CH691114A5 - Procédé de sciage au moyen d'une scie à fil. - Google Patents

Description

  



  Il existe depuis quelques années des scies à fil diamanté qui utilisent un fil métallique fin. Ce fil a été diamanté, par exemple mécaniquement (voir brevet EP 0 081 697). La couche diamantée permet d'usiner n'importe quelle matière plus tendre que le diamant, avec une grande précision. L'utilisation d'un fil sans fin, c'est-à-dire en boucle, exigerait que les deux extrémités du fil fussent soudées l'une à l'autre. Une telle soudure constituerait un point faible sujet à une rapide érosion et exposé à la cassure. 



  On a donc préféré utiliser un fil fixé par ses deux extrémités à un tambour cylindrique autour duquel le fil est enroulé dans une gorge hélicoïdale, analogue à un filetage en vis. Une partie du fil s'éloigne du tambour et passe autour d'une poulie, puis revient s'enrouler autour du cylindre. La rotation du tambour, qui tourne alternativement dans un sens puis dans l'autre, par inversion des pôles d'un moteur électrique qui le meut, donne au fil un mouvement de va-et-vient. Un poids, solidaire de la poulie, donne au fil la tension voulue. En raison du filetage en vis ménagé sur le tambour autour duquel le fil s'enroule, il y a un déplacement latéral du fil parallèlement à l'axe du tambour.

   Afin de conserver à la coupe une direction rectiligne par rapport à la pièce à scier, le tambour se déplace donc parallèlement à son axe en fonction du pas du filetage et de sa propre rotation. 



  Le fait que le fil est très fortement tendu donne une grande précision à la coupe. La vitesse de coupe est cependant relativement faible. En effet, la pièce est poussée contre le fil. On essaie d'éviter que le fil fasse un coude, et de maintenir un angle à 90 degrés entre le fil et la direction de l'avance de la pièce à scier. La poussée est donc limitée, ce qui limite également la vitesse de coupe. Les scies à fil sont donc fort appréciées pour leur précision dans des domaines où celle-ci est fort importante, mais où la vitesse l'est beaucoup moins. C'est donc dans le domaine de la recherche et du développement, et dans celui du contrôle de la qualité, que de telles scies sont utilisées en général. Elles permettent en effet de découper à peu près n'importe quelle manière et, dans ces domaines, le temps de coupe n'a guère d'importance. 



  La présente invention vise à fournir un procédé d'utilisation d'une scie à fil, notamment diamantée, qui accélère notablement la vitesse de coupe et permette une utilisation mieux adaptée à la production industrielle. 



  L'invention est définie dans les revendications. 



  Les dessins montrent sommairement l'état actuel de la technique et, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention. 
 
   La fig. 1 est une vue latérale schématique d'une scie à fil telle qu'elle est utilisée actuellement. 
   La fig. 2 est une vue latérale moins schématique d'une scie utilisée selon l'invention, et dépourvue de chariot mobile. 
   La fig. 3 est une vue de face de la scie représentée à la fig. 2. 
   La fig. 4 est une vue latérale schématique d'une scie à fil avec une pièce à scier, dans la phase précédant le sciage, la pièce étant placée selon l'invention. 
   La fig. 5 est également une vue latérale schématique d'une scie à fil et d'une pièce à scier, la pièce ayant été déplacée pour entrer en contact avec le fil, de façon que la phase de sciage commence. 
   La fig.

   6 est une troisième vue latérale d'une scie à fil et d'une pièce à scier, la pièce à scier étant poussée plus avant contre le fil, le fil faisant ainsi un coude autour de la pièce à scier. 
   La fig. 7 est une vue latérale d'une pièce dans laquelle le fil a ménagé une entaille, selon la technique actuelle. 
   La fig. 8 est une vue de dessus d'une pièce dans laquelle le fil a pénétré selon la technique objet de l'invention. 
 



  Selon la technique actuelle représentée aux fig. 1 et 7, la pièce à scier 1, fixée à un support 9 reposant lui-même sur un plateau mobile 10, est mue en direction du fil 2 de la scie. Le fil 2 est fixé par ses deux extrémités à un tambour rotatif 4. Le tambour présente une gorge hélicoïdale 13, analogue à un filetage en vis, visible à la fig. 3. Le fil est enroulé autour du tambour et ses spires se placent dans la gorge hélicoïdale. Une spire du fil s'écarte du tambour et passe autour d'une poulie 5. Un poids 11 assure la tension nécessaire du fil. Dans les fig. 2 et 3, le poids 11 est simplement celui de la poulie, de son axe et de son support 14. Dans le modèle de scie des fig. 2 et 3, le support 14 de l'axe de la poulie 5 glisse verticalement le long d'une arrête 15 à section en queue d'aronde. 



  A la fig. 1, le mouvement du plateau lui est donné par un poids 12 attaché au bout d'un filin dont l'autre extrémité est fixée au plateau. Le poids 12 est calculé de façon que la force exercée par la pièce 1 sur le fil 2 ait la grandeur souhaitée. Comme cela est mentionné plus haut, on évite de donner une poussée trop forte au plateau mobile, afin que le fil 2 reste droit. De plus, la pièce 1 à scier est placée à l'extérieur de l'espace délimité par le fil 2, le tambour 4 et la poulie 5. 



  Dans le modèle de scie représenté aux fig. 2 et 3, la pièce à scier 1 est collée avec de la cire à une barre 16 qui a un coefficient de dilatation à peu près identique à celui de la pièce à scier. La barre 16 est elle-même enserrée dans des mâchoires 17 solidaires du support 9. Le support 9 est fixé sur une base 20 par l'intermédiaire d'une arête 21 à section en queue d'aronde. Le support 9 peut ainsi coulisser le long de l'arête 21 en direction du fil 2. Il n'y a pas de poids 12 pour mouvoir le support 9. La vitesse du mouvement du support 9 vers le fil 2 peut donc varier. Ce mouvement peut être donné par tout dispositif mécanique, comme par exemple un moteur électrique, mais il est tout à fait approprié de pousser le support simplement à la main. 



  Dans le procédé selon l'invention, représenté aux fig. 2 à 6 et 8, la pièce à scier 1 est placée à l'intérieur de l'espace défini par le fil 2, le tambour 4 et la poulie 5. De préférence, la pièce a une section ronde, au moins à l'endroit où le fil doit passer, et des dimensions qui lui permettent d'être insérée dans l'espace délimité par le tambour 4, le fil 2 et la poulie 5 sans toucher au fil 2 lorsque celui-ci est tendu. Ce cas est représenté aux fig. 2 et 4. 



  Dans une première phase de sciage, représentée à la fig. 5, la pièce 1 est poussée d'abord légèrement contre le fil 2, de façon à permettre au fil d'entamer la pièce sans dévier. Une fois le sciage amorcé, la poussée sur la pièce est augmentée. Le fil forme alors un coude autour de la zone 3 de contact entre la pièce 1 et le fil 2. 



  La pièce est poussée de préférence de façon que les deux parties du fil 6 et 7 qui restent droites de part et d'autre de la zone de contact 3 forment entre elles un angle prononcé. De préférence, la pièce 1 est poussée au-delà de la position initiale 8 du fil au moment où aucune pression n'était exercée sur lui, c'est-à-dire au moment où il ne formait pas de coude. En d'autres termes, la pièce à scier est poussée de façon à se trouver, au moins en phase finale de sciage, entièrement à l'extérieur de l'espace qui était délimité par le tambour 4, la poulie 5 et le fil 2 au moment où ce dernier ne subissait aucune pression. 



  La position donnée à la pièce 1 accroît considérablement la pression exercée par le fil sur la zone de contact 3. En effet, tant que le fil reste droit, comme c'est le cas dans la technique actuellement pratiquée et représentée à la fig. 1, la force de traction exercée par le poids 11 demeure verticale. Elle est nulle horizontalement. Par contre, lorsque le fil fait un coude, la traction exercée par le fil se décompose en une force verticale et une force horizontale, cette dernière étant d'autant plus grande que l'angle est plus prononcé. 



  L'avantage de la forte pression exercée par le fil sur la zone 3 de contact est illustré par les fig. 7 et 8. On voit à la fig. 7, qui illustre la technique actuelle, le fil 2, avec ses pointes de diamant 18, qui a pratiqué une fente dans la pièce 1. Les copeaux 19 tombent verticalement dans la direction du fil 2. Il y a donc toujours des copeaux entre le fil et les parois de la fente, ce qui freine l'effet du fil diamanté sur la pièce à scier. La fig. 8 illustre le procédé selon l'invention: la pression exercée contre la pièce 1 par le fil 2, en direction de la flèche, empêche les copeaux de rester et de s'accumuler entre la zone de contact 3 et le fil 2. La pression donne aux copeaux un mouvement circulaire autour du fil et les pousse dans la partie de la fente déjà pratiquée par le fil. Un liquide de coupe peut les évacuer aisément.

   Le fait que le fil forme un coude favorise également la chute des copeaux et leur éloignement du fil. 



  Il s'ensuit en pratique que le temps de sciage est divisé par un facteur qui peut aller jusqu'à dix, selon les essais réalisés. 



  Une fois la pièce 1 placée en position extrême, on la bloque de préférence dans cette position. 



  La pression exercée par le fil sur la zone de contact 3 diminue à mesure que le fil progresse dans la pièce 1. En effet, la pièce restant immobile, l'angle entre les parties 6 et 7 du fil diminue, de sorte que la composante horizontale de la force diminue également. Au moment où le sciage arrive à son terme, le fil est presque vertical et la pression notablement diminuée, ce qui évite un arrachement de la dernière partie à scier. Cela représente un avantage sérieux si la pièce à scier est friable, ce qui est par exemple le cas du silicium utilisé en électronique. 



  L'avance du fil dans la pièce à scier se fait par le fil lui-même, grâce au poids 11. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir un dispositif spécial pour assurer cette avance. 



  De même, le fil se guide par lui-même, pour la même raison. 



  Dans le présent texte, les termes "tambour" et "poulie" désignent tous deux toute pièce rotative permettant respectivement d'enrouler ou de faire passer autour d'elle le fil de la scie.

Claims (7)

1. Procédé de sciage d'une pièce au moyen d'une scie à fil, notamment diamantée, la scie comprenant des moyens d'exercer une force de traction sur le fil, caractérisé en ce que la pièce (1) à scier est poussée contre le fil (2) de façon que, au moins au début du sciage, ledit fil forme un coude autour de ladite pièce.

2. Procédé de sciage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la scie utilisée comprend au moins un tambour (4) autour duquel le fil s'enroule et une poulie (5) autour duquel le fil passe, ledit fil étant fixée par ses extrémités au tambour et étant mu alternativement dans un sens et dans l'autre.

3.

Procédé de sciage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tambour (4) est placé au-dessus de la poulie (5), la tension du fil étant assurée par le poids de ladite poulie et/ou par un poids (11) qui lui est attaché.

4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la pièce à scier est placée à l'intérieur de l'espace délimité par le fil, le tambour et la poulie.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est appliqué à une pièce dont les dimensions permettent que ladite pièce soit placée dans l'espace délimité par le fil, le tambour et la poulie, sans que ladite pièce touche le fil, lorsque ledit fil ne fait pas de coude entre le tambour et la poulie.

6.

Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est appliqué à une pièce dont la section est ronde au moins à l'endroit où le fil doit couper ladite pièce.

7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la pièce à scier est poussée contre le fil au moins jusqu'au point ou ladite pièce est entièrement hors de l'espace qui était déterminé par le fil, le tambour et la poulie avant qu'une pression soit exercée sur ledit fil.