Custos de corte? Compare hoje o corte a gás com o corte a plasma!

I. Taxa de uso comum da espessura da chapa e análise da seleção de equipamentos

A análise do uso da espessura da chapa revela que as chapas de 50 mm têm uma taxa de utilização muito baixa, principalmente confinada à construção de estruturas. O corte de chapas de 50 mm requer uma fonte de alimentação de plasma de 600 A, que tem um custo significativamente maior em comparação com a alternativa de 440 A (850.000 CNY vs. 630.000 CNY).

Dada a baixa taxa de utilização de chapas de 50 mm e a diferença substancial de preço entre os sistemas de plasma 600A e 440A, recomenda-se optar pelo equipamento de plasma 440A. Essa decisão equilibra a capacidade com a relação custo-benefício, alinhando-se com os requisitos reais de corte da oficina.

Status atual do equipamento:

1. Máquina de corte por chama CNC (comissionada em agosto de 2005) - Atualmente não operacional
2. Cortador de plasma/chama CNC (comissionado em dezembro de 2013) - Operacional, com tochas de corte de plasma e de chama dupla

Opções de atualização de equipamentos:

1. Retrofit da máquina de corte por chama de 2005:
   • Upgrade para plasma 440A com tochas de corte de chama dupla
   • Custo estimado: 550.000 CNY
2. Compra de novos equipamentos:
   • Novo sistema de plasma 440A com tocha de corte de chama única
   • Custo estimado: 630.000 CNY

Apesar de uma diferença de preço marginal de 80.000 CNY, o investimento em novos equipamentos é recomendado por vários motivos:

• Maior confiabilidade e desempenho dos modernos sistemas de corte
• Melhoria da eficiência energética e redução dos custos de manutenção
• Acesso ao software de controle e às tecnologias de corte mais recentes
• Potencial para maior produtividade e precisão nas operações de corte

Além disso, o novo equipamento complementaria o cortador de plasma/chama CNC de 2013 existente, proporcionando redundância e maior capacidade para a oficina. Esse investimento estratégico está alinhado com as práticas recomendadas do setor para manter recursos de fabricação competitivos e garantir a eficiência operacional de longo prazo.

II. Análise de eficiência

A velocidade de corte nos processos de fabricação de metal é inversamente proporcional à espessura da chapa, sendo que materiais mais espessos exigem velocidades de corte mais lentas para manter a qualidade e a precisão. Essa relação é fundamental para otimizar a eficiência da produção e garantir uma qualidade de corte consistente em diferentes espessuras de material.

Com base em uma análise abrangente das velocidades de corte em diferentes espessuras de chapa, foram determinadas as seguintes velocidades médias:

1. Corte por chama CNC: Aproximadamente 320 mm/min

• Essa velocidade representa um compromisso equilibrado entre qualidade de corte e produtividade para espessuras típicas de aço processadas com corte oxicombustível.
• O corte por chama é excelente no processamento de materiais mais espessos (>25 mm), onde suas propriedades térmicas permitem o corte eficiente de chapas pesadas.

2. Corte a plasma CNC: Aproximadamente 1800 mm/min (para sistema de plasma 440A)

• Essa velocidade significativamente maior destaca a vantagem do corte a plasma no processamento de materiais mais finos e de espessura média (normalmente até 25 mm).
• O sistema de plasma 440A representa uma configuração industrial de alta capacidade, capaz de manter essa velocidade e, ao mesmo tempo, garantir cortes de alta qualidade com o mínimo de impurezas e excelente qualidade de borda.

É importante observar que essas velocidades são médias e podem variar de acordo com fatores como:

• Propriedades específicas do material (por exemplo, composição da liga, dureza)
• Requisitos de tolerância e qualidade de corte desejados
• Recursos e condições da máquina
• Qualidade e condição do consumível (especialmente crítico para corte a plasma)

Para obter a eficiência ideal, os fabricantes devem considerar essas velocidades médias como referências, ajustando os parâmetros com base nos requisitos específicos do trabalho e calibrando regularmente seus equipamentos para manter o desempenho máximo.

III. Análise de qualidade

Tanto o corte por chama CNC quanto o corte por plasma podem atender aos requisitos de suavidade da superfície, mas diferem na precisão dimensional e na qualidade da borda.

Normalmente, o corte por chama atinge uma precisão dimensional de ±2 mm, com dificuldades para atingir consistentemente a tolerância de ±1 mm. O corte (largura do corte) é geralmente mais largo em comparação com o plasma, mas a borda do corte apresenta um chanfro ou inclinação mínima, satisfazendo a maioria dos requisitos de fabricação de aço estrutural.

O corte a plasma, por outro lado, oferece precisão dimensional superior. Embora o erro máximo possa chegar a 2 mm, o ajuste fino dos parâmetros do processo (como velocidade de corte, amperagem e altura da tocha) permite atingir com relativa facilidade a tolerância de ±1 mm. Essa precisão torna o corte a plasma vantajoso para aplicações que exigem tolerâncias mais rígidas.

Entretanto, o corte a plasma tende a produzir um ângulo de chanfro mais pronunciado na borda cortada, especialmente em materiais mais espessos. Por exemplo, ao cortar placas de 50 mm de espessura, a inclinação da borda geralmente excede os limites aceitáveis para a fabricação de precisão. Por outro lado, placas de 30 mm de espessura normalmente atendem aos requisitos de inclinação, demonstrando a natureza dependente da espessura da qualidade do corte a plasma.

A escolha entre esses métodos depende dos requisitos específicos do projeto:

1. Para materiais mais espessos (>30 mm) em que o esquadro da borda é crítico, o corte por chama pode ser preferível, apesar da menor precisão.
2. Para materiais mais finos (<30 mm) ou onde a maior precisão é fundamental, o corte a plasma oferece vantagens em termos de velocidade e precisão.
3. Em casos que exigem alta precisão e chanfro mínimo, pode ser necessário um pós-processamento adicional (como usinagem), independentemente do método de corte escolhido.

Por fim, a seleção deve equilibrar fatores como espessura do material, tolerâncias necessárias, volume de produção e processos de fabricação posteriores para otimizar a eficiência e a qualidade geral da fabricação.

IV. Análise de custos

1. Custo do plasma

O custo de uso por hora no modo de corte contínuo:

Uso de eletricidade 55 graus 60 CNY + custo das principais peças consumíveis 120 CNY + outros custos de uso de consumíveis 2,4 CNY + ar 6 metros cúbicos 6 CNY + oxigênio 5 metros cúbicos 18 CNY + remoção de poeira 2,2 graus de eletricidade 2,42 CNY = custo de uso por hora 209,42 CNY.

2. Custo do corte a chama CNC

Custo por hora no modo de corte contínuo e ininterrupto:

Propano CNY30 + Oxigênio CNY56 + Uso de eletricidade (3 unidades) CNY3,3 + Componentes consumíveis CNY3 = CNY92,3.

Observação: a velocidade do corte a plasma é 5,62 vezes maior que a do corte a chama, e o custo é 2,27 vezes maior que o da chama.

Considerando que a maioria das peças de trabalho pode ser cortada com uma tocha dupla usando o corte por chama CNC, a eficiência do plasma é 2,81 vezes maior do que a do corte por chama com tocha dupla.

O custo do corte com tocha dupla de chama para operação contínua por uma hora é de 184,6 CNY, enquanto o de plasma é de 209,42 CNY.

3. Custos trabalhistas

De acordo com a cota de horas de trabalho padrão da empresa, o custo de mão de obra para um trabalhador de corte CNC que trabalha continuamente por uma hora é de 18 CNY.

4. Despesa de depreciação de equipamentos

5. Custo total

A partir da tabela acima, pode-se concluir que o custo total para uma hora de operação contínua é de 239,74 CNY para o processo de plasma e 115,5 CNY para o processo de chama CNC.

Apêndice: Uma comparação de tempo e custo entre o corte a plasma e a chama para uma estrutura.

Tabela de estimativa da capacidade de produção de chassi e estrutura

Apêndice

Comparação da espessura típica da chapa entre corte a plasma e a chama