Comment fonctionnent les coupeurs plasma : La science derrière la découpe moderne des métaux

La découpe plasma est une méthode thermique de découpe et de gravure des métaux. C'est l'une des méthodes les plus récentes disponibles pour couper ces matériaux. La découpe plasma existe depuis seulement quelques décennies et la découpe plasma de précision (Hi-Def ou plasma fin) depuis environ 15 à 20 ans. Avant cette méthode, l'oxycoupage était souvent utilisé. Cette méthode plus ancienne utilise l'oxygène, l'acétylène et plus tard, le propane pour couper les matériaux. La découpe plasma a surpassé l'oxycoupage en utilité car elle peut couper jusqu'à six pouces de matériau en une seule fois et pourtant couper précisément des matériaux plus fins avec très peu de changement requis, bien qu'il existe encore des applications pour les systèmes d'oxycoupage.

Pourquoi utiliser une machine de découpe plasma ?

Les machines de découpe plasma sont beaucoup plus efficaces que les autres méthodes de traitement du métal. La découpe plasma a été développée à l'origine dans les années 1960 mais a pris de nombreuses années pour se développer en un processus de découpe de précision que nous connaissons aujourd'hui. C'est un processus qui utilise la température pour couper, ou plutôt, vaporiser les métaux. La mécanique de la technologie des coupeurs plasma est simple sur le papier : un gaz ou des gaz sont forcés à travers un très petit trou dans une torche à une vitesse très élevée, tandis qu'un courant est ensuite appliqué aux gaz au fur et à mesure. Ce processus délivre un fin jet de plasma qui coupe avec des bords très bien finis. Son processus frère, la torche oxy-combustible, fonctionne beaucoup plus lentement et les coupes ne sont pas aussi nettes.

À la fin des années 1990, les torches plasma et la technologie se sont encore améliorées. La technologie a progressé au point que des coupes de plasma fin ou « haute définition » étaient possibles. Ces outils de découpe plasma fin, contrairement à leurs cousins plus simples, ne sont pas portatifs ; ils sont attachés à des systèmes de mouvement de précision plus larges afin d'atteindre les finitions fines et les précisions dont ils sont capables. Ce sont ce qu'on appelle souvent des coupeurs plasma à commande numérique par ordinateur (CNC). Ce sont des outils qui offrent une grande précision. Ils nécessitent également des contrôles et un étalonnage précis. Ces coupeurs plasma fin offrent un excellent moyen de produire des pièces complexes.

Les bases de la découpe plasma

Les coupeurs plasma utilisent plusieurs types de gaz différents pour couper à travers les matériaux. L'oxygène, l'azote, l'argon et même l'air comprimé d'atelier peuvent être utilisés dans ce processus. Bien sûr, ce n'est pas seulement l'air qui est utilisé dans le processus. L'air doit être contraint et passé à travers une minuscule ouverture tandis qu'un courant le traverse. Le processus s'appelle découpe plasma, pas découpe à l'air, car lorsque la température devient suffisamment élevée, il entre dans un nouvel état de la matière, l'état de plasma. La nature électrique du processus est également importante. Au fur et à mesure que l'arc électrique produit par la torche entre en contact avec le métal, un circuit complet est créé. La substance est à haute température et se déplace à haute vitesse. Il est facile pour ce plasma de couper à travers les matériaux métalliques. En plus du gaz qui devient plasma, il y a aussi un gaz de protection dans ces torches. Ce gaz est également forcé à travers une buse étroite. On l'appelle gaz de protection car il protège la coupe finie.

Fonctionnement d'un coupeur plasma

Les coupeurs plasma portatifs d'aujourd'hui ont souvent un système d'arc pilote. Cela signifie qu'un arc est utilisé pour créer le plasma entre l'électrode et la buse. Ainsi, le plasma est disponible avant que le transfert d'arc vers le métal ne se produise. C'est une amélioration par rapport à la technologie antérieure de découpe plasma portative. Un anneau tourbillonnaire fait tourner le jet de plasma rapidement à sa sortie du coupeur, fournissant un flux plus serré et plus uniforme. La découpe CNC aujourd'hui est faite totalement par ordinateur, sans avoir à toucher les matériaux du tout. Une forme pré-dessinée est chargée dans la machine et un trajet d'outil est ensuite créé que l'outil machine suit tout en énergisant la torche plasma. Les premières versions des coupeurs à commande numérique nécessitaient une sorte de système de carte perforée ou de bande perforée. Aujourd'hui, tout se fait en arrangeant des images sur un écran et il est possible d'entrer des détails très petits dans ces systèmes, y compris les vitesses, les pauses et d'autres fonctions.

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