Costi di taglio? Confrontate oggi il taglio a gas con quello al plasma!

I. Tasso di utilizzo comune dello spessore della piastra e analisi della selezione dell'apparecchiatura

L'analisi dello spessore delle lamiere rivela che le lastre da 50 mm hanno un tasso di utilizzo molto basso, limitato principalmente alla costruzione di telai. Il taglio di lastre da 50 mm richiede un alimentatore al plasma da 600A, che comporta un notevole sovrapprezzo rispetto all'alternativa da 440A (850.000 CNY contro 630.000 CNY).

Dato il basso tasso di utilizzo delle lastre da 50 mm e la sostanziale differenza di prezzo tra i sistemi al plasma 600A e 440A, si raccomanda di optare per l'apparecchiatura al plasma 440A. Questa decisione bilancia la capacità con l'economicità, allineandosi alle effettive esigenze di taglio dell'officina.

Stato attuale dell'apparecchiatura:

1. Macchina per il taglio a fiamma CNC (messa in funzione nell'agosto 2005) - Attualmente non operativa
2. Taglierina al plasma/fiamma CNC (entrata in funzione nel dicembre 2013) - operativa, con torce di taglio al plasma e a doppia fiamma

Opzioni di aggiornamento delle apparecchiature:

1. Retrofitting della macchina da taglio a fiamma del 2005:
   • Aggiornamento al plasma 440A con torce di taglio a doppia fiamma
   • Costo stimato: 550.000 CNY
2. Acquisto di nuove attrezzature:
   • Nuovo sistema al plasma 440A con torcia di taglio a fiamma singola
   • Costo stimato: 630.000 CNY

Nonostante una differenza di prezzo marginale di 80.000 CNY, l'investimento in una nuova apparecchiatura è consigliato per diversi motivi:

• Maggiore affidabilità e prestazioni dei moderni sistemi di taglio
• Miglioramento dell'efficienza energetica e riduzione dei costi di manutenzione
• Accesso al software di controllo e alle tecnologie di taglio più recenti
• Potenziale di aumento della produttività e della precisione nelle operazioni di taglio

Inoltre, la nuova apparecchiatura andrebbe a integrare l'attuale taglierina al plasma/fiamma CNC del 2013, fornendo ridondanza e maggiore capacità all'officina. Questo investimento strategico è in linea con le migliori pratiche del settore per mantenere capacità produttive competitive e garantire un'efficienza operativa a lungo termine.

II. Analisi dell'efficienza

La velocità di taglio nei processi di fabbricazione dei metalli è inversamente proporzionale allo spessore della lamiera: i materiali più spessi richiedono velocità di taglio più basse per mantenere qualità e precisione. Questa relazione è fondamentale per ottimizzare l'efficienza della produzione e garantire una qualità di taglio costante su diversi spessori di materiale.

Sulla base di un'analisi completa delle velocità di taglio per diversi spessori di lamiera, sono state determinate le seguenti velocità medie:

1. Taglio a fiamma CNC: Circa 320 mm/min

• Questa velocità rappresenta un compromesso equilibrato tra qualità del taglio e produttività per i tipici spessori di acciaio lavorati con l'ossitaglio.
• Il taglio a fiamma eccelle nella lavorazione di materiali più spessi (>25 mm), dove le sue proprietà termiche consentono un taglio efficiente di lastre pesanti.

2. Taglio al plasma CNC: Circa 1800 mm/min (per il sistema al plasma 440A)

• Questa velocità significativamente più elevata evidenzia il vantaggio del taglio al plasma nella lavorazione di materiali di spessore medio-sottile (in genere fino a 25 mm).
• Il sistema al plasma 440A rappresenta una configurazione industriale ad alta capacità, in grado di mantenere questa velocità garantendo al contempo tagli di alta qualità con scorie minime e un'eccellente qualità dei bordi.

È importante notare che queste velocità sono medie e possono variare in base a fattori quali:

• Proprietà specifiche del materiale (ad esempio, composizione della lega, durezza).
• Qualità di taglio e requisiti di tolleranza desiderati
• Capacità e condizioni della macchina
• Qualità e condizioni dei materiali di consumo (particolarmente critici per il taglio al plasma)

Per ottenere un'efficienza ottimale, i costruttori dovrebbero considerare queste velocità medie come parametri di riferimento, regolando i parametri in base ai requisiti specifici del lavoro e calibrando regolarmente le loro apparecchiature per mantenere le massime prestazioni.

III. Analisi della qualità

Sia il taglio a fiamma CNC che il taglio al plasma possono soddisfare i requisiti di levigatezza della superficie, ma si differenziano per la precisione dimensionale e la qualità dei bordi.

Il taglio a fiamma raggiunge in genere un'accuratezza dimensionale di ±2 mm, con difficoltà a raggiungere costantemente una tolleranza di ±1 mm. Il kerf (larghezza di taglio) è generalmente più ampio rispetto al plasma, ma il bordo di taglio presenta uno smusso o un'inclinazione minimi, soddisfacendo la maggior parte dei requisiti di fabbricazione dell'acciaio strutturale.

Il taglio al plasma, invece, offre una precisione dimensionale superiore. Mentre l'errore massimo può raggiungere i 2 mm, la regolazione fine dei parametri di processo (come la velocità di taglio, l'amperaggio e l'altezza della torcia) consente di ottenere con relativa facilità una tolleranza di ±1 mm. Questa precisione rende il taglio al plasma vantaggioso per le applicazioni che richiedono tolleranze più strette.

Tuttavia, il taglio al plasma tende a produrre un angolo di smussatura più pronunciato sul bordo tagliato, soprattutto nei materiali più spessi. Ad esempio, quando si tagliano lastre di 50 mm di spessore, l'inclinazione del bordo spesso supera i limiti accettabili per la fabbricazione di precisione. Al contrario, le lastre di 30 mm di spessore soddisfano in genere i requisiti di inclinazione, dimostrando la natura dipendente dallo spessore della qualità del taglio al plasma.

La scelta tra questi metodi dipende dai requisiti specifici del progetto:

1. Per i materiali più spessi (>30 mm), dove l'ortogonalità del bordo è fondamentale, il taglio a fiamma può essere preferito nonostante la minore precisione.
2. Per i materiali più sottili (<30 mm) o dove è fondamentale una maggiore precisione, il taglio al plasma offre vantaggi in termini di velocità e precisione.
3. Nei casi che richiedono un'elevata precisione e uno smusso minimo, potrebbe essere necessaria un'ulteriore post-elaborazione (come la lavorazione), indipendentemente dal metodo di taglio scelto.

In definitiva, la scelta deve bilanciare fattori quali lo spessore del materiale, le tolleranze richieste, il volume di produzione e i processi di fabbricazione a valle per ottimizzare l'efficienza e la qualità della produzione complessiva.

IV. Analisi dei costi

1. Costo del plasma

Il costo orario di utilizzo in modalità di taglio continuo:

Utilizzo dell'elettricità 55 gradi 60 CNY + costo delle principali parti di consumo 120 CNY + altri costi di utilizzo dei materiali di consumo 2,4 CNY + aria 6 metri cubi 6 CNY + ossigeno 5 metri cubi 18 CNY + rimozione della polvere 2,2 gradi di elettricità 2,42 CNY = costo di utilizzo orario 209,42 CNY.

2. Costo del taglio a fiamma CNC

Costo orario in modalità di taglio continuo ininterrotto:

Propano CNY30 + ossigeno CNY56 + consumo di elettricità (3 unità) CNY3,3 + componenti di consumo CNY3 = CNY92,3.

Nota: la velocità di taglio al plasma è 5,62 volte quella del taglio a fiamma e il costo è 2,27 volte quello della fiamma.

Considerando che la maggior parte dei pezzi può essere tagliata con una doppia torcia utilizzando il taglio a fiamma CNC, l'efficienza del plasma è 2,81 volte quella del taglio a fiamma a doppia torcia.

Il costo del taglio a fiamma a doppia torcia per un'ora di funzionamento continuo è di 184,6 CNY, mentre il plasma è di 209,42 CNY.

3. Costo del lavoro

Secondo la quota di ore lavorative standard dell'azienda, il costo del lavoro per un addetto al taglio CNC che lavora ininterrottamente per un'ora è di 18 CNY.

4. Spese di ammortamento delle apparecchiature

5. Costo totale

Dalla tabella precedente, si può concludere che il costo totale per un'ora di funzionamento continuo è di 239,74 CNY per il processo al plasma e di 115,5 CNY per il processo alla fiamma CNC.

Appendice: Confronto di tempi e costi tra taglio al plasma e taglio alla fiamma per una struttura.

Tabella di stima della capacità produttiva di telai e chassis

Appendice

Confronto dello spessore tipico della lastra tra taglio al plasma e taglio a fiamma