Elegir la máquina de corte de metal adecuada puede resultar desalentador, con opciones como plasma, oxicorte, láser y chorro de agua. Cada método tiene ventajas únicas, desde la velocidad de corte y la precisión hasta el coste y la facilidad de uso. Este artículo le guiará en el proceso de toma de decisiones, teniendo en cuenta factores como el coste del equipo, la eficacia del corte y la idoneidad del material. Tanto si es un principiante como un profesional experimentado, aprenderá qué tecnología de corte satisface mejor sus necesidades para las distintas aplicaciones. Sumérjase y descubra qué máquina optimizará su productividad y calidad.
En las aplicaciones de procesamiento de metales, los usuarios suelen tener dificultades para elegir la máquina de corte de metales más adecuada. Los principales procesos de corte de metales disponibles en la actualidad tienen características únicas relacionadas con el grosor de corte, la precisión, el rendimiento metalúrgico y la productividad.
Aunque este artículo no puede profundizar en todos los detalles de estas características, sí podemos ofrecerle una visión general que le ayudará a comprenderlas mejor y a elegir la mejor opción.
Antes de hablar de la tecnología y las capacidades de cada proceso, debemos definir las necesidades más importantes de los usuarios de la industria metalúrgica.
Coste de adquisición de equipos
Los distintos métodos de corte requieren distintas máquinas CNC, equipos de eliminación de polvosoftware CAD/CAM, entre otras cosas.
Por ejemplo, corte por láser exige mayor velocidad y precisión en chapas finas, frente a la menor velocidad de corte de los métodos de chorro de agua y llama. Estos requisitos pueden dar lugar a una disparidad significativa en los costes de los equipos.
Coste de corte por unidad de pieza o unidad de longitud
El coste mencionado incluye el gas, las boquillas, los electrodos, la electricidad y el agua. En determinadas situaciones, también se comparten los costes de adquisición de equipos y los de mano de obra, como la carga y descarga. Es crucial comprender el alcance de estos costes a la hora de hacer comparaciones.
A la hora de determinar el coste de un proyecto, se recomienda considerar el coste por pieza o longitud unitaria, que tiene en cuenta la velocidad de corte y la productividad, ya que proporciona un punto de referencia más preciso que el coste por tiempo.
Facilidad de uso
Este requisito está relacionado principalmente con el software, especialmente CAM, y CNC.
Hoy en día, los tiempos de aprendizaje se reducen y la dependencia de la experiencia disminuye gracias a la integración de la experiencia profesional adquirida.
Por ejemplo, Hypertherm, líder del sector en corte por plasmaha incorporado el conjunto completo de parámetros del proceso de plasma Hypertherm en su propio software de anidamiento y control CNC, lo que permite a los nuevos usuarios aprender rápidamente y mantener la misma calidad de corte y productividad que los veteranos experimentados.
Aunque esta necesidad es difícil de cuantificar, nunca debe despreciarse en la producción práctica.
Productividad
La velocidad de corte, también conocida como capacidad de producción, suele ser el factor decisivo que determina la capacidad de producción.
Precisión de las piezas cortadas
La medición de la precisión de una pieza metálica puede realizarse de varias formas. Normalmente, el contorno exterior requiere menores tolerancias en comparación con el taladro interior.
Como resultado, varios corte de metales En la actualidad, los proveedores están introduciendo procesos que permiten cortar orificios de mayor calidad. Además, los usuarios suelen medir únicamente la superficie superior durante sus mediciones, a pesar de que las dimensiones de la superficie inferior pueden diferir significativamente debido a la inclinación del corte.
En aras de la simplicidad en este artículo, se recomienda utilizar los valores de tolerancia positiva y negativa medidos para la superficie superior y luego factor en la pendiente de corte para cada proceso.
Calidad del canto, propiedades metalúrgicas
Todos estos procesos tienen diferentes efectos sobre la maquinabilidad del metal, sus propiedades de conformado y su resistencia a la corrosión. soldabilidad.
Requisitos de mantenimiento
Al considerar el coste de propiedad a largo plazo, es importante tener en cuenta los requisitos y la facilidad de mantenimiento de cada uno de estos procesos.
Para ofrecer una breve visión general de estos procesos, se incluyen los siguientes: oxicorte, plasma fino, láser de fibra de 3 kW y chorro de agua.
A efectos comparativos, el coste de compra de un sistema completo que incluya un Máquina CNC (no de nivel básico ni de configuración máxima), software CAD/CAM y se utilizará un área de corte de aproximadamente 5′ x 10′ (1,5 x 3 m).
El proceso de oxicorte es el más sencillo de todas las técnicas de corte de las que hablamos aquí. El principio de este proceso es calentar primero el acero utilizando un gas combustible hasta la temperatura del "punto de ignición", que es de aproximadamente 1800F. Una vez alcanzada esta temperatura mediante el precalentamiento, se inyecta oxígeno puro para crear una reacción exotérmica con el acero caliente, erosionándolo rápidamente.
Esta técnica solo puede cortar acero al carbono, sobre todo en espesores comprendidos entre 1/4″ (unos 6,35 mm) y 6″ (unos 150 mm). Para espesores superiores a 2″ (unos 50 mm), la velocidad de corte es superior a la de otros procesos.
Es fácil y barato instalar antorchas de llama múltiple en a CNC de oxicorte simultáneamente, duplicando su capacidad.
Máquina de corte por llama de 5′ x 10′ Coste:
80.000 - 120.000 RMB (máquina de tipo relativamente simple con baja velocidad)
Coste de corte por unidad de pieza o por unidad de longitud:
La velocidad de corte es lenta y consume una cantidad significativa de gas.
Los costes de corte se vuelven más favorables en comparación con el plasma a medida que el grosor del chapa de acero aumenta.
Normalmente, el coste por pie de corte es superior al del plasma, pero es relativamente inferior para espesores superiores a 2″ (~50 mm).
Facilidad de uso:
Para conseguir la mayor velocidad de corte y la mejor calidad de corte, el funcionamiento de las máquinas de corte CNC Flame requiere un operario experimentado. Además, el proceso de corte suele requerir una supervisión continua.
Productividad:
Oxy-corte de combustible tiene una productividad baja debido al largo tiempo de precalentamiento y a la lenta velocidad de corte.
Precisión de la pieza cortada:
Un buen operario con la velocidad, altura, gas y boquilla más adecuados cortará piezas con una tolerancia dimensional aproximada de ±0,030″ (aproximadamente 0,76 mm) y menos de 1 grado de inclinación.
Calidad del canto, propiedades metalúrgicas:
La zona afectada por el calor de corte con llama es grande.
La sección es rugosa y tiene escoria colgante.
Requisitos de mantenimiento:
El mantenimiento del lecho de oxicorte es relativamente sencillo y puede dominarlo el propio usuario.
La tecnología de plasma fino utiliza gas ionizado a alta temperatura para generar un arco de corte de alta densidad energética, lo que le permite cortar todos los materiales conductores.
Los últimos avances tecnológicos han eliminado la necesidad de que los operadores tengan experiencia previa.
El plasma fino es más eficaz en el corte de acero al carbono de calibre 26 (aprox. 0,45 mm) a 2″ (aprox. 50 mm) de espesor, así como acero inoxidable y aluminio de hasta 6¼" (aprox. 160 mm) de espesor.
Coste de la máquina de corte por plasma de 5′ x 10′:
150.000 - 250.000 RMB (más rápido, equipado con ajuste de altura y eliminación de polvo)
Coste de corte por unidad de pieza o unidad de longitud:
En acero al carbono de ¼" (aprox. 6,35 mm) a 2″ (aprox. 50 mm) de espesor, los costes de corte por plasma son los más bajos en relación con otros procesos.
Facilidad de uso:
Cuando está equipado con el CNC y el software más avanzados, el plasma es muy fácil de aprender y utilizar.
Dado que los parámetros del proceso profesional ya están incorporados en el software de anidamiento, no se requiere experiencia por parte del operario.
Productividad:
El corte por plasma es más rápido que el láser para espesores superiores a ¼" (~6,35 mm), y corta más rápido que la llama en espesores inferiores a 2″ (~50 mm). De hecho, el plasma es el proceso de corte más rápido y eficiente de todos.
Precisión de la pieza cortada:
Las tolerancias dimensionales de las piezas cortadas de acero al carbono oscilan aproximadamente entre ±0,015″ (aprox. 0,38 mm) y 0,020″ (aprox. 0,5 mm).
Para placas delgadas de menos de 3/8″ (aprox. 9,5 mm) de espesor, la pendiente de tolerancia es de 2-3 grados.
Para tableros de grosor superior a 1/2″ (aprox. 12,7 mm), la pendiente de tolerancia es de 1 grado.
Calidad del canto, propiedades metalúrgicas:
En zona afectada por el calor suele ser muy pequeña, normalmente inferior a 0,010″ (unos 0,25 mm). Además, la sección presenta una buena soldabilidad y un aspecto liso sin escoria colgante.
Requisitos de mantenimiento:
El mantenimiento es relativamente sencillo y puede dominarlo el propio usuario, o sólo requiere asistencia telefónica del fabricante.
Láser de fibra es la última tecnología láser disponible.
Utiliza un láser de estado sólido que es más eficiente que el generador tradicional de CO2 láser. La longitud de onda del láser de fibra también es adecuada para la conducción en la fibra delgada y flexible, por lo que es más flexible y fácil de mantener que el láser de CO2 láser, que sólo puede realizarse a través del reflejo de un espejo.
El láser de alta energía se centra en fundir el material que se está cortando, y un gas auxiliar (normalmente oxígeno cuando se corta acero al carbono) expulsa el metal fundido.
Un láser de fibra de 3 kW tiene la misma potencia y velocidad de corte que un láser de CO2 láser. Su capacidad de corte suele ser de hasta ¾" (aproximadamente 19 mm) de espesor de acero al carbono.
Fibra de 5′ x 10′ coste de la máquina de corte por láser:
300.000 - 500.000 RMB (la cama de corte por láser requiere una mayor precisión de movimiento y protección de la sombra)
Coste por unidad de pieza o unidad de longitud cortada:
El uso más rentable del corte por láser es para espesores inferiores a ¼" (aproximadamente 6,35 mm). Sin embargo, a medida que aumenta el grosor del material a cortar, la velocidad de corte disminuye significativamente y el coste pasa a ser superior al del corte por plasma. No obstante, el corte por láser ofrece una calidad y precisión excepcionales en el corte resultante.
Facilidad de uso:
Al igual que los últimos sistemas de plasma, las máquinas de corte por láser también pueden equiparse con los últimos CNC y software, lo que facilita su aprendizaje y uso, ya que todos los ajustes están automatizados.
Productividad:
Máxima productividad en chapas finas, igual al plasma a medida que aumenta el espesor hasta ¼" (~6,35 mm).
Precisión de la pieza cortada:
Fibra de la más alta calidad piezas cortadas por láser tienen tolerancias dimensionales de aproximadamente ±0,01″ (o 0,25 mm), lo que es superior al corte por plasma y comparable al corte por chorro de agua.
Además, la inclinación de los cortes está dentro de 1 grado.
Calidad del canto, propiedades metalúrgicas:
La zona afectada por el calor es ligeramente más pequeña que el plasma.
Requisitos de mantenimiento:
En comparación con las anteriores emisiones de CO2 láser, el láser de fibra es mucho más fácil de mantener y normalmente puede ser gestionado por el usuario con la asistencia remota del fabricante.
La tecnología de chorro de agua se utiliza desde hace varias décadas y se ha aplicado a una amplia gama de materiales, desde pasteles blandos hasta granito duro.
El agua pura puede utilizarse para cortar materiales blandos, con un chorro de agua a alta presión (de 40.000 a 60.000 psi) comprimido por una boquilla, lo que aumenta el caudal y la densidad de energía.
También se puede añadir arena a la corriente de agua, que actúa como los dientes de una sierra, para cortar el material con el ímpetu de la corriente de agua.
Las bombas de chorro de agua de última generación pueden alcanzar presiones de hasta 100.000 psi, lo que se traduce en velocidades de corte más rápidas, pero requieren un mantenimiento regular ya que el juntas de bomba deben sustituirse con frecuencia.
La tecnología de chorro de agua ofrece dos grandes ventajas frente a otros procesos de corte: la ausencia de zona afectada por el calor y la posibilidad de cortar prácticamente cualquier material. Además, la precisión de corte por chorro de agua es muy alto.
Sin embargo, la principal desventaja de los chorros de agua es su corte lento velocidad.
El coste de una máquina de corte por chorro de agua de 5′ x 10′ puede oscilar entre 200.000 y 350.000 RMB. Debido a su menor velocidad, el coste es inferior al de una bancada láser, pero ligeramente más caro que el de una cortadora por plasma.
Coste de corte por unidad de pieza o unidad de longitud:
Dado que el corte por chorro de agua es tan lento, el coste por pieza cortada es el más elevado en comparación con otros procesos.
Véase también:
Facilidad de uso:
Al igual que los últimos sistemas de plasma, cuando están equipadas con el CNC y el software más avanzados, las máquinas de corte por chorro de agua son igual de fáciles de aprender y utilizar. El operario necesita muy poca experiencia.
Productividad:
Muy lento en acero al carbono y acero inoxidable, corte de aluminio será más rápido.
Precisión de la pieza cortada:
La precisión del chorro de agua es la mejor de todos los procesos de corte, con tolerancias dimensionales de las piezas cortadas de aproximadamente ±0,005″ (aproximadamente 0,13 mm).
La pendiente está dentro de 1 grado.
Calidad del canto, propiedades metalúrgicas:
No influye en las propiedades metalúrgicas del material a cortar.
Sección lisa, la calidad de corte está relacionada con el grano y la velocidad de corte (cuanto más lenta, más lisa).
Requisitos de mantenimiento:
El mantenimiento es relativamente sencillo y puede dominarlo el propio usuario.
Después de aclarar sus necesidades y aplicaciones prácticas, y teniendo en cuenta las distintas características del proceso descritos en este artículo, creo que podrá elegir el proceso y el equipo de corte de metal más adecuados.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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