Un professionnel du bâtiment est souvent amené à faire de la découpe industrielle. Il a à sa disposition plusieurs procédés, selon les matériaux à découper. Retrouvez ici une présentation de l'oxycoupage, du plasma, et du laser, les trois solutions de découpe industrielle les plus utilisées, ainsi que de la découpe poinçonnage.
La découpe industrielle est un procédé utilisé dans de nombreux secteurs d’activité comme l’automobile, le ferroviaire, la métallurgie, la chaudronnerie, et bien sûr le bâtiment. Elle permet de fabriquer des pièces et des structures à partir de matériaux métalliques primaires comme des tôles, des tubes en acier, des alliages, de l’aluminium, des aciers inoxydables.
Les besoins de découpe sont très variés, et les industriels, ainsi que les spécialistes du bâtiment, ont un besoin constant de pièces de précision, déjà prototypées ou réalisées sur-mesure. Selon l’épaisseur, le type de matériaux, la qualité que l’on exige, les procédés utilisés et les techniques de découpe industrielle ne sont pas les mêmes, et de nombreuses machines sont disponibles pour les accompagner dans leur demande. Selon ses besoins, il convient donc de s’adresser à l’entreprise la plus apte à répondre à la demande. Elles sont nombreuses en France, de géants du domaine comme Air Liquide à des PME réparties sur tout le territoire.
Les trois solutions de découpe industrielle les plus utilisées
L’oxycoupage, le plasma, et le laser sont les technologies de découpe industrielle les plus utilisées. Ces procédés de séparation thermique permettent en effet de travailler l’ensemble des matériaux, notamment dans le secteur du bâtiment.
Au niveau de la découpe thermique, l’oxycoupage, le plasma et le laser sont des technologies qui ont fait leurs preuves. Elles offrent de réelles plus-values en ce qui concerne à la fois la qualité du travail et la productivité, avec chacune ses avantages. À chacun de choisir le procédé qui lui convient le mieux, et de trouver le juste équilibre entre productivité, qualité, et rentabilité.
Besoin de découpe industrielle : que faut-il prendre en compte ?
Le bâtiment est un secteur qui a notamment besoin de beaucoup de pièces en tôle sur-mesure pour des éléments de décoration, des appuis de fenêtres, des pièces d'habillage ou support de fixation pour les ascenseurs, monte-charges, escaliers, etc. Elles doivent souvent être produites sur-mesure.
D'une façon générale, de nombreux éléments sont à prendre en compte lorsque l'on a un besoin pour de la découpe industrielle dans le bâtiment :
L’épaisseur du produit à découper
En cas d’épaisseur très importante ou moyenne, le plasma et l’oxycoupage peuvent convenir parfaitement. En revanche, lorsque l’on doit découper des fines épaisseurs et des formes complexes, le laser s’impose.
Le type de matériau : alliage, aluminium, métaux spéciaux, aciers
Le laser permet de découper un grand choix de matériaux (plus que le plasma). À son tour, ce dernier offre plus de possibilités que l’oxycoupage.
Le mode de découpage : automatique ou manuel
Différentes méthodes existent, qui utilisent soit une flamme, soit une torche à plasma, soit un faisceau laser, etc. Un usinage peut être nécessaire selon la finition que l’on souhaite.
La vitesse et la performance
Le laser offre une grande vitesse de coupe sur des tôles fines.
Le plasma présente une grande vitesse de coupe sur des tôles moyennes à épaisses avec une largeur de saignée plus importante que le laser.
L’oxycoupage présente une vitesse de coupe plus lente. La zone thermiquement affectée est plus grande.
Les différentes techniques de découpe industrielle
Les gaz de coupage et les solutions associées sont en constante évolution depuis déjà plus de 100 ans, afin de s’adapter aux processus de fabrication et d'assemblage. Ils sont au cœur de l’activité d’Air Liquide. Le gaz est utilisé par les trois technologies de découpe thermique (oxyfuel, plasma et laser).
L’oxycoupage : un procédé ancien
Ce procédé ancien est un procédé de découpe thermique par oxydation localisée. Lors de l’amorçage, la flamme de chauffe atteint environ 1300 degrés. C’est à cette, température que l’acier se transforme en oxyde de fer. On procède à la découpe avec un jet d’oxygène pur pour continuer la combustion et faire partir les oxydes formés dans la saignée.
L’oxycoupage, ou découpe de plaques très épaisses, est demandé par divers secteurs comme la construction, le bâtiment, les travaux publics, les infrastructures civiles, l’énergie, les engins, la sidérurgie, les chantiers navals, l’énergie éolienne.
Il est plus utilisé pour les aciers ordinaires et faiblement alliés. On peut toutefois l’utiliser pour les aciers inoxydables, en ajoutant du fer sous forme de poudre dans la saignée. Cette technique utilise la combustion entre un comburant (oxygène) et un gaz combustible (par exemple l’Acétylène) via un chalumeau. Elle utilise aussi un jet de coupe avec de l'oxygène.
C’est le procédé qui revient le moins cher.
Le plasma avec des gaz purs ou des mélanges
Le plasma utilise des gaz purs ou des mélanges, à base d'air comprimé, d’azote, d’hydrogène, d'oxygène ou d’argon.
Ce procédé est utilisé dans le bâtiment, l’automobile et le machinisme agricole, les travaux publics, la serrurerie, la chaudronnerie et la métallurgie. On peut l’utiliser sur les métaux ferreux ou non-ferreux, les matériaux oxydés, peints, ou en treillis.
C’est un procédé que l’on choisit plus pour sa vitesse de coupe à coût réduit que pour sa précision. Cependant, il est celui qui utilise le plus de consommables.
La découpe plasma est utilisée en automatique 2D pour des matériaux métalliques, tôles ou tubes trop épais pour être découpés au laser.
La découpe laser : une adaptabilité remarquable
La découpe laser, puissante et précise, se fait avec de l’azote ou de l’oxygène. C’est une découpe invisible et propre, aussi qualifiée de « blanche ». Il n’y a pas de frais d’outillage. Enfin, les industriels l’apprécient pour son haut niveau de précision, et sa tolérance selon les matières. Elle permet une découpe minutieuse sur des tôles fines, grâce à l’utilisation d’un faisceau étroit.
La découpe au laser se prête à tous les types de séries, aussi bien les prototypes, que les petites, moyennes ou grandes séries. Elle traite aussi les formes complexes. Elle est ainsi utilisée par exemple pour le micro-usinage de petites pièces mécaniques, qui requiert une précision chirurgicale.
La découpe laser sert dans les chantiers navals, le secteur médical, l’automobile, l’armement et l’aéronautique, le ferroviaire, le mobilier urbain et industriel, et le matériel agricole. Elle permet d’éviter l'oxydation et la calamine sur l’aluminium, l'acier, ainsi que sur l'inox.
On utilise la découpe laser pour la fabrication de pièces métalliques en acier, inox ou aluminium. Elle s’applique aussi à de nombreux matériaux comme les plastiques, le bois, les textiles, les caoutchoucs…
En résumé, la découpe laser se démarque par son adaptabilité aux nombreux matériaux, y compris utilisés dans les bâtiment comme l’aluminium, l’acier, l’acier inox...
Elle permet aussi de découper en forte quantité des matériaux de faibles épaisseurs.
Elle offre enfin une haute qualité de découpe, un bon état de surface et beaucoup de précision.
La gamme LASAL™ d'Air Liquide pour la découpe laser propose des gaz d'assistance pour machine laser, et des gaz pour machines de découpe laser CO2 ainsi que trois gaz adaptés aux mélangeurs pré-intégrés dans les machines laser. Pour des résultats encore plus performants, il est conseillé d'utiliser une découpe à haute vitesse sous azote ou à l'air.
Le leader mondial des gaz est aussi un spécialiste en matière de soudage et de découpe de matériaux. Ses conseillers sont à la disposition des artisans du bâtiment pour répondre à leurs questions. Les gaz de soudage et de coupage sont au cœur de son offre depuis plus d’un siècle, s’adaptant au fur et à mesure des nouvelles technologies et de la demande de ses clients.
Les autres solutions
Pour les métaux fins : un laser YAG de haute précision
De nombreux matériaux comme l’acier, l’inox, l’alu, le cuivre, le laiton, le bronze, les tôles magnétiques, le maillechort, le tantale, peuvent nécessiter une découpe de haute précision au laser YAG dans des secteurs comme l’énergie, l’électronique, la mécanique de précision ou encore la joaillerie et l’artisanat d’art. Un laser peut permettre une micro découpe de haute précision jusqu'à 1 mm² avec une tolérance de +/- 20 microns.
Une découpe pour les fortes productivités
La découpe industrielle s’applique aussi pour les besoins très importants dans des secteurs comme l’énergie, et de l’automobile, par exemple pour des grandes séries. La précision maximale est atteinte avec une seule tête de laser.
La découpe poinçonnage dans le bâtiment
Le poinçonnage est adapté pour des pièces avec des ouvertures intérieures, des taraudages, etc, mais le contour avec une poinçonneuse est limité.
Le design de la pièce doit être plus simple qu'en laser, sans beaucoup d'arrondis. La découpe poinçonnage se fait grâce à un centre d’usinage (une machine-outil permettant l'usinage de pièces, en général métalliques, par enlèvement de matière).
Le prototype final en acier, inox, cuivre, ou laiton, peut être ensuite produit en petite ou grande série. Selon les matériaux utilisés, la pièce finale n'est pas parfaite immédiatement, mais cette technique de découpe poinçonnage permet une grande réactivité tout en garantissant la qualité des pièces usinées, et une forte cadence de production. Dans ce cas, les industriels apprécient souvent la diversité des formes et des tailles obtenue par ces prototypes finaux.
Source : batirama.com