coupe sans cisaillement. Il utilise une chaleur intense, une pression ou un média abrasif.
Quelle technique sans cisaillement est capable de produire des tolérances serrées ?
Les techniques de découpe au laser produisent des tolérances plus strictes que les autres techniques sans cisaillement. Il maintient facilement une tolérance de ± 0.002″ avec toutes les feuilles de matériaux compatibles. De plus, il offre également une vitesse de coupe élevée.
Quels sont les avantages d'utiliser des techniques de coupe sans cisaillement ?
Il peut être utilisé avec pratiquement n'importe quel matériau, couper des pièces de grande épaisseur et fournir une précision et des tolérances serrées, parmi de nombreux autres avantages uniques. Un faisceau laser offre une vitesse et une précision de coupe élevées, la découpe au laser a des capacités de coupe sous l'eau et un jet d'eau peut couper des matériaux très durs et épais.
Quelles sont les applications de l'approche sans cisaillement ?
Les approches de coupe sans cisaillement conviennent aux applications automobiles, de construction, de quincaillerie, d'électronique, de tuyauterie, d'aérospatiale, thermiques et autres.
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