Coûts de découpe ? Comparez aujourd'hui le découpage au gaz et le découpage au plasma !

I. Taux d'utilisation courante de l'épaisseur des tôles et analyse du choix de l'équipement

L'analyse de l'utilisation de l'épaisseur des tôles révèle que les tôles de 50 mm ont un taux d'utilisation très faible, principalement limité à la construction de cadres. La découpe de tôles de 50 mm nécessite une alimentation plasma de 600 A, ce qui représente un surcoût important par rapport à l'alternative 440 A (850 000 CNY contre 630 000 CNY).

Compte tenu du faible taux d'utilisation des plaques de 50 mm et de la différence de prix substantielle entre les systèmes plasma 600A et 440A, il est recommandé d'opter pour l'équipement plasma 440A. Cette décision permet d'équilibrer la capacité et le rapport coût-efficacité, en s'alignant sur les besoins réels de l'atelier en matière de découpe.

État actuel de l'équipement :

1. Machine d'oxycoupage CNC (mise en service en août 2005) - Actuellement non opérationnelle
2. Découpeur plasma/flamme CNC (mis en service en décembre 2013) - Opérationnel, équipé de torches de découpe plasma et de torches à double flamme

Options de mise à niveau de l'équipement :

1. Modernisation de la machine d'oxycoupage de 2005 :
   • Mise à niveau vers un plasma 440A avec des torches de découpe à double flamme
   • Coût estimé : 550 000 CNY
2. Achat de nouveaux équipements :
   • Nouveau système plasma 440A avec torche de découpe à flamme unique
   • Coût estimé : 630 000 CNY

Malgré une différence de prix marginale de 80 000 CNY, il est recommandé d'investir dans un nouvel équipement pour plusieurs raisons :

• Amélioration de la fiabilité et des performances des systèmes de coupe modernes
• Amélioration de l'efficacité énergétique et réduction des coûts de maintenance
• Accès aux derniers logiciels de contrôle et aux dernières technologies de découpe
• Potentiel d'augmentation de la productivité et de la précision des opérations de coupe

En outre, le nouvel équipement complétera le découpeur plasma/à flamme CNC de 2013 existant, assurant ainsi la redondance et l'augmentation de la capacité de l'atelier. Cet investissement stratégique s'aligne sur les meilleures pratiques de l'industrie pour maintenir des capacités de fabrication compétitives et garantir l'efficacité opérationnelle à long terme.

II. Analyse de l'efficacité

La vitesse de coupe dans les processus de fabrication métallique est inversement proportionnelle à l'épaisseur de la tôle, les matériaux plus épais nécessitant des vitesses de coupe plus lentes pour maintenir la qualité et la précision. Cette relation est cruciale pour optimiser l'efficacité de la production et garantir une qualité de coupe constante sur différentes épaisseurs de matériaux.

Sur la base d'une analyse complète des vitesses de coupe pour différentes épaisseurs de tôle, les vitesses moyennes suivantes ont été déterminées :

1. Découpe à la flamme CNC : Environ 320 mm/min

• Cette vitesse représente un compromis équilibré entre la qualité de coupe et la productivité pour les épaisseurs d'acier typiques traitées par oxycoupage.
• L'oxycoupage excelle dans le traitement de matériaux plus épais (>25 mm) où ses propriétés thermiques permettent de découper efficacement des plaques lourdes.

2. Découpage plasma CNC : Environ 1800 mm/min (pour le système plasma 440A)

• Cette vitesse nettement plus élevée met en évidence l'avantage du découpage au plasma pour le traitement des matériaux de faible à moyenne épaisseur (généralement jusqu'à 25 mm).
• Le système plasma 440A représente une installation industrielle de grande capacité, capable de maintenir cette vitesse tout en assurant des coupes de haute qualité avec un minimum de scories et une excellente qualité des arêtes.

Il est important de noter que ces vitesses sont des moyennes et qu'elles peuvent varier en fonction de certains facteurs :

• Propriétés spécifiques du matériau (par exemple, composition de l'alliage, dureté)
• Qualité de coupe souhaitée et exigences en matière de tolérance
• Capacités et état de la machine
• Qualité et état des consommables (particulièrement critiques pour le découpage au plasma)

Pour une efficacité optimale, les fabricants doivent considérer ces vitesses moyennes comme des points de référence, ajuster les paramètres en fonction des exigences spécifiques du travail et calibrer régulièrement leur équipement pour maintenir des performances optimales.

III. Analyse de la qualité

L'oxycoupage CNC et l'oxycoupage plasma peuvent tous deux répondre aux exigences en matière de surface lisse, mais ils diffèrent en termes de précision dimensionnelle et de qualité des arêtes.

Le découpage à la flamme permet généralement d'obtenir une précision dimensionnelle de ±2 mm, mais il est difficile d'atteindre systématiquement une tolérance de ±1 mm. Le trait de scie (largeur de coupe) est généralement plus large qu'avec le plasma, mais l'arête de coupe présente un biseau ou une inclinaison minimale, ce qui répond à la plupart des exigences en matière de fabrication d'acier de construction.

Le découpage au plasma, quant à lui, offre une précision dimensionnelle supérieure. Alors que l'erreur maximale peut atteindre 2 mm, le réglage fin des paramètres du processus (tels que la vitesse de coupe, l'ampérage et la hauteur de la torche) permet d'atteindre relativement facilement une tolérance de ±1 mm. Cette précision rend le découpage au plasma avantageux pour les applications exigeant des tolérances plus serrées.

Cependant, le découpage au plasma a tendance à produire un angle de biseau plus prononcé sur l'arête de coupe, en particulier dans les matériaux plus épais. Par exemple, lors de la découpe de plaques de 50 mm d'épaisseur, l'inclinaison du bord dépasse souvent les limites acceptables pour une fabrication de précision. En revanche, les plaques de 30 mm d'épaisseur répondent généralement aux exigences en matière d'inclinaison, ce qui démontre que la qualité de la découpe au plasma dépend de l'épaisseur.

Le choix entre ces méthodes dépend des exigences spécifiques du projet :

1. Pour les matériaux plus épais (>30 mm) où l'équerrage des bords est critique, l'oxycoupage peut être préféré en dépit d'une précision moindre.
2. Pour les matériaux plus fins (<30 mm) ou lorsqu'une plus grande précision est primordiale, le découpage au plasma offre des avantages en termes de vitesse et de précision.
3. Dans les cas nécessitant à la fois une grande précision et un biseau minimal, un post-traitement supplémentaire (tel que l'usinage) peut s'avérer nécessaire, quelle que soit la méthode de coupe choisie.

En fin de compte, le choix doit équilibrer des facteurs tels que l'épaisseur du matériau, les tolérances requises, le volume de production et les processus de fabrication en aval, afin d'optimiser l'efficacité et la qualité globales de la fabrication.

IV. Analyse des coûts

1. Coût du plasma

Le coût horaire d'utilisation en mode de coupe continue :

Consommation d'électricité 55 degrés 60 CNY + coût des principales pièces consommables 120 CNY + autres coûts de consommation 2,4 CNY + air 6 mètres cubes 6 CNY + oxygène 5 mètres cubes 18 CNY + dépoussiérage 2,2 degrés d'électricité 2,42 CNY = coût d'utilisation horaire 209,42 CNY.

2. Coût de la découpe à la flamme CNC

Coût par heure en mode de coupe continue et ininterrompue :

Propane 30 CNY + Oxygène 56 CNY + Électricité (3 unités) 3,3 CNY + Composants consommables 3 CNY = 92,3 CNY.

Remarque : la vitesse de l'oxycoupage plasma est 5,62 fois supérieure à celle de l'oxycoupage à la flamme, et le coût est 2,27 fois supérieur à celui de l'oxycoupage à la flamme.

Si l'on considère que la plupart des pièces peuvent être découpées avec un double chalumeau en utilisant l'oxycoupage CNC, l'efficacité du plasma est 2,81 fois supérieure à celle de l'oxycoupage à double chalumeau.

Le coût de l'oxycoupage à deux chalumeaux en fonctionnement continu pendant une heure est de 184,6 CNY, tandis que celui de l'oxycoupage au plasma est de 209,42 CNY.

3. Coûts de main-d'œuvre

Selon le quota d'heures de travail standard de l'entreprise, le coût de la main-d'œuvre pour un ouvrier de la découpe CNC travaillant en continu pendant une heure est de 18 CNY.

4. Charges d'amortissement de l'équipement

5. Coût total

Le tableau ci-dessus permet de conclure que le coût total pour une heure de fonctionnement continu est de 239,74 CNY pour le procédé au plasma et de 115,5 CNY pour le procédé à la flamme CNC.

Annexe : Comparaison du temps et du coût de l'oxycoupage au plasma et de l'oxycoupage au chalumeau pour un cadre.

Tableau d'estimation de la capacité de production de châssis et de cadres

Annexe

Comparaison de l'épaisseur typique des tôles entre le découpage au plasma et le découpage à la flamme