FR3010333A1 - ADJUSTING FORMATION IN A BODY ELEMENT - Google Patents
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Abstract
L'invention a trait à un procédé de formation d'un ajourage dans une tôle, comprenant les étapes de serrage de la tôle (102) entre deux organes (116, 114) mobiles l'un par rapport à l'autre, et de découpe, par déplacement d'une lame (120) dans un orifice (122) des deux organes mobiles (116, 114), d'une portion (124) de la tôle, correspondant à l'ajourage, ladite tôle étant généralement galbée autour de ladite portion (124). Les étapes de serrage et de découpe sont précédées d'une étape de structuration de la portion d'ajourage (124), de manière à lui conférer une stabilité de forme après la découpe, évitant ainsi un retour élastique et un coincement lors de son éjection. L'invention a également trait à un outillage de formation d'ajourage (110) ainsi qu'un outillage d'emboutissage pour réaliser les étapes de serrage et découpe, et de structuration, respectivement.The invention relates to a method of forming an openwork in a sheet, comprising the steps of clamping the sheet (102) between two members (116, 114) movable relative to each other, and cutting, by displacement of a blade (120) in an orifice (122) of the two movable members (116, 114), a portion (124) of the sheet, corresponding to the perforation, said sheet being generally curved around of said portion (124). The clamping and cutting steps are preceded by a step of structuring the open portion (124), so as to give it a shape stability after cutting, thus avoiding an elastic return and jamming during its ejection . The invention also relates to a perforation forming tool (110) and a stamping tool for performing the clamping and cutting steps, and structuring, respectively.
Description
FORMATION D'AJOURAGE DANS UN ELEMENT DE CARROSSERIE L'invention a trait au domaine de la fabrication de pièces en tôle métallique, telles que des éléments de carrosserie de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention a trait à la fabrication de pièces par emboutissage et plus particulièrement encore à la réalisation d'ajourages dans de telles pièces. Les figures 1 à 3 illustrent les étapes habituelles de réalisation d'une pièce de carrosserie automobile, en l'occurrence d'une doublure capot. La figure 1 illustre un embouti 2 où les contours 4 doivent encore être découpés et les ajourages 6 et 8 réalisés. La figure 2 illustre l'embouti 2 à une étape suivante où les ajourages latéraux 6 et les contours sont formés par découpage de portions de tôle correspondantes. La figure 3 illustre l'embouti 2 à une étape encore suivante où les ajourages centraux 8 sont réalisés. Pour réaliser la découpe des portions de tôle formant les ajourages, il est connu d'utiliser l'outillage illustré à la figure 4. L'outillage 10 en question comprend, essentiellement, un bâti supérieur 12, un bâti inférieur 14 servant de poinçon, un presseur 16 monté sur ressort avec le bâti supérieur 12, et une lame 20 déplacée par le mouvement du bâti supérieur 12. Le bâti inférieur 14 comprend un orifice 22 correspondant à la forme d'un ajourage à réaliser dans l'embouti 2. Le bâti inférieur présente une surface de contact avec l'embouti qui se conforme essentiellement à la forme dudit embouti lorsque celui-ci est mis en place sur le bâti 14. Le presseur 16 assurer la mise en pression de l'embouti 2 contre le bâti inférieur, cette mise en pression étant réalisée par un mouvement de rapprochement par le bâti supérieur du bâti inférieur. La lame est en contact avec la face supérieure de l'embouti et présente un contour qui correspond essentiellement à celui de l'ajourage à réaliser et ainsi également à celui de l'orifice 22. Le mouvement de rapprochement des bâtis 12 et 14 a pour effet de presser la lame 20 contre la portion 24 de l'embouti 2 qui correspond à l'ajourage à réaliser. La lame est configurée pour découper l'embouti, la portion de tôle 24 étant ensuite éjectée une fois totalement découpée. Or, on peut observer que la portion de tôle 24 ainsi que les zones aux alentours sont 30 généralement galbées, ce galbe provenant de l'opération d'emboutissage précédente. Après découpe par la lame 20, la portion de tôle 24 se voit libérée des contraintes qui la liaient au reste de la tôle 2 et elle va alors se détendre, c'est-à-dire revenir vers une forme plus proche de sa forme initiale, vers une forme proche d'une forme plate. La dimension initiale de la portion de tôle 24 dans son état galbé et unitaire avec le reste de la tôle, au moment de sa découpe, correspond à la dimension D illustrée à la figure 4, c'est-à-dire, la dimension de l'orifice, plus précisément de l'épaulement 26 servant de surface de cisaillement. Une fois détachée du reste de la tôle 2, la portion 24, en se relâchant vers une forme moins galbée, va voir sa dimension augmenter pour se rapprocher de la dimension D' correspondant à celle où elle serait totalement plane. Elle va alors se coincer dans le passage de l'épaulement 26. Des moyens d'éjection doivent alors être mis en oeuvre pour éjecter la portion en question, ce qui n'est pas sans poser des problèmes de rendement. En effet, l'utilisation de tels moyens peut générer la formation de paillettes métalliques, notamment lorsque la tôle est en aluminium. La présence de paillettes est susceptible de polluer l'outillage et de requérir des retouches sur les pièces.The invention relates to the field of the manufacture of sheet metal parts, such as motor vehicle body components. More particularly, the invention relates to the manufacture of parts by stamping and more particularly to the production of perforations in such parts. Figures 1 to 3 illustrate the usual steps of producing an automobile body part, in this case a hood liner. FIG. 1 illustrates a stamp 2 where the contours 4 have yet to be cut and the cut-outs 6 and 8 made. Figure 2 illustrates the stamping 2 in a next step where the side openings 6 and the edges are formed by cutting corresponding sheet portions. FIG. 3 illustrates the stamp 2 at a step that is still following, where the central cut-outs 8 are made. To make the cutting of the sheet metal portions forming the perforations, it is known to use the tooling illustrated in FIG. 4. The tooling 10 in question essentially comprises an upper frame 12, a lower frame 14 serving as a punch, a spring-loaded presser 16 with the upper frame 12, and a blade 20 displaced by the movement of the upper frame 12. The lower frame 14 comprises an orifice 22 corresponding to the shape of an opening to be produced in the press 2. The lower frame has a contact surface with the stamping which substantially conforms to the shape of said stamping when it is put in place on the frame 14. The presser 16 ensure the pressurization of the pressed 2 against the lower frame this pressurization being carried out by a movement of approximation by the upper frame of the lower frame. The blade is in contact with the upper face of the stamping and has an outline which corresponds essentially to that of the perforation to be made and thus also to that of the orifice 22. The movement of bringing the frames 12 and 14 closer together has effect of pressing the blade 20 against the portion 24 of the stamp 2 which corresponds to the perforation to achieve. The blade is configured to cut the stamping, the sheet portion 24 is then ejected once completely cut. However, it can be seen that the sheet portion 24 as well as the zones in the surroundings are generally curved, this curve coming from the preceding stamping operation. After cutting by the blade 20, the sheet portion 24 is released from the constraints that bind the rest of the sheet 2 and it will then relax, that is to say return to a shape closer to its original form , towards a form close to a flat form. The initial dimension of the sheet portion 24 in its curved and unitary state with the rest of the sheet, at the time of its cutting, corresponds to the dimension D illustrated in FIG. 4, that is to say, the dimension of the orifice, more precisely of the shoulder 26 serving as a shearing surface. Once detached from the rest of the sheet 2, the portion 24, releasing to a less curved shape, will see its dimension increase to approach the dimension D 'corresponding to that where it would be totally flat. It will then get stuck in the passage of the shoulder 26. Ejection means must then be implemented to eject the portion in question, which is not without problems of performance. Indeed, the use of such means can generate the formation of metal flakes, especially when the sheet is aluminum. The presence of flakes is likely to pollute the tools and require retouching parts.
Le document de brevet FR 2 690 097 Al divulgue un dispositif et un procédé de formation d'un ajourage par découpage d'une tôle métallique. Le dispositif et le procédé sont configurés pour mettre la tôle en tension au moment du découpage, ces efforts de tension dans la tôle diminuant les efforts de découpe. La tôle ainsi que la portion à découper sont généralement plans. Après découpe, la portion découpée peut être galbée suite à l'opération de mise en tension, et ensuite revenir vers une forme moins galbée après séparation du reste de la tôle. La portion de tôle ainsi détachée est susceptible de coincer dans le passage de la matrice. Ce document présente par conséquent un problème similaire à celui exposé ci-avant en relation avec la figure 4.Patent document FR 2 690 097 A1 discloses a device and a method for forming an openwork by cutting a sheet metal. The device and the method are configured to put the sheet into tension at the time of cutting, these tensioning forces in the sheet reducing the cutting forces. The sheet and the portion to be cut are generally planar. After cutting, the cut portion may be curved following the tensioning operation, and then return to a less curved shape after separation from the rest of the sheet. The portion of sheet thus detached is likely to jam in the passage of the matrix. This document therefore presents a problem similar to that described above in relation with FIG. 4.
L'invention a pour objectif de proposer une solution au problème rencontré par l'état de la technique tel que celui mentionné ci-avant. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer un procédé de formation d'ajourages dans une pièce en tôle, qui évite les problèmes d'éjection de la ou des pièces découpées et qui soit par conséquent plus économique.The invention aims to propose a solution to the problem encountered by the state of the art as mentioned above. More particularly, the object of the invention is to propose a process for forming cut-outs in a sheet metal part, which avoids the problems of ejection of the cut part or parts and which is therefore more economical.
L'invention a pour objet un procédé de formation d'un ajourage dans une tôle, comprenant les étapes suivantes: serrage de la tôle entre deux organes mobiles l'un par rapport à l'autre; et découpe, par déplacement d'une lame dans un orifice des deux organes mobiles, d'une portion de la tôle, correspondant à l'ajourage, ladite tôle étant généralement galbée autour de ladite portion; remarquable en ce que les étapes de serrage et de découpe sont précédées de l'étape suivante : structuration de la portion d'ajourage, de manière à lui conférer une stabilité de forme après la découpe. Selon un mode avantageux de l'invention, la structuration comprend la formation, par déformation de la portion d'ajourage, d'un ou plusieurs profilés s'étendant le long de la périphérie de ladite portion. Selon un mode avantageux de l'invention, le ou au moins un des profilés comprend 10 une section en S avec deux courbures de concavités opposées. Selon un mode avantageux de l'invention, le ou les profilés s'étendent sur essentiellement toute la périphérie de la portion d'ajourage. Selon un mode avantageux de l'invention, la portion d'ajourage comprend un ou des bords le long du ou des profilés, ledit ou lesdits bords présentant une section galbée, 15 de largeur moyenne préférentiellement inférieure à 15 mm, plus préférentiellement mm, plus préférentiellement encore inférieure à 5 mm. Selon un mode avantageux de l'invention, la majorité de la partie centrale de portion d'ajourage est généralement plane. Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape de structuration est réalisée lors 20 d'une étape de mise à forme par emboutissage de la tôle. Selon un mode avantageux de l'invention, les deux organes mobiles sont un poinçon et un presseur. L'invention a également pour objet un outillage de formation d'un ajourage dans une tôle par découpe d'une portion de ladite tôle, correspondant à l'ajourage, ladite tôle 25 étant généralement galbée autour de ladite portion, comprenant: un poinçon destiné à recevoir la tôle emboutie; un presseur apte à presser la tôle contre le poinçon; une lame de découpe de la portion d'ajourage; remarquable en ce qu'il est configuré pour réaliser les étapes de serrage et de découpage du procédé de l'invention, la surface de la lame destinée à contacter la portion d'ajourage comprenant, à sa 30 périphérie, un profil structuré de manière à pouvoir épouser la forme structurée correspondante de la portion d'ajourage, préférentiellement à la périphérie de ladite portion. L'invention a également pour objet un outillage d'emboutissage de tôle, comprenant: une matrice; et un poinçon; remarquable en ce qu'il est configuré pour réaliser l'étape de structuration du procédé de l'invention, la matrice et le poinçon présentant des formes aptes à structurer par déformation la portion d'ajourage, préférentiellement à la périphérie de ladite portion. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent d'éviter le coincement des portions d'ajourage dans le passage pour la lame au travers des organes de pressage de l'embouti. Elles permettent d'éviter l'usage de moyens d'éjection qui peuvent exercer des efforts sur la portion d'ajourage et provoquer la formation de paillettes et une pollution de l'outillage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un embouti de doublure de capot, à une étape intermédiaire ; - La figure 2 est une vue en perspective de l'embouti de la figure 1 à une étape ultérieure, où les ajourages latéraux sont réalisés ; - La figure 3 est une vue en perspective de l'embouti de la figure 1 à une étape ultérieure, où les ajourages centraux sont réalisés ; - La figure 4 est une vue en coupe d'un outillage de formation d'ajourage par découpe, selon l'état de la technique ; - La figure 5 est une vue en coupe d'un outillage de formation d'ajourage par découpe, selon l'invention ; - La figure 6 est une vue en perspective d'un embouti avec une portion destinée à être découpée avec un outillage conforme à l'invention. Les figures 1 à 4 ont été décrites précédemment en relation avec la discussion de l'état de la technique. Il est à noter que les figures 1 à 3 sont également valables pour le procédé et l'outillage de l'invention qui vont être décrits en relation avec les figures 5 et 6. La figure 5 est une vue en coupe d'un outillage de formation d'ajourage par découpe, conforme à l'invention. L'outillage 110 comprend, essentiellement, un bâti supérieur 112, un bâti inférieur 114, un presseur 116, des moyens élastiques 118 de liaison entre le bâti supérieur 112 et le presseur 116. Il comprend également une lame 120 dont le mouvement est commandé par le bâti supérieur 112 et qui est apte à coulisser dans un orifice 122 traversant les bâtis supérieur et inférieur. Un embouti 102 formé par une étape précédente d'emboutissage est disposé entre le bâti inférieur 114 et le bâti supérieur 112. En l'occurrence, le bâti inférieur 114 forme un poinçon dont la surface de contact épouse une face de l'embouti 102. Le presseur 116 a une surface de contact qui épouse la face opposée de l'embouti. Ce dernier est alors pressé entre le poinçon 114 et le presseur 116 lors du rapprochement par le bâti supérieur du bâti inférieur et poinçon 114.The invention relates to a method of forming an openwork in a sheet, comprising the following steps: clamping the sheet between two movable members relative to each other; and cutting, by displacement of a blade in an orifice of the two movable members, a portion of the sheet, corresponding to the openwork, said sheet being generally curved around said portion; remarkable in that the clamping and cutting steps are preceded by the following step: structuring of the open portion, so as to give it a shape stability after cutting. According to an advantageous embodiment of the invention, the structuring comprises forming, by deformation of the open portion, one or more sections extending along the periphery of said portion. According to an advantageous embodiment of the invention, the or at least one of the profiles comprises an S-section with two curvatures of opposite concavities. According to an advantageous embodiment of the invention, the profile or profiles extend over substantially the entire periphery of the perforation portion. According to an advantageous embodiment of the invention, the perforation portion comprises one or more edges along the profile or profiles, said one or more edges having a curved section, of average width preferably less than 15 mm, more preferably mm, more preferentially still less than 5 mm. According to an advantageous embodiment of the invention, the majority of the central portion of ajouring portion is generally flat. According to an advantageous embodiment of the invention, the structuring step is carried out during a step of forming by stamping the sheet. According to an advantageous embodiment of the invention, the two movable members are a punch and a presser. The invention also relates to a tool for forming an opening in a sheet by cutting a portion of said sheet, corresponding to the openwork, said sheet 25 being generally curved around said portion, comprising: a punch for to receive the stamped sheet; a presser capable of pressing the sheet against the punch; a cutting blade of the perforation portion; remarkable in that it is configured to perform the clamping and cutting steps of the method of the invention, the surface of the blade for contacting the perforation portion comprising, at its periphery, a profile structured so as to can marry the corresponding structured form of the open portion, preferably at the periphery of said portion. The invention also relates to a sheet metal stamping tool, comprising: a die; and a punch; remarkable in that it is configured to perform the structuring step of the method of the invention, the die and the punch having shapes able to structure by deformation the perforation portion, preferably at the periphery of said portion. The measures of the invention are interesting in that they make it possible to avoid jamming of the perforation portions in the passage for the blade through the press members of the press. They make it possible to avoid the use of ejection means which can exert efforts on the open portion and cause the formation of flakes and pollution of the tools. Other features and advantages of the present invention will be better understood from the description and drawings in which: - Figure 1 is a perspective view of a bonnet liner stamping, at an intermediate step; - Figure 2 is a perspective view of the embossing of Figure 1 at a later step, where the side openings are made; FIG. 3 is a perspective view of the embossment of FIG. 1 at a later stage, where the central cut-outs are made; - Figure 4 is a sectional view of cutting forming perforation forming tools, according to the state of the art; FIG. 5 is a sectional view of a cut-out perforation forming tool, according to the invention; - Figure 6 is a perspective view of a stamping with a portion to be cut with a tool according to the invention. Figures 1 to 4 have been previously described in connection with the discussion of the state of the art. It should be noted that FIGS. 1 to 3 are also valid for the method and tooling of the invention which will be described in relation with FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a sectional view of a tool of FIG. cutout forming formation, according to the invention. The tooling 110 essentially comprises an upper frame 112, a lower frame 114, a presser 116, elastic means 118 connecting the upper frame 112 and the presser 116. It also comprises a blade 120 whose movement is controlled by the upper frame 112 and which is slidable in an orifice 122 through the upper and lower frames. A stamp 102 formed by a previous stamping step is disposed between the lower frame 114 and the upper frame 112. In this case, the lower frame 114 forms a punch whose contact surface matches a face of the stamp 102. Presser 116 has a contact surface that matches the opposite face of the press. The latter is then pressed between the punch 114 and the presser 116 during the approach by the upper frame of the lower frame and punch 114.
L'embouti 102 comprend une portion de tôle 124 qui correspond à un ajourage à réaliser. Cette portion de tôle 124 comprend une partie centrale 128 généralement plane et une partie périphérique 130 formant des profilés aptes à rigidifier la portion en question. La partie périphérique 130 permet ainsi d'assurer une liaison entre la partie centrale généralement plane 128 et le reste de la tôle 102 au pourtour de la portion 124, qui est généralement galbé. La figure 6 est une vue en perspective de la tôle 102 à l'état embouti avant découpe de la portion 124. La partie centrale 128 généralement plane y est bien visible. On peut également y observer les profilés 130 à la périphérie de la portion de tôle. Plus précisément, on peut observer aussi bien à la figure 6 qu'à la figure 5, que les profilés sont formés par une déformation de la tôle suivant un profil en S 132, à savoir avec une première courbe suivant une première concavité et ensuite avec une deuxième courbe de concavité essentiellement opposée à celle de la première courbe. Les bords 134 de la portion de tôle 124 à la périphérie des profilés 130 de section en S 132 présentent préférentiellement une largeur moyenne limitée, comme par exemple inférieure à 20 mm, préférentiellement 15 mm, plus préférentiellement 10 mm, plus préférentiellement encore 5 mm.The stamping 102 comprises a portion of sheet metal 124 which corresponds to an opening to be made. This sheet portion 124 comprises a generally flat central portion 128 and a peripheral portion 130 forming profiles able to stiffen the portion in question. The peripheral portion 130 thus provides a connection between the generally flat central portion 128 and the remainder of the sheet 102 around the portion 124, which is generally curved. Figure 6 is a perspective view of the sheet 102 in the pressed state before cutting the portion 124. The generally flat central portion 128 is clearly visible. It is also possible to observe the profiles 130 at the periphery of the sheet portion. More precisely, it can be seen both in FIG. 6 and in FIG. 5 that the profiles are formed by a deformation of the sheet along an S 132 profile, namely with a first curve following a first concavity and then with a second concavity curve essentially opposite to that of the first curve. The edges 134 of the sheet portion 124 at the periphery of the sections 130 of section S 132 preferably have a limited mean width, such as less than 20 mm, preferably 15 mm, more preferably 10 mm, more preferably 5 mm.
Les profilés 130 confèrent à la portion de tôle 124 une rigidité qui élimine, ou du moins limite de manière substantielle, toute déformation de ladite portion après détachement du reste de la tôle et qui tendrait à augmenter sa dimension et à la coincer dans le passage 122, plus particulièrement à hauteur de l'épaulement 126.The profiles 130 give the sheet portion 124 a rigidity which eliminates, or at least substantially limited, any deformation of said portion after detachment from the rest of the sheet and which tends to increase its size and jam it in the passage 122 , more particularly at the height of the shoulder 126.
En effet, la structuration de la portion de tôle 124, plus particulièrement au niveau de sa périphérie, la rigidifie et évite toute déformation du type retour élastique lors de sa séparation de la tôle 102, et ce, même en présence d'un gable à la partie centrale. Dans l'exemple illustré aux figures 5 et 6, la partie centrale 128 est essentiellement plane, ce qui réduit encore davantage la tendance au retour élastique. Compte tenu que la tôle avant emboutissage est en principe plane, il est en effet avantageux de conserver la partie centrale 128 de la portion de tôle 124 correspondant à l'ajourage à l'état plan. Cela diminue les efforts d'emboutissage et limite la tendance au retour élastique lors de la découpe de la portion. La forme structurée des profilés à la périphérie permettent par ailleurs de compenser les différences de hauteur entre la partie centrale, éventuellement plane, et le périmètre de la portion 124 au niveau de sa liaison avec le reste de la tôle. Les profilés 130 présentent une section transversale essentiellement en forme de S 132, le bord extérieur 134 de ce profil présentant toutefois une forme galbée dans la continuité de la forme galbée de la tôle autour de la portion 124. Ce bord 134 peut subir un retour élastique après séparation du reste de la tôle. Sa largeur réduite limite toutefois fortement son effet au niveau du coincement dans le passage d'éjection 122. La dimension de la portion de tôle 124 va donc rester inférieure à la dimension D du passage 122 à hauteur de l'épaulement 126, ce qui permettra son éjection par gravité, sans coincement intempestif.Indeed, the structuring of the sheet portion 124, more particularly at its periphery, stiffens it and avoids any deformation of the springback type during its separation from the sheet 102, and this, even in the presence of a gable to the central part. In the example illustrated in FIGS. 5 and 6, the central portion 128 is essentially flat, which further reduces the tendency for springback. Given that the sheet before stamping is in principle flat, it is indeed advantageous to keep the central portion 128 of the sheet portion 124 corresponding to the openwork in the plane state. This reduces the stamping efforts and limits the tendency of springback when cutting the portion. The structured shape of the profiles at the periphery also makes it possible to compensate for the differences in height between the central portion, possibly flat, and the perimeter of the portion 124 at its connection with the rest of the sheet. The profiles 130 have a substantially S-shaped cross section 132, the outer edge 134 of this profile, however, having a curved shape in the continuity of the curved shape of the sheet around the portion 124. This edge 134 can undergo a springback after separation from the rest of the sheet. Its reduced width however strongly limits its effect at the level of jamming in the ejection passage 122. The dimension of the sheet portion 124 will therefore remain smaller than the dimension D of the passage 122 at the height of the shoulder 126, which will allow its ejection by gravity, without unwanted jamming.
La tôle est en matériau métallique, préférentiellement en aluminium. La tôle emboutie est préférentiellement une doublure de carrosserie de véhicule automobile.The sheet is made of metallic material, preferably of aluminum. The stamped sheet is preferably a motor vehicle body liner.
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Cited By (1)
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WO2018184974A1 (en) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Method and device for cutting a workpiece |
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JPH0246931A (en) * | 1988-08-08 | 1990-02-16 | Honda Motor Co Ltd | Press method for sheet steel plate and press die device |
JP2003053445A (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Aisin Aw Co Ltd | Blanking method for sheet metal component |
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-
2013
- 2013-09-11 FR FR1358729A patent/FR3010333B1/en active Active
Patent Citations (4)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018184974A1 (en) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Method and device for cutting a workpiece |
CN110494229A (en) * | 2017-04-07 | 2019-11-22 | 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 | Method and apparatus for cutting workpiece |
Also Published As
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FR3010333B1 (en) | 2016-01-22 |
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