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Comment se coupent les métaux ? Guide sur les systèmes disponibles

Vous pensez acheter un système de découpe du métal pour votre entreprise ? Avant d’investir dans une machine pour la découpe du métal, il est important de connaître toutes les options disponibles et leurs avantages et inconvénients. Outre les techniques plus traditionnelles, comme le cisaillement, l’électroérosion par fil et la découpe plasma, l’introduction de nouvelles technologies comme la découpe laser à fibre rend le choix plus difficile. Voici un guide pour vous orienter parmi les systèmes de découpe et pour identifier le système idéal pour votre production.

Ce qu’il faut prendre en compte avant d’acheter un système de découpe pour métaux

L’une des erreurs les plus communes dans l’achat d’une nouvelle machine pour l’entreprise est de se baser sur l’intérêt économique immédiat de l’achat au lieu du coût qu’il représente sur le long terme. Un bon système de découpe devrait garantir une longue durée, et il est donc essentiel d’évaluer son rendement et son impact économique sur l’entreprise. Les systèmes de découpe du métal traditionnels ont généralement un prix plus faible mais des consommations très élevées et des dépenses liées aux coûts de main-d’œuvre et aux longs temps de production. Voyons donc en détail les caractéristiques de chaque système:

Découpe des métaux par cisaillement

Le cisaillement est le système de découpe du métal le plus traditionnel, basé sur des machines à cisaillement qui utilisent une technique de découpe à froid.  Les systèmes de cisaillement se divisent en :

  1. Cisailles à lames circulaires, qui coupent longitudinalement la tôle
  2. Cisailles guillotines, avec une lame fixe sous la tôle et une mobile, actionnée par des pistons alimentés par un système hydraulique. 

L’épaisseur maximale de découpe par cisaillement est de 20-30mm. Bien qu’il s’agisse d’un système relativement économique à l’achat, il a quelques inconvénients :

  • Il requiert des outils sujets à l’usure mécanique 
  • Il peut effectuer uniquement des usinages très simples
  • Il requiert une main-d’œuvre spécialisée
  • Il a des coûts de maintenance élevés

Découpe des tôles par électroérosion par fil

L’électroérosion par fil, ou EDM (Electrical Discharge Machining) est un système de profilage du métal qui érode le métal à travers des décharges électriques. Un conducteur à fil est utilisé comme électrode, et le composant métallique à couper est plongé dans un bac de fluide diélectrique. Parmi les avantages de l’électroérosion figurent la haute précision et la flexibilité d’usinage, l’absence de chutes et la possibilité de travailler sur de petites pièces métalliques. L’électroérosion par fil a cependant quelques inconvénients :

  • Longs temps d’usinage qui font augmenter les coûts
  • La pièce à travailler risque de rouiller si elle reste trop longtemps dans l’eau
  • Elle requiert une main-d’œuvre hautement spécialisée
  • Elle comporte une forte usure des électrodes
  • Elle ne coupe que des matériaux conducteurs
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Découpe plasma des métaux

La découpe des métaux au plasma est une technique de découpe thermique utilisée depuis les années 50.  Dans ce système, un gaz expulsé à grande vitesse à travers une buse instaure un arc électrique entre une électrode et le métal à couper. Le gaz se transforme en plasma et permet de découper le métal à très grande vitesse. La découpe plasma est une technique de découpe encore très répandue, dans une version actualisée, mais qui présente encore quelques limites :

  • Haute consommation d’énergie
  • Production de poussière qui requiert l’utilisation d’un filtre
  • Elle laisse un chant de 4-6 degrés environ, et n’est donc pas adaptée aux usinages de haute précision
  • Elle ne coupe que des matériaux conducteurs

Découpe des métaux Water Jet

La découpe du métal au jet d’eau, ou WaterJet, est une technique de découpe à froid plus récente qui utilise de l’eau sous très haute pression pour découper des métaux ayant des épaisseurs allant jusqu’à 40mm. Elle a l’avantage de ne pas endommager le matériel et de ne pas le soumettre à une sollicitation mécanique. Parmi les inconvénients :

  • Bruit élevé
  • Buse qui se bouche facilement,
  • Non adaptée aux usinages 3D complexes
  • Pompes et têtes de coupe sujettes à l’usure
  • Elle requiert l’élimination de la boue

Découpe laser des métaux

L’utilisation de la découpe laser pour le métal est de plus en plus répandue grâce aux nombreux avantages de cette technologie. Les systèmes de découpe laser utilisent l’énergie du rayon laser pour obtenir des bords propres et éviter les dommages au matériel dus au contact avec les outils. À la différence de la découpe plasma, le laser est idéal pour les usinages à très haute précision grâce à la qualité impeccable de découpe. Elle permet par ailleurs d’effectuer des usinages plus rapidement, avec de faibles consommations d’énergie et l’absence de chutes.

Les systèmes de découpe laser peuvent utiliser des technologies à laser à fibre ou laser CO2. Avant, pour travailler des tôles ayant des épaisseurs supérieures à 4-5mm, on utilisait surtout le laser CO2. Le laser à fibre optique avait au départ certaines limites, dont :

  • Découpe uniquement sur de petites épaisseurs
  • Basse puissance de découpe

Aujourd’hui en revanche, le laser à fibre a évolué et permet un rendement bien plus important par rapport au laser CO2 ainsi qu’une découpe même sur de plus grandes épaisseurs. Le laser à fibre optique a par ailleurs une longueur d’onde extrêmement réduite qui offre :

  • Une haute concentration et puissance de découpe
  • Une très haute précision
  • Des usinages sur de nombreux types de métal, tels que le laiton, le cuivre et le titane, et donc aussi bien sur des métaux conducteurs que non conducteurs.
  • Temps d’usinage réduits et frais de fonctionnement inférieurs
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Avantages des systèmes de découpe des métaux Cutlite Penta

Cutlite Penta conçoit, produit et distribue des systèmes laser à fibre pour la découpe du métal à très haute précision. Chaque machine Cutlite Penta est le fruit de projets et d’une technologie propriétaire et offre d’innombrables avantages de production, parmi lesquels :

  • Puissance de découpe jusqu’à 30kW, avec des découpes sur des épaisseurs allant jusqu’à 50mm
  • Tête de coupe EVO3 pour supporter de hautes puissances
  • Plus grande qualité de découpe
  • Meilleures performances sur le marché
  • Possibilité de configurations sur mesure
  • Systèmes à moteurs linéaires

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