FR3020001A1

FR3020001A1 - Dispositif de decoupe par fil comportant un organe rotatif prevu pour l'entrainement du fil en mouvement d'oscillation

Info

Publication number: FR3020001A1
Application number: FR1455788A
Authority: FR
Inventors: Pedro Jeronimo; Fabrice Coustier; Mathieu Debourdeau; Nicolas Velet
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2015-10-23

Abstract

L'objet principal de l'invention est un dispositif (1) de découpe par fil (2) d'une pièce à découper (3), destinée à être en mouvement par rapport au fil (2) pour en permettre la découpe, comportant au moins un premier organe rotatif (5a) autour d'un premier axe de rotation (Xa) et un deuxième organe rotatif (5b) autour d'un deuxième axe de rotation (Xb), lesdits premier (Xa) et deuxième (Xb) axes de rotation étant sensiblement parallèles entre eux, lesdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs permettant l'entraînement du fil (2) sensiblement perpendiculairement auxdits premier (Xa) et deuxième (Xb) axes de rotation, le fil (2) étant en appui contre la surface extérieure (Sa, Sb) de chacun desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs s'étendant autour de l'axe de rotation (Xa, Xb) correspondant, caractérisé en ce que la surface extérieure (Sa, Sb) de l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs comporte au moins deux points de contact (6a, 6b) avec le fil (2) situés à des distances (da, db) différentes de l'axe de rotation (Xa, Xb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs pour permettre l'entraînement du fil (2) selon un mouvement d'oscillation.

Description

DISPOSITIF DE DÉCOUPE PAR FIL COMPORTANT UN ORGANE ROTATIF PRÉVU POUR L'ENTRAÎNEMENT DU FIL EN MOUVEMENT D'OSCILLATION DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine général des dispositifs de découpe ou sciage par fil, notamment par fil diamanté, et plus particulièrement au domaine de tels dispositifs de découpe par fil avec mouvement d'oscillation du fil. L'invention trouve par exemple des applications dans l'industrie des composants électroniques, des ferrites, des quartz et/ou des silices, par exemple pour l'obtention en tranches fines (appelées « galettes » ou plus généralement « wafers » en anglais) de matériaux tels que le silicium cristallin, utilisé notamment pour la fabrication de cellules photovoltaïques, le saphir ou le carbure de silicium. Elle peut également être utilisée dans le cadre de l'éboutage de briques de matériaux tels que le silicium, ou encore pour la découpe de fond de lingots, par exemple de taille G5 (840 x 840 mm de fond), de taille G6 (1040 x 1040 mm de fond), ou plus. L'invention propose ainsi un dispositif de découpe par fil comportant au moins un organe rotatif configuré pour permettre d'entraîner le fil de découpe selon un mouvement d'oscillation, ainsi qu'un procédé de découpe par fil associé. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les dispositifs de découpe par fil connus comportent le plus souvent un fil, ou plus généralement une nappe de fils, susceptibles de se déplacer selon un mouvement continu ou alternatif en appui contre une pièce à découper en une ou plusieurs tranches définissant ainsi une zone de découpe. La zone de découpe peut être constituée d'un ensemble de cylindres placés parallèlement. Ces cylindres appelés « guide-fils » peuvent être gravés avec des gorges définissant l'intervalle entre les fils de la nappe, autrement dit l'épaisseur des tranches à découper. La pièce à découper est fixée sur une table support qui se déplace perpendiculairement au fil. La vitesse de déplacement définie la vitesse de coupe. Le renouvellement du fil, ainsi que le contrôle de la tension, se font dans une partie définissant une zone de gestion du fil, située en dehors de la zone de découpe proprement dite. L'agent qui régira la découpe est par exemple un abrasif fixé sur le fil, ou un abrasif libre amené par barbotage. Le fil n'agit que comme transporteur.

Parmi les dispositifs de découpe par fil, on connaît tout particulièrement les dispositifs de découpe avec oscillation du fil ou de la nappe de fils, voire de la pièce à découper. De tels dispositifs sont caractérisés par un mouvement de balancement (ou « rocking » en anglais) du fil qui permet généralement de réaliser une découpe de la pièce avec plus de rapidité et également d'obtenir un meilleur état de surface de celle-ci. En effet, alors qu'un dispositif de découpe par fil traditionnel, i.e. avec un mouvement continu et non oscillatoire du fil, permet d'obtenir une longueur de contact entre le fil et la pièce à découper qui n'est définie qu'en fonction de la pénétration du fil dans la pièce, le mouvement d'oscillation du fil et/ou de la pièce à découper permet d'ajouter et de maintenir une surface de contact plus importante en fonctionnement.

Des dispositifs de découpe par fil avec mouvement d'oscillation du fil (encore appelés « oscillating wire saws » ou « reciprocating wire saws » en anglais) sont par exemple décrits dans les brevets US 5,052,366 A et US 6,311,684 Bl, ainsi que dans la demande de brevet US 2007/0131214 Al. Néanmoins, les dispositifs de découpe par fil avec mouvement d'oscillation connus de l'art antérieur ne sont pas entièrement satisfaisants et présentent plusieurs inconvénients. En particulier, ils sont le plus souvent de conception complexe, et sont ainsi difficiles à mettre oeuvre. Ils présentent également un coût de fabrication non négligeable. De plus, leurs principes de mouvement d'oscillation ne peuvent généralement pas être adaptés sur des dispositifs de découpe par fil traditionnels qui en sont dépourvus, de sorte que leur mise en oeuvre peut nécessiter le remplacement de toute une installation de découpe. EXPOSÉ DE L'INVENTION Il existe par conséquent un besoin pour proposer une solution alternative pour la conception d'un dispositif de découpe par fil avec mouvement d'oscillation du fil.

Il existe notamment un besoin pour concevoir une solution d'oscillation du fil qui soit simple de mise en oeuvre et adaptable sur une installation préexistante. L'invention a pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés ci-dessus et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur.

L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un dispositif de découpe par fil d'une pièce à découper, destinée à être en mouvement par rapport au fil pour en permettre la découpe, comportant au moins un premier organe rotatif autour d'un premier axe de rotation et un deuxième organe rotatif autour d'un deuxième axe de rotation, lesdits premier et deuxième axes de rotation étant sensiblement parallèles entre eux, lesdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs permettant l'entraînement du fil sensiblement perpendiculairement auxdits premier et deuxième axes de rotation, le fil étant en appui contre la surface extérieure de chacun desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs s'étendant autour de l'axe de rotation correspondant, caractérisé en ce que la surface extérieure de l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs comporte au moins deux points de contact avec le fil situés à des distances différentes de l'axe de rotation dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs pour permettre l'entraînement du fil selon un mouvement d'oscillation.

Autrement dit, la surface extérieure dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs comporte, lorsqu'observée en section, au moins deux points de contact avec le fil situés à des distances différentes du centre de rotation dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs. Autrement dit encore, tous les points de contact avec le fil de la surface extérieure dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs ne sont pas à égale distance de son axe de rotation. En particulier, les contours formés par lesdits au moins deux points de contact de la surface extérieure dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs ne sont pas confondus lors de la rotation autour de l'axe de rotation.

En particulier encore, ledit au moins l'un desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs ne comporte pas à la fois une surface extérieure dont le pourtour est sensiblement circulaire, lorsqu'observée en section, et un axe de rotation passant par le centre de la forme sensiblement circulaire de ce pourtour. Ainsi, soit le pourtour de la surface extérieure n'est pas sensiblement circulaire en section, soit il est sensiblement circulaire et alors l'axe de rotation ne passe pas par son centre. Il peut ainsi être possible d'avoir un pourtour de la surface extérieure non sensiblement circulaire en section et un axe de rotation ne passant pas par son centre. Par « fil », on entend soit un fil unique, soit une nappe de fils sensiblement parallèles entre eux, le choix dépendant du type de dispositif de découpe par fil. Grâce à l'invention, il peut être possible d'éviter, ou du moins de limiter, les inconvénients énoncés précédemment liés aux principes connus d'oscillation du fil pour des dispositifs de découpe par fil avec oscillation selon l'art antérieur. En particulier, l'invention peut permettre de réaliser un principe d'oscillation du fil qui soit simple et de faible coût. En outre, celui-ci peut être facilement transférable sur un équipement préexistant sans modification majeure de l'équipement. Par ailleurs, l'invention peut permettre d'obtenir une vitesse de découpe accélérée de la pièce, et également d'améliorer l'état de surface de la pièce découpée. Le dispositif de découpe par fil selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles. Selon une variante de réalisation, la surface extérieure dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs peut présenter, en section, un pourtour de forme non sensiblement circulaire.

Le pourtour de la surface extérieure peut ainsi présenter tout type de forme non sensiblement circulaire de sorte qu'au moins deux points du pourtour soient situés à des distances différentes de l'axe (ou du centre) de rotation dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs. Par exemple, une telle forme peut être sensiblement polygonale, par exemple rectangulaire, carrée, triangulaire, ou encore plus préférentiellement sensiblement ovale.

Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, ledit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs peut comporter un corps principal de forme sensiblement circulaire, en section, et un revêtement sur le corps principal dont le pourtour, en section, définit le pourtour de la surface extérieure dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs. Ainsi, le pourtour du revêtement peut être, en section, de forme non sensiblement circulaire, et en particulier de forme sensiblement ovale. Dans un autre mode de réalisation particulier de l'invention, ledit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs peut être formé au moins en partie par la réunion d'une pluralité d'éléments d'assemblage, dont au moins une partie est déplaçable en translation par rapport à l'axe de rotation dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs de manière à définir le pourtour de la surface extérieure dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs, notamment de forme sensiblement non circulaire, en particulier de forme ovale. Ladite au moins une partie de la pluralité d'éléments d'assemblage, déplaçable en translation par rapport audit axe de rotation, peut en particulier être montée sur un corps central, s'étendant autour de l'axe de rotation dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs, par l'intermédiaire d'éléments de déplacement, notamment des vérins de coulissement, permettant de conférer le mouvement de translation à ladite au moins une partie de la pluralité d'éléments d'assemblage. Par ailleurs, l'axe de rotation dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs peut être décentré.

Autrement dit, l'axe de rotation dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs ne passe pas par le centre de la forme du pourtour de la surface extérieure, lorsqu'observée en section, dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs.

Selon une autre variante de l'invention, la surface extérieure dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs peut présenter, en section, un pourtour de forme sensiblement circulaire. Le centre de rotation dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs peut être non confondu avec le centre du pourtour de forme sensiblement circulaire. Par ailleurs, dans tout ce qui précède, au moins l'un desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs peut comporter une poulie pourvue d'une gorge sur sa surface extérieure pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil.

De plus, alternativement ou en complément, au moins l'un desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs peut comporter un cylindre creux formant un « guide-fil » dont la surface extérieure est prévue pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil. En outre, la surface extérieure du premier organe rotatif peut comporter au moins deux points de contact avec le fil situés à des distances différentes de son axe de rotation, et la surface extérieure du deuxième organe rotatif peut comporter au moins deux points de contact avec le fil situés à des distances différentes de son axe de rotation. Les pourtours des surfaces extérieures, lorsqu'observées en section, des premier et deuxième organes rotatifs peuvent présenter une même forme, notamment ovale. Les formes des pourtours des surfaces extérieures, lorsqu'observées en section, des premier et deuxième organes rotatifs peuvent par exemple être orientées différemment, l'une étant par exemple orientée par rapport à l'autre selon un angle de 90°.

Par ailleurs, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la surface extérieure d'un seul et unique organe rotatif peut comporter au moins deux points de contact avec le fil situés à des distances différentes de l'axe de rotation de l'organe rotatif. Dans ce cas, le dispositif peut comporter un système de compensation pour conserver la tension du fil constante.

En outre, l'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de découpe par fil d'une pièce à découper, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre au moyen d'un dispositif de découpe par fil tel que défini précédemment, et en ce qu'il comporte l'étape de mise en rotation desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs pour entraîner un mouvement d'oscillation du fil lors de la découpe de la pièce. Le dispositif de découpe par fil et le procédé selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques énoncées dans la description, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, selon une vue en perspective partielle, un exemple de dispositif de découpe par fil traditionnel avec mouvement continu du fil, - les figures 2A et 2B représentent, en vue de face, un premier exemple de dispositif de découpe par fil conforme à l'invention, la figure 2B représentant les organes rotatifs du dispositif après rotation de 90° autour de leur axe respectif par rapport à leur positionnement selon la figure 2A, - la figure 3 représente, en perspective, un deuxième exemple de dispositif de découpe par fil conforme à l'invention, - la figure 4 illustre, en vue de face, un organe rotatif d'un troisième exemple de dispositif de découpe par fil conforme à l'invention, - la figure 5 illustre, en vue de face, un organe rotatif d'un quatrième exemple de dispositif de découpe par fil conforme à l'invention, et - les figures 6, 7 et 8 représentent respectivement, en vue de face, des cinquième, sixième et septième exemples de dispositifs de découpe conformes à l'invention.

Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On a tout d'abord représenté sur la figure 1, selon une vue en perspective partielle, un exemple de dispositif 1 de découpe par fil 2 traditionnel avec mouvement continu du fil 2, autrement dit dépourvu de mouvement d'oscillation du fil 2 comme décrit par la suite dans les exemples conformes à l'invention.

Le dispositif 1 de découpe par fil 2 est utilisé pour permettre la découpe d'une pièce à découper 3, par exemple réalisée en un matériau tel que le silicium cristallin, utilisé par exemple pour la fabrication de cellules photovoltaïques, comme indiqué précédemment. La pièce à découper 3 est portée par un support 4 et mise en mouvement par rapport au fil 2 pour en permettre la découpe.

Le dispositif 1 comporte un premier organe rotatif 5a autour d'un premier axe de rotation Xa passant par son centre Ca et un deuxième organe rotatif 5b autour d'un deuxième axe de rotation Xb passant par son centre Cb. Les premier 5a et deuxième 5b organes rotatifs tournent respectivement selon des mêmes sens de rotation Ra et Rb, par exemple selon le sens horaire, de sorte à permettre le déplacement du fil 2 selon la direction D. Les premier Xa et deuxième Xb axes de rotation sont par ailleurs sensiblement parallèles entre eux. De cette façon, les premier 5a et deuxième 5b organes rotatifs permettent l'entraînement du fil 2 sensiblement perpendiculairement aux premier Xa et deuxième Xb axes de rotation.

De plus, lors de son entraînement, le fil 2 est en appui contre la surface extérieure Sa du premier organe rotatif 5a et contre la surface extérieure Sb du deuxième organe rotatif 5b, la surface extérieure Sa s'étendant autour du premier axe de rotation Xa, et la surface extérieure Sb s'étendant autour du deuxième axes de rotation Xb.

En outre, dans cet exemple, les organes rotatifs 5a, 5b peuvent par exemple comporter chacun une poulie circulaire pourvue d'une gorge (non représentées) sur leur surface extérieure Sa, Sb pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil 2. Toutefois, afin de permettre d'obtenir une vitesse de découpe plus importante de la pièce 3 et d'améliorer l'état de surface de la découpe, il peut être souhaitable de prévoir un dispositif 1 de découpe par fil 2 avec mouvement d'oscillation du fil 2. Les figures 2A-2B, 3, 4 et 5, décrites ci-après, illustrent ainsi quatre exemples de réalisation différents d'un dispositif 1 de découpe par fil 2 avec mouvement d'oscillation du fil 1 conformes à l'invention. Il est à noter que les figures 2A-2B, 4 et 5 représentent des exemples de dispositifs 1 de découpe par fil 2 comportant des organes rotatifs 5a, 5b sous la forme de poulies pourvues de gorges annulaires pour le passage et l'entraînement du fil 2, tandis que la figure 3 représente un exemple de dispositif 1 de découpe par fil 2 comportant des organes rotatifs 5a, 5b, 5c et 5d sous la forme de cylindres formant chacun un « guide- fil » dont la surface extérieure est prévue pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil 2. Par ailleurs, chaque dispositif 1 de découpe par fil 2 peut être préférentiellement à fil diamanté.

Bien entendu, ces choix ne sont nullement limitatifs, et chaque exemple de réalisation décrit peut être réalisé avec des organes rotatifs comportant des poulies et/ou des cylindres rotatifs. Tout d'abord, en référence aux figures 2A et 2B, on a représenté un premier exemple de dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à l'invention, la figure 2B représentant les organes rotatifs 5a, 5b du dispositif 1 après rotation de 90° autour de leur axe respectif Xa, Xb par rapport à leur positionnement selon la figure 2A. Dans cet exemple, le dispositif 1 comporte un premier organe rotatif 5a autour d'un premier axe de rotation Xa, de centre Ca en section, et un deuxième organe rotatif 5b autour d'un deuxième axe de rotation Xb, de centre Cb en section.

Les premier Xa et deuxième Xb axes de rotation sont sensiblement parallèles entre eux et permettent l'entraînement du fil 2 sensiblement perpendiculairement à ceux-ci. Le fil 2 est en appui contre la surface extérieure Sa, Sb de chacun des premier 5a et deuxième 5b organes rotatifs.

Conformément à l'invention, chaque surface extérieure Sa, Sb comporte au moins deux points de contact 6a et 6b avec le fil 2 qui sont respectivement situés à des distances da et db différentes de l'axe de rotation Xa, Xb correspondant. Dans cet exemple des figures 2A et 2B, cela est rendu possible par le fait que chaque surface extérieure Sa, Sb présente, en section, un pourtour de forme non circulaire, et avantageusement un pourtour de forme ovale. Plus précisément, comme on peut le voir sur la figure 2A, les pourtours des surfaces extérieures Sa, Sb, lorsqu'observées en section, présentent une même forme ovale, et sont orientées différemment l'une par rapport à l'autre, à savoir que l'une correspond à une rotation d'un angle de 90° par rapport à l'autre.

Sur la figure 2B, la configuration initiale de la figure 2A est représentée en traits pointillés. La configuration en traits continus correspond à une rotation de 90° autour des axes de rotation Xa et Xb. On constate alors que le fil 2 suit une évolution en balancement d'une configuration à l'autre, et en particulier que les formes ovales des premier 5a et deuxième 5b organes rotatifs permettent d'obtenir le mouvement d'oscillation du fil 2. Un mouvement de haut en bas est donc généré sur le fil 2. La longueur de boucle du fil 2 reste constante, mais il est possible d'obtenir un mouvement similaire à celui des dispositifs de découpe avec oscillation du fil du type « rocking » décrits précédemment. Le phénomène oscillatoire apparaissant est avantageusement proportionnel à la vitesse de rotation des organes rotatifs 5a, 5b, et également à l'ovalité de ceux-ci. En effet, plus la forme ovale sera prononcée, plus le phénomène d'oscillation sera important. Afin d'obtenir la forme ovale des organes rotatifs 5a, 5b, il peut être possible de prévoir directement une réalisation de ceux-ci, sous forme de poulies ou de « guide-fils », sous une forme ovale.

En variante, il peut aussi être possible de prévoir une ovalité du revêtement d'un organe rotatif circulaire. Ainsi, les organes rotatifs 5a, 5b peuvent chacun comporter un corps principal de forme sensiblement circulaire, en section, et un revêtement sur le corps principal dont le pourtour de forme ovale, en section, définit le pourtour de leur surface extérieure Sa, Sb. La figure 3 représente, en perspective, un deuxième exemple de dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à l'invention. Dans cet exemple, le dispositif 1 de découpe par fil 2 comporte quatre organes rotatifs 5a, 5b, 5c et 5d sous la forme de cylindres creux formant des « guide- fils ». Les quatre organes rotatifs 5a, 5b, 5c et 5d sont entraînés en rotation selon un même sens de rotation R. Le fil 2 correspond ainsi dans cet exemple à une nappe de fils, notamment du type diamantés. Parmi les quatre organes rotatifs 5a, 5b, 5c et 5d, les deuxième 5b et quatrième 5d organes rotatifs, diamétralement opposés, sont réalisés conformément à l'invention. Ainsi, ils présentent chacun une surface extérieure dont le pourtour, en section, a une forme ovale. Les deux autres organes rotatifs, à savoir le premier organe rotatif 5a et le troisième organe rotatif 5c, sont de conception classique et présentent chacun une surface extérieure dont le pourtour, en section, a une forme circulaire.

Grâce à la présence des deux organes rotatifs 5b et 5d, conformes à l'invention, un mouvement d'oscillation du fil 2 peut être généré lors de la découpe de la pièce 3. La figure 4 illustre, en vue de face, un organe rotatif 5a d'un troisième exemple de dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à l'invention.

Dans cet exemple, l'axe de rotation Xa de l'organe rotatif 5a est décentré. Autrement dit, l'axe de rotation Xa de l'organe rotatif 5a ne passe pas par le centre de la forme du pourtour de la surface extérieure Sa, lorsqu'observée en section. Plus précisément, la surface extérieure Sa de l'organe rotatif 5a présente, en section, un pourtour de forme sensiblement circulaire. Toutefois, comme représenté, le centre de rotation Ca de l'organe rotatif 5a n'est pas confondu avec le centre du pourtour de forme sensiblement circulaire. Enfin, la figure 5 illustre, en vue de face, un organe rotatif 5a d'un quatrième exemple de dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à l'invention.

Dans cet exemple, l'organe rotatif 5a est formé par la réunion d'une pluralité d'éléments d'assemblage 7a, 7b, 7c et 7d, à savoir quatre éléments d'assemblage. Ces éléments d'assemblage 7a, 7b, 7c et 7d peuvent permettre le réglage de l'ovalité de l'organe rotatif 5a. Ces éléments d'assemblage peuvent être constitutifs de l'organe rotatif 5a sous forme de poulie, ou former un revêtement de celui-ci.

Pour permettre de régler l'ovalité, deux d'entre eux, à savoir les premier 7a et troisième 7c éléments d'assemblage, sont déplaçables selon un mouvement de translation représenté par la double flèche T par rapport à l'axe de rotation Xa de l'organe rotatif 5a. Plus précisément, les premier 7a et troisième 7c éléments d'assemblage sont montés sur un corps central 8, s'étendant autour de l'axe de rotation Xa, par l'intermédiaire d'éléments de déplacement 9, sous forme de vérins de coulissement, permettant de conférer le mouvement de translation T. Dans les exemples de réalisation précédemment décrits et également dans ceux décrits ci-après, le dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à l'invention peut en plus permettre d'obtenir un phénomène de polissage de l'état de surface de la pièce 3 à découper. Ce phénomène de polissage n'est pas observé dans les solutions de l'art antérieur, en particulier dans les solutions de dispositifs de découpe par fil utilisant des organes rotatifs de section circulaire. Or contraire, les dispositifs de l'art antérieur induisent une ondulation de la surface.

Selon l'invention, le phénomène de polissage peut être observé car la vitesse de rotation des organes rotatifs 5, 5b, 5c, 5d peut être plus élevée qu'avec les dispositifs de l'art antérieur. On va maintenant décrire, respectivement en référence aux figures 6, 7 et 8, des cinquième, sixième et septième exemples de réalisation de dispositifs 1 de découpe par fil 2 conformes à l'invention.

Tout d'abord, en référence à la figure 6, le cinquième exemple de réalisation d'un dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à l'invention est tel qu'il comporte un seul et unique organe rotatif 5b avec au moins deux points de contact 6a, 6b avec le fil 2 situés à des distances da, db différentes de son axe de rotation Xb.

Plus précisément, le dispositif 1 de la figure 6 comporte un premier organe rotatif 5a de section de forme circulaire et un deuxième organe rotatif 5b de section de forme ovale. Dans ce cas, le mouvement d'oscillation se fait selon la flèche F6, représentée sur la figure 6, et permet un polissage partiel de l'état de surface de la pièce 3 à découper.

Afin de conserver la tension du fil 2 constante, le dispositif 1 peut comporter un système de compensation (non représenté). Par ailleurs, dans les sixième et septième exemples de réalisation des figures 7 et 8, les dispositifs 1 de découpe par fil 2 selon l'invention comportent chacun des premier 5a et deuxième 5b organes rotatifs de section de forme ovale.

Toutefois, les sixième et septième exemples de réalisation diffèrent l'un de l'autre par le positionnement relatif entre ces premier 5a et deuxième 5b organes rotatifs. Plus précisément, dans le sixième exemple de réalisation selon la figure 7, les orientations des premier 5a et deuxième 5b organes rotatifs sont différentes, à savoir que le premier organe rotatif 5a est orienté à 90° par rapport au deuxième organe rotatif 5b. Autrement dit, le plus petit diamètre de la forme ovale du deuxième organe rotatif 5b est parallèle au plus grand diamètre de la forme ovale du premier organe rotatif 5a. Cette orientation à 90° d'un des organes rotatifs par rapport à l'autre est une réalisation préférentielle de l'invention dans le cas de deux organes rotatifs de section ovale. Toutefois, l'orientation pourrait être réalisée selon un autre angle, inférieur ou supérieur à 90°. Dans ce sixième exemple de réalisation de la figure 7, on obtient un mouvement d'oscillation du type « rocking », avec un double phénomène de polissage par le centre de la pièce 3 à découper, représenté par les flèches F7.

Dans le septième exemple de réalisation selon la figure 8, l'orientation des premier 5a et deuxième 5b organes rotatifs est identique. Autrement dit, le plus grand diamètre de la forme ovale du deuxième organe rotatif 5b est parallèle au plus grand diamètre de la forme ovale du premier organe rotatif 5a.

On obtient ainsi un mouvement d'oscillation du type « up and down » (de haut en bas), avec un phénomène de polissage de haut en bas représenté par les flèches F8 sur la figure 8. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier. L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de découpe par fil (2) d'une pièce à découper (3), destinée à être en mouvement par rapport au fil (2) pour en permettre la découpe, comportant au moins un premier organe rotatif (5a) autour d'un premier axe de rotation (Xa) et un deuxième organe rotatif (5b) autour d'un deuxième axe de rotation (Xb), lesdits premier (Xa) et deuxième (Xb) axes de rotation étant sensiblement parallèles entre eux, lesdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs permettant l'entraînement du fil (2) sensiblement perpendiculairement auxdits premier (Xa) et deuxième (Xb) axes de rotation, le fil (2) étant en appui contre la surface extérieure (Sa, Sb) de chacun desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs s'étendant autour de l'axe de rotation (Xa, Xb) correspondant, caractérisé en ce que la surface extérieure (Sa, Sb) de l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs comporte au moins deux points de contact (6a, 6b) avec le fil (2) situés à des distances (da, db) différentes de l'axe de rotation (Xa, Xb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs pour permettre l'entraînement du fil (2) selon un mouvement d'oscillation.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure (Sa, Sb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs présente, en section, un pourtour de forme non sensiblement circulaire.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface extérieure (Sa, Sb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs présente, en section, un pourtour de forme sensiblement ovale.
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs comporte un corps principal de forme sensiblement circulaire, en section, et un revêtement sur le corps principal dont le pourtour, en section, définit le pourtour de la surface extérieure (Sa, Sb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs.
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs est formé au moins en partie par la réunion d'une pluralité d'éléments d'assemblage (7a, 7b, 7c, 7d), dont au moins une partie (7a, 7c) est déplaçable en translation (T) par rapport à l'axe de rotation (Xa, Xb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs de manière à définir le pourtour de la surface extérieure (Sa, Sb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs, notamment de forme sensiblement non circulaire, en particulier de forme ovale.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite au moins une partie (7a, 7c) de la pluralité d'éléments d'assemblage (7a, 7b, 7c, 7d), déplaçable en translation par rapport audit axe de rotation (Xa, Xb), est montée sur un corps central (8), s'étendant autour de l'axe de rotation (Xa, Xb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs, par l'intermédiaire d'éléments de déplacement (9), notamment des vérins de coulissement, permettant de conférer le mouvement de translation (T) à ladite au moins une partie (7a, 7c) de la pluralité d'éléments d'assemblage (7a, 7b, 7c, 7d).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe de rotation (Xa, Xb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs est décentré.
8. Dispositif selon la revendication 7 combinée à la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure (Sa, Sb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs présente, en section, un pourtour de forme sensiblement circulaire.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le centre de rotation (Ca, Cb) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs est non confondu avec le centre du pourtour de forme sensiblement circulaire.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs comporte une poulie pourvue d'une gorge sur sa surface extérieure (Sa, Sb) pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil (2).
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs comporte un cylindre creux formant un « guide-fil » dont la surface extérieure (Sa, Sb) est prévue pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil (2).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure (Sa) du premier organe rotatif (5a) comporte au moins deux points de contact (6a, 6b) avec le fil (2) situés à des distances (da, db) différentes de son axe de rotation (Xa) et en ce que la surface extérieure (Sb) du deuxième organe rotatif (5b) comporte au moins deux points de contact (6a, 6b) avec le fil (2) situés à des distances (da, db) différentes de son axe de rotation (Xb).
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les pourtours des surfaces extérieures (Sa, Sb), lorsqu'observées en section, des premier (5a) et deuxième (5b) organes rotatifs présentent une même forme, notamment ovale.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les formes des pourtours des surfaces extérieures (Sa, Sb), lorsqu'observées en section, des premier (5a) et deuxième (5b) organes rotatifs sont orientées différemment, l'une (5b) étant par exemple orientée par rapport à l'autre (5a) selon un angle de 90°.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la surface extérieure (Sb) d'un seul organe rotatif (5b) comporte au moins deux points de contact (6a, 6b) avec le fil (2) situés à des distances (da, db) différentes de l'axe de rotation (Xb) de l'organe rotatif (5b).
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte un système de compensation pour conserver la tension du fil (2) constante.
17. Procédé de découpe par fil d'une pièce à découper (3), caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre au moyen d'un dispositif (1) de découpe par fil (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et en ce qu'il comporte l'étape de mise en rotation desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs pour entraîner un mouvement d'oscillation du fil (2) lors de la découpe de la pièce (3).