Il existe trois familles de techniques de découpe : mécanique, par érosion ou thermique.
Les découpes mécaniques sont les plus couramment utilisées : elles mettent en œuvre outils mécaniques qui s’appuient sur des forces physiques pour découper les matériaux. C’est le contact physique de l’outil et de la matière qui va produire la découpe. Le sciage ou le cisaillage font partie de cette famille.
Les découpes par érosion utilisent un élément qui va abraser la matière à découper. La découpe par jet d’eau en fait partie : un jet d’eau, additionné ou non d’abrasif, est propulsé à très forte pression et très grande vitesse par un très petit orifice, ce qui va permettre l’érosion de la matière à découper
Les techniques thermiques sont basées sur le principe de la fusion : elles utilisent la chaleur pour faire fondre la matière à découper. Le laser ou l’oxycoupage font partie de cette famille.
La découpe de métal au plasma est une technique de découpage thermique. Le principe est de porter le métal à température de fusion, un jet de gaz sous pression chassant le métal en fusion : on produit un arc électrique localisé qui va générer une température suffisamment élevée pour faire fondre le métal instantanément. On parle de découpe au plasma car ce terme de plasma renvoie au quatrième état de la matière, quand celle-ci n’est plus composée d’atomes et de molécules mais d’ions et d’électrons. C’est cet état qu’atteint le métal découpé avec cette technique.
La découpe au plasma CNC est une technologie avancée utilisée pour couper des matériaux conducteurs tels que l’acier, l’inox et d’autres métaux. Cette méthode est largement appréciée pour sa rapidité, sa précision et son efficacité pour la découpe de métal.
Principe de la découpe au plasma
La découpe au plasma repose sur le principe de la transformation du gaz en un plasma ionisé, un état de la matière qui conduit l’électricité. Voici les étapes clés du processus :
– Un gaz (comme l’air comprimé, l’argon ou l’azote) est envoyé à travers une buse.
– Une forte tension électrique est appliquée, ce qui provoque l’ionisation du gaz et forme un arc plasma.
– L’arc plasma atteint des températures extrêmement élevées (jusqu’à 30 000 °C), ce qui permet de fondre et vaporiser le métal.
– Le gaz à haute pression chasse le métal fondu, créant ainsi une coupe nette et précise.
Fonctionnement d’une machine de découpe au plasma CNC
Les principaux composants d’une machine de découpe au plasma CNC sont :
– Table de découpe : Surface sur laquelle le matériau est placé.
– Source de puissance plasma : Fournit l’énergie nécessaire pour générer l’arc plasma.
– Tête de découpe au plasma : Porte l’arc plasma et effectue la découpe.
– Système CNC : Contrôle les mouvements de la tête de découpe sur les axes X, Y, Z.
Une machine dite CNC, c’est-à-dire à Commande Numérique, est une machine dont les mouvements sont dictés par un logiciel informatique. C’est le logiciel qui permet de contrôler de manière automatisée et extrêmement précise la tête de découpe de la machine de découpe au plasma selon un parcours prédéfini. Le système CNC est programmé pour suivre un schéma ou un dessin numérique de type DXF, généralement conçu à partir d’un logiciel de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) comme AutoCAD ou SolidWorks. Cette technologie permet une découper le métal en respectant précisément le dessin tel qu’il a été conçu et codé informatiquement.
Avantages de la découpe au plasma CNC
- Précision et exactitude
Le système CNC permet un contrôle très précis de la tête de découpe, assurant ainsi des découpes de métal exactes et répétables. Il est possible de découper dans le métal des formes complexes avec une grande précision, ce qui est difficile à atteindre avec des méthodes manuelles.
- Vitesse de coupe élevée
La découpe au plasma est beaucoup plus rapide que les autres méthodes de découpe de métal thermique comme la découpe à la flamme. Cela permet d’augmenter la productivité, surtout pour les métaux de faible à moyenne épaisseur. La commande CNC accélère le processus en réduisant les temps d’arrêt et en optimisant les trajectoires de découpe. La fusion étant très précise et localisée, la déformation est très faible. Cette technique de découpe de métal étant très rapide, elle est particulièrement économique.
- Polyvalence
La découpe de métal au plasma CNC peut être utilisée sur une large gamme de métaux conducteurs, tels que :
- L’acier doux
- L’acier inoxydable
- Le corten
- L’aluminium
Elle s’adapte également à des épaisseurs variées, bien que la meilleure performance soit obtenue pour la découpe des métaux de faible à moyenne épaisseur.
- Coût relativement bas
Comparée à d’autres technologies de découpe, comme la découpe laser ou à jet d’eau, la découpe au plasma est plus économique car plus rapide et utilisant une technologie plus simple et donc moins coûteuse.
- Réduction des déchets et des rebuts
Grâce à la précision du contrôle CNC et à la finesse de l’arc plasma, il y a peu de déchets et de pertes de matière. Cela permet d’optimiser l’utilisation la surface de métal découper et de minimiser les pertes et les chutes.
- Moins de préparation du métal
Contrairement à d’autres méthodes de découpe de métal (comme la découpe à la flamme), la découpe au plasma ne nécessite pas de préchauffage du métal. L’opération de découpe est immédiate, elle commence dès le lancement de la machine, ce qui permet de gagner du temps.
- Possibilité de découpe sur des surfaces irrégulières
La découpe au plasma CNC peut fonctionner sur des métaux déformés ou présentant des irrégularités, contrairement à d’autres technologies comme le laser, qui nécessitent des surfaces parfaitement planes. La machine de découpe plasma CNC utilisée par DECOUPEMETAL.FR est munie d’un palpeur d’épaisseur qui permet, au cours de la coupe, d’ajuster la hauteur de la tête à la hauteur de la matière découpée. Elle peut ainsi suivre parfaitement les déformations de la surface à découper.
A retenir :
La découpe au plasma CNC offre un excellent rapport qualité-prix, avec des avantages tels que la rapidité, la polyvalence et la précision, tout en maintenant des coûts réduits et une grande flexibilité dans les applications. C’est pour cela que DECOUPEMETAL.FR a fait le choix de proposer cette technique pour découper vos plaques en métal.
Applications
La découpe au plasma CNC est largement utilisée dans les applications suivantes :
– Construction métallique : Pour la découpe de structures et de pièces métalliques, telles que des limons, des platines ou des goussets.
– Automobile : Pour la découpe de pièces et de composants métalliques ;
– Agencement et décoration : Réalisation de pièces métalliques aux designs complexes, comme des claustras, des garde-corps ajourés ou des paravents, en acier brut, inox ou corten ;
– Art métallique : Pour réaliser des œuvres d’art en acier de diverses natures, dont des œuvres en corten, mais également pour des pièces à assembler, de type girouettes ou autres sculptures.
Limites
La découpe au plasma CNC, bien qu’efficace et polyvalente, présente certaines limites qu’il est important de prendre en compte :
- Épaisseur maximale du métal
- La découpe au plasma est particulièrement adaptée pour les métaux de faible à moyenne épaisseur, généralement jusqu’à environ 20 mm d’épaisseur.
- Au-delà de cette épaisseur, la qualité de coupe diminue et la vitesse de découpe ralentit considérablement. Pour les métaux très épais, d’autres technologies comme la découpe à l’oxycoupage (pour l’acier) ou la découpe au jet d’eau sont souvent plus appropriées.
- Qualité des bords de coupe
- La découpe au plasma peut générer des bavures ou des scories sur les bords, au revers de la coupe, surtout pour les métaux plus épais. Bien que ces défauts puissent être réduits avec des machines modernes, il est souvent nécessaire d’effectuer un post-traitement (meulage ou polissage) pour obtenir un bord parfaitement lisse.
- Par rapport à la découpe laser, la découpe plasma produit des bords moins nets et un peu plus rugueux.
- Limites de précision
- La découpe au plasma, du fait de la technologie employée, est moins précise que d’autres techniques comme la découpe laser ou la découpe à jet d’eau, en particulier pour des tolérances fines ou des détails complexes.
- Pour les applications qui nécessitent une haute précision, inférieur à 0.5mm, la découpe plasma peut ne pas être adaptée.
- Chaleur excessive et distorsion thermique
- Bien que la zone affectée par la chaleur soit très réduite, elle reste importante. L’intensité de l’arc plasma peut causer une distorsion thermique sur des métaux fins, surtout en l’absence de système de refroidissement efficace.
- Cette chaleur peut également altérer les propriétés mécaniques ou métallurgiques du métal à proximité du trait de coupe, ce qui n’est pas souhaitable dans certaines applications.
- Matériaux conducteurs uniquement
- La technologie de découpe au plasma ne peut être utilisée que sur des matériaux conducteurs d’électricité, comme les métaux (acier, aluminium, inox, etc.).
- Elle ne fonctionne pas sur des matériaux non conducteurs, tels que le verre, le plastique ou les céramiques. Dans ces cas, des technologies comme la découpe à jet d’eau ou laser sont nécessaires.
- Limitation des coupes très fines
- Pour des coupes extrêmement fines ou des détails de très petite taille, la largeur de l’arc plasma peut poser un problème. Contrairement au laser, qui produit une découpe plus étroite, donc plus fine et plus précise, l’arc plasma a une largeur plus importante, ce qui limite les capacités pour les découpes aux motifs très fins et très détaillés, en particulier pour la découpe d’angles internes dont la pointe ne pourra pas être franche mais sera très légèrement arrondie.
A retenir :
Bien que la découpe au plasma CNC soit rapide et efficace pour de nombreuses applications de découpe de métal, ses limites en termes de précision et d’épaisseur de métal, ainsi que l’impossibilité de découper des métaux non conducteurs, doivent être prises en compte. Dans certains cas, des technologies alternatives comme la découpe laser, à jet d’eau, ou l’oxycoupage peuvent être plus adaptées
Conclusion
La technologie de découpe au plasma CNC est une solution puissante et flexible pour la découpe de métaux conducteurs. Elle allie vitesse, précision et automatisation, permettant de réaliser des découpes de métal complexes et rapides, tout en offrant une grande polyvalence dans les métaux et les formes à découper. Particulièrement économique, elle permet de réaliser efficacement la plupart des projets de découpe de métal. C’est pour ces raisons que DECOUPEMETAL.FR a choisi cette technologie pour découper vos pièces en métal.