Costi operativi del taglio al plasma automatizzato

Nelle comuni operazioni di taglio al plasma meccanizzato i costi principali, oltre all’investimento iniziale, sono quattro: alimentazione, gas, consumabili e manodopera.

Costi per l’alimentazione

Nelle comuni operazioni di taglio al plasma meccanizzato i costi principali sono quattro: alimentazione, gas, consumabili e manodopera.

Costi per l’alimentazione = consumo di energia x tempo di accensione dell’arco x $/kWh

L’elemento principale che consuma energia in una macchina di taglio è il generatore a CC. La maggior parte dell’energia consumata dal sistema è veicolata direttamente sul materiale in lavorazione in un arco sotto tensione ad altissima densità di energia. Per avere un’idea approssimativa del consumo di energia di un sistema plasma, moltiplicare l’amperaggio in uscita per la tensione operativa media. Per calcolare i kilowatt in entrata consumati, moltiplicare per un fattore di efficienza di alimentazione di circa l’85%. Ad esempio, un sistema plasma a 200 A ha una tensione operativa media di circa 140 V. Questo significa che il generatore emette 28 kVA, quindi il consumo in entrata è calcolato come 28 kVA x 85 = 23,8 kW.

Per ottenere il consumo giornaliero o annuale moltiplicare per il tempo medio di funzionamento o di accensione dell’arco in un giorno. Il tempo di accensione dell’arco è il tempo effettivo richiesto per il taglio per un dato intervallo di tempo. Questo può essere misurato con un contatore per il tempo di sfondamento e di accensione arco oppure calcolato con la programmazione di distanze e velocità e produttività giornaliera. Il tempo di accensione arco varia in base allo spessore e al tipo di materiale, alle dimensioni del pezzo tagliato, al maneggiamento del materiale, alla velocità della macchina, alla velocità del controllo di altezza torcia e molti altri fattori.

Costo del gas

I sistemi al plasma usano ossigeno, aria, azoto, argon-idrogeno e altri gas.

Costi del gas = consumo x tempo di accensione dell’arco x $/100 piedi³

Il consumo varia con le dimensioni del sistema al plasma e con le diverse condizioni di funzionamento. Di solito, il manuale di funzionamento fornisce i tassi di consumo in piedi.³/ore per un ugello di una determinata misura e una determinata impostazione di flusso della tubazione di pressione operativa. Ad esempio, un sistema plasma a ossigeno da 200 A consuma 70 piedi.³/ore di ossigeno durante il taglio. Per conoscere il costo operativo, moltiplicare i tassi di consumo del gas plasma per il tempo di accensione dell’arco e il costo del gas.

Uno stesso sistema può usare 300 piedi³/ore di schermo ad aria. L’aria compressa dell’officina è in genere considerata gratuita ad eccezione dei costi di manutenzione per mantenerla pulita. Anche l’acqua per il taglio o lo schermo ad acqua sono molto economici ma i gas schermo come l’azoto, la CO₂e le miscele possono essere costosi e dovrebbero essere calcolati come mostrato sopra.

Consumabili

Il costo dei consumabili può essere delineato su base settimanale, mensile o annuale. Questi costi possono variare ampiamente non solo in base al costo dei componenti ma anche in base alle prestazioni e alla durata dei consumabili che dipendono da vari fattori. La durata dei consumabili e della torcia al plasma varia rispetto alle applicazioni, ai parametri operativi, alla durata dei tagli, al numero di sfondamenti, alla capacità dell’operatore, ecc. Il modo migliore per individuare e iniziare a controllare i costi dei consumabili è quello di mantenere un registro giornaliero dei consumabili basato su numero di sfondamenti e ore di accensione dell’arco.

Costi dei consumabili = tasso di consumo x tempo di accensione dell’arco x costo dei componenti

In un ambiente di produzione, lungo un periodo di tempo, è possibile tracciare con precisione il numero di sfondamenti e il numero totale di ore di arco per un dato set di componenti per un dato lavoro di taglio. Se la manutenzione e il funzionamento di una torcia al plasma sono eseguiti correttamente, il costo annuale per torcia, dispositivo di iniezione del gas, schermo, cappuccio di tenuta, e altri componenti dovrebbe essere basso se confrontato con il costo per l’ugello e l’elettrodo. Ma in realtà in molte officine, questo costo totale per i consumabili è il doppio del costo dell’ugello e dell’elettrodo.

Costo della manodopera

I costi della manodopera possono essere calcolati usando la seguente equazione:

Costo manodopera = ore totali/anni x tariffa oraria officina x n. di persone

Molte officine hanno un operatore e un aiutante per macchina su ogni turno. In base alla qualità dei tagli della macchina, potrebbero essere necessari più lavoratori su operazioni secondarie o nessuno di questi.

Ovviamente, il costo della manodopera è il costo principale per le operazioni di taglio al plasma. Per ottenere il massimo dalle operazioni di taglio plasma, il produttore è tenuto a usare la manodopera con accortezza. Questo non vuol dire che ogni operatore deve azionare tre banchi plasma. La soluzione migliore è investire su un buon operatore e sulla sua formazione così da poter mantenere la macchina in funzione e produrre pezzi di buona qualità.

Consigli

Di seguito alcuni consigli per ottimizzare la produttività e i costi della macchina di taglio.

• Massimizzare i tempi di utilizzo della macchina- Una macchina da taglio deve tagliare. La manutenzione preventiva è essenziale per evitare il tempo passivo necessario per eseguire le riparazioni. Soluzioni per il maneggiamento del materiale quali letti di taglio multipli, gru a ponte e porta lamiera, possono ridurre il carico e lo scarico manuale e mantenere l’operatore concentrato sul processo di taglio. Oltre a questo sono importanti anche i parametri di movimento macchina. Se il controllo di altezza torcia o la velocità di attraversamento della macchina sono bassi, la macchina impiega più tempo nel posizionamento della torcia piuttosto che nel taglio del metallo.
  
  
• Ridurre le lavorazioni secondarie- Il controllo dei costi delle lavorazioni secondarie si ottiene con l’ottimizzazione della qualità di taglio. Per farlo non è necessario avere una macchina in buono stato di manutenzione ma anche un operatore ben addestrato. Un operatore con delle competenze di livello superiore produce molti più pezzi tagliati di qualità superiore con meno materiale di scarto e meno rilavorazioni sulla linea. Ottenere una buona qualità di taglio con un processo PAC richiede un controllo attento dei parametri di processo e la cura dei particolari.
  
  
• Controllo dei costi per i consumabili- Il controllo dei costi per i consumabili, come il controllo della qualità di taglio è in parte dato dall’apparecchiatura e in parte dall’operatore. Un bravo operatore ottiene il massimo da un set di componenti e previene i guasti catastrofici.