Qual è il metodo migliore per tagliare la lamiera d'acciaio?

Scelta del miglior metodo di taglio della lamiera d'acciaio

Esiste un metodo più efficace di tutti per tagliare una lamiera d'acciaio? La risposta è facile: dipende. È necessario tenere conto dell'applicazione, della velocità richiesta e dello spessore della lamiera d'acciaio o della lamiera in metallo che si sta tagliando. Dopo aver considerato questi fattori, è possibile scegliere tra uno dei quattro metodi disponibili per il taglio di una lamiera d'acciaio su una macchina CNC.

Scelta tra il taglio di acciaio a getto d'acqua, laser, al plasma o a ossicombustibile

Metodo di taglio a ossicombustibile

Il taglio con torcia a ossicombustibile, o taglio a fiamma, è il metodo più antico per tagliare l'acciaio dolce. In genere, è un processo semplice e le apparecchiature e i consumabili sono relativamente economici.
Una torcia a ossicombustibile può tagliare lamiere d'acciaio molto spesse ed è limitata principalmente dalla quantità di ossigeno che può essere erogata. Il metodo di taglio a ossicombustibile consente di tagliare lastre di acciaio con spessore da 90 a 120 cm. Tuttavia, quando è necessario eseguire un taglio sagomato su una lamiera d'acciaio, l'operazione viene eseguita in gran parte su lamiere sottili fino a uno spessore massimo di 30 cm.

Anche il taglio a ossicombustibile è una buona opzione per lamiere più spesse di 2,5 cm, ma può essere utilizzato su lamiere sottili fino a uno spessore minimo di 0,6 cm. È un processo relativamente lento, che può raggiungere fino a circa 50 cm al minuto su un materiale da 2,5 cm. Tuttavia, è possibile integrare con facilità più torce che operano simultaneamente, aumentando quindi la produttività.

Se regolata correttamente, una torcia a ossicombustibile produce una superficie del metallo liscia e dal taglio dritto. La quantità di scorie che si deposita sul bordo inferiore è minima e il bordo superiore è solo leggermente arrotondato dalle fiamme di preriscaldamento. Questa superficie è ideale per applicazioni senza necessità di ulteriore trattamento.

Metodo di taglio ad arco al plasma

Il taglio ad arco al plasma è un altro metodo eccellente per tagliare lamiere d'acciaio dolce. Il taglio al plasma offre velocità molto più elevate rispetto al processo a ossicombustibile, anche se, di conseguenza, la qualità del bordo risulterà lievemente inferiore.

La gamma ottimale per la qualità del bordo è compresa tra 0,6 e 3,8 cm. La qualità complessiva del bordo inizia a diminuire quando la lamiera è al di fuori di tale intervallo, anche se la levigatezza del bordo si mantiene discreta e la produzione di scorie è contenuta.

Le apparecchiature al plasma possono essere costose rispetto a una torcia a ossicombustibile. Un sistema completo richiede un alimentatore, un'unità di raffreddamento (su sistemi con una potenza superiore a circa 100 A), un controllo del gas, cavi della torcia, cavi e tubi di interconnessione e la torcia stessa. A seconda dell'applicazione, il costo aggiuntivo potrebbe essere giustificato dall'aumento della produttività.

È inoltre possibile tagliare con più di una torcia al plasma simultaneamente. Tuttavia, spesso questo procedimento non è molto conveniente; ciò dipende dal volume di tagli di lamiere d'acciaio da eseguire.

Metodo di taglio laser

Il taglio laser funziona meglio per il taglio di acciaio dolce con spessore a partire da circa 3,18 cm. Oltre il limite costituito da uno spessore di 2,5 cm, tutti gli aspetti del processo, inclusi il materiale (acciaio di grado laser), la purezza del gas, le condizioni dell'ugello e la qualità del raggio, devono funzionare con estrema precisione per garantirne l'affidabilità.

Il laser è un processo più lento che utilizza il calore estremo di un raggio laser focalizzato anziché una fiamma di preriscaldamento. Pertanto, la velocità è limitata dalla reazione chimica tra ferro e ossigeno.

Sebbene sia più lento, questo processo è anche estremamente preciso. Produce un solco di taglio di larghezza ridotta e può quindi offrire contorni molto precisi e fori di piccole dimensioni accurati. La qualità del bordo è eccellente con dentellature e linee di sfasamento estremamente piccole, i bordi sono affilati e squadrati e le scorie, se prodotte, sono minime.

Il taglio laser è inoltre estremamente affidabile. I consumabili hanno una lunga durata e l'automazione della macchina è ottima, tanto che molte operazioni di taglio laser possono essere eseguite "a luci spente".

Ciò significa che è possibile caricare sul tavolo una lamiera d'acciaio da 25,4 x 100 cm con spessore di 1,27 cm, premere il pulsante di avvio e tornare a casa per cena. Al mattino, in officina vi saranno centinaia di pezzi tagliati e pronti per essere scaricati.

A causa della complessità della trasmissione del raggio, i laser a CO₂ non si prestano al taglio con più teste sulla stessa macchina. Tuttavia, il taglio con più teste è possibile con i laser a fibra.

Metodo di taglio a getto d'acqua

Il taglio a getto d'acqua è un'altra buona scelta per il taglio dell'acciaio dolce, poiché garantisce un taglio liscio e preciso. La precisione può superare quella del taglio laser grazie a una migliore levigatezza del bordo senza distorsione termica.

Inoltre, il getto d'acqua non presenta limitazioni di spessore. Il limite pratico per il taglio a getto d'acqua è di circa 15-20 cm, a causa del tempo necessario per tagliare materiali di tale spessore e della tendenza a divergere del flusso d'acqua.

Il taglio a getto d'acqua si presta al taglio con più teste e può essere eseguito anche con una singola pompa intensificatrice. Tuttavia, ogni testa di taglio aggiuntiva richiede un flusso d'acqua ulteriore con una pompa più grande o un orifizio più piccolo.

Uno svantaggio del taglio a getto d'acqua è il costo. In genere, l'investimento iniziale per l'acquisto delle apparecchiature è lievemente superiore a quello richiesto dal processo al plasma, a causa della pompa intensificatrice, ma inferiore a quello richiesto dalla tecnica al laser. Tuttavia, il costo orario per eseguire un taglio a getto d'acqua è molto più alto a causa dell'abrasivo al granato utilizzato nel taglio.

4 passaggi per scegliere il metodo migliore per tagliare la lamiera d'acciaio

Come si sceglie quindi il metodo migliore per tagliare la lamiera d'acciaio per l'applicazione specifica? È opportuno prendere in considerazione i seguenti fattori.

1. Iniziare con lo spessore:

• Utilizzare il processo al laser per acciaio più sottile di 0,2 cm.
• Utilizzare il processo al plasma o al laser per acciaio più sottile di 0,32 cm.
• Utilizzare il processo a getto d'acqua, al plasma o al laser per acciaio più sottile di 0,63 cm.
• Utilizzare il processo a ossicombustibile se lo spessore dell'acciaio è superiore a 20 cm.
• Utilizzare il processo a ossicombustibile o a getto d'acqua se lo spessore dell'acciaio è superiore a 5 cm.
• Utilizzare il processo al plasma, a ossicombustibile o a getto d'acqua se lo spessore dell'acciaio è superiore a 3 cm.

2. Prendiamo in considerazione il requisito di precisione e qualità del bordo:

• La maggior parte delle costruzioni ricavate da lamiera d'acciaio può essere saldata utilizzando un taglio al plasma; tuttavia, la qualità del bordo potrebbe essere inferiore.
• Se non è possibile garantire la zona termicamente alterata necessaria nel processo a ossicombustibile, al plasma o laser, utilizzare la tecnica a getto d'acqua.

3. Prendiamo in considerazione la produttività i rapporto al costo:

• Se il tasso di produzione è il fattore più importante, evitare il processo a getto d'acqua.
• Se il basso investimento iniziale e il basso costo operativo sono gli aspetti più importanti, il processo a ossicombustibile è la soluzione ottimale.

4. Considerazioni aggiuntive:

• Nell'ambito dell'applicazione, il deposito occasionale di scorie sul fondo della lamiera è tollerabile? In caso contrario, utilizzare il processo a getto d'acqua o al laser.
• Le operazioni secondarie richiedono fori perfettamente rotondi? In tal caso, utilizzare un processo a getto d'acqua o al laser.

Spesso è difficile decidere qual è il metodo migliore per tagliare la lamiera d'acciaio per la propria applicazione specifica. Molti produttori o centri di assistenza in ambito siderurgico che necessitano della capacità di tagliare un'ampia gamma di materiali, incluso l'acciaio inossidabile, spesso decidono di acquistare macchine dotate di due o più processi di taglio, insieme a smerigliatrici angolari e altri utensili. In molti casi, il modo migliore per determinare quale processo è ottimale per pezzi in acciaio specifici è mediante un processo per tentativi ed errori.