FR3022478A1

FR3022478A1 - Dispositif de decoupe par fil comportant un organe rotatif pourvu de moyens de lubrification du fil

Info

Publication number: FR3022478A1
Application number: FR1455790A
Authority: FR
Inventors: Pedro Jeronimo; Fabrice Coustier; Mathieu Debourdeau
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: 2015-12-25
Anticipated expiration: 2034-06-23
Also published as: EP3157702A1; US20170136655A1; FR3022478B1; WO2015197523A1

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 l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs comporte des moyens de lubrification (6a, 6b) du fil (2) configurés pour permettre la circulation d'un liquide de lubrification depuis son centre (Ca, Cb) vers sa surface extérieure (Sa, Sb) au contact du fil (2).

Description

1 DISPOSITIF DE DÉCOUPE PAR FIL COMPORTANT UN ORGANE ROTATIF POURVU DE MOYENS DE LUBRIFICATION DU FIL DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine général des dispositifs de découpe ou sciage par fil, et plus particulièrement au domaine des moyens de lubrification de tels dispositifs. 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 muni de moyens de lubrification du fil, 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 3022478 2 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. Le fil utilisé, même s'il n'agit que comme transporteur, subit une certaine 5 usure dans le temps et son bon fonctionnement pour réaliser la découpe de la pièce requiert une importante lubrification, généralement en eau, qui soit constante sur le fil. Les systèmes de lubrification des dispositifs de découpe par fil connus de l'art antérieur utilisent le plus souvent des buses de lubrification (ou d'arrosage). Ces buses de lubrification peuvent être fixes ou mobiles, et vont projeter un liquide de lubrification sur 10 le fil pendant la découpe. Toutefois, l'utilisation de telles buses n'est pas entièrement satisfaisante et présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, de par l'importance de la lubrification du fil à assurer, le positionnement des buses est souvent réalisé au plus près du fil. Or, dans le cas où une 15 flèche commence à apparaître sur le fil, du fait par exemple de son usure ou d'une pièce à découper de dureté élevée, il existe une importante probabilité que les buses soient découpées par le fil. A l'inverse, lorsque les buses sont positionnées de façon éloignée par rapport au fil, il existe une forte probabilité d'avoir une lubrification non constante au cours de la découpe.

20 Par ailleurs, les dispositifs de découpe par fil sont la plupart du temps prévus avec un arrosage par le dessus du fil sur une très courte section. Or, compte-tenu des vitesses élevées de déroulement du fil, il n'est généralement pas garanti de s'assurer qu'un film de liquide de lubrification soit bien présent autour du fil en permanence. De ce fait, le fil peut s'encrasser au cours du temps.

25 En outre, en raison de contraintes de limitation de débit, il est généralement préféré l'utilisation d'un nombre réduit de buses, souvent limité à l'usage d'une seule buse. Or, lorsque cette buse se bouche, cela entraîne alors l'arrêt de la lubrification et donc une usure prématurée du fil.

3022478 3 EXPOSÉ DE L'INVENTION Il existe par conséquent un besoin pour proposer une solution alternative pour permettre la lubrification du fil d'un dispositif de découpe par fil. Il existe notamment un besoin pour concevoir une solution de lubrification du fil qui soit de 5 fiabilité élevée et qui permette de garantir une lubrification constante au cours de la découpe. 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. Elle vise notamment à proposer une telle solution pour faciliter la lubrification 10 et la découpe de pièces de grande taille, présentant une grande surface et nécessitant donc une grande consommation de fil. 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 15 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 20 moins un premier et un deuxième organes rotatifs s'étendant autour de l'axe de rotation correspondant, caractérisé en ce que l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs comporte des moyens de lubrification du fil configurés pour permettre la circulation d'un liquide de lubrification depuis son centre vers sa surface extérieure au contact du fil.

25 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 à l'utilisation de buses pour la lubrification des fils des dispositifs de découpe par fil. L'invention peut en particulier permettre une 3022478 4 meilleure lubrification du fil d'un dispositif de découpe par fil, et notamment de pièces à découper de grande taille. 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 5 combinaisons techniques possibles. Le liquide de lubrification est avantageusement de l'eau, voire du polyéthylène glycol (PEG). Les moyens de lubrification peuvent comporter un dispositif d'alimentation en liquide de lubrification, monté sur l'axe de rotation dudit l'un au moins desdits au moins 10 un premier et un deuxième organes rotatifs, pour alimenter son centre en liquide de lubrification. Le dispositif d'alimentation en liquide de lubrification peut comporter une vanne de régulation du débit de liquide de lubrification injecté au centre dudit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs.

15 De façon avantageuse, la présence d'une telle vanne de régulation de débit, notamment sous la forme d'une électrovanne, peut permettre de contrôler à tout moment la consommation du dispositif de découpe par fil en liquide de lubrification. Il peut ainsi être possible de découper la pièce en utilisant un asservissement de la lubrification du fil en fonction du couple moteur associé à l'organe rotatif et/ou de la 20 flèche du fil, par exemple. De plus, la présence de la vanne de régulation de débit peut également permettre d'améliorer l'état de surface de la pièce découpée, en contrôlant directement le débit du liquide de lubrification. Par ailleurs, ledit l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième 25 organes rotatifs peut comporter une poulie pourvue d'une gorge sur sa surface extérieure pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil. Selon un exemple de réalisation, les moyens de lubrification peuvent être au moins en partie formés par au moins un canal interne de la poulie pour la circulation du liquide de lubrification depuis le centre de la poulie vers la surface extérieure de la poulie.

3022478 5 Ledit au moins un canal interne peut en particulier s'étendre à partir du centre de la poulie et déboucher dans un canal annulaire interne permettant la circulation du liquide de lubrification vers la surface extérieure de la poulie. En outre, le canal annulaire interne peut être délimité au moins en partie par 5 une surface intérieure de la poulie, opposée à la surface extérieure. La surface intérieure peut être percée d'une pluralité d'orifices de passage pour amener le liquide de lubrification depuis le canal annulaire interne vers la gorge de la poulie au contact du fil. Les moyens de lubrification peuvent également être au moins en partie formés par quatre canaux internes de la poulie pour la circulation du liquide de 10 lubrification depuis le centre de la poulie vers la surface extérieure de la poulie. Les quatre canaux internes peuvent présenter, en observation de face, une forme de croix, comportant notamment quatre branches courbées selon un même sens d'orientation. Selon un autre exemple de réalisation, les moyens de lubrification peuvent 15 être sont au moins en partie formés par un élément de distribution interne du liquide de lubrification depuis le centre vers la surface extérieure de la poulie, cet élément de distribution interne étant sans mouvement et configuré pour agir comme un balancier, l'élément de distribution interne étant de plus apte à recevoir le liquide de lubrification depuis le centre de la poulie et s'étendant partiellement autour de l'axe de rotation dudit 20 l'un au moins desdits au moins un premier et un deuxième organes rotatifs de sorte à définir une portion angulaire de distribution du liquide de lubrification pour la circulation vers la surface extérieure de la poulie. L'élément de distribution interne peut par exemple s'étendre au moins sur les trois quarts de tour autour de l'axe de rotation de l'organe rotatif.

25 L'élément de distribution interne peut être creux de sorte à recevoir le liquide de lubrification. L'élément de distribution interne peut comporter un système anti-gravité pour permettre son immobilité relativement au reste de la poulie. L'élément de distribution interne peut être monté sur un axe à roulement à bille.

3022478 6 Par ailleurs, la poulie peut comporter une partie tournante délimitée par la surface extérieure de la poulie et par une surface intérieure, opposée à la surface extérieure, et s'étendant tout autour de l'élément de distribution interne, la partie tournante comportant une pluralité d'orifices de passage pour amener le liquide de 5 lubrification projeté par la portion angulaire de distribution de l'élément de distribution interne vers la gorge de la poulie au contact du fil. En outre, pour chaque exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, le premier organe rotatif peut comporter des premiers moyens de lubrification du fil configurés pour permettre la circulation d'un liquide de lubrification depuis le centre vers 10 la surface extérieure du premier organe rotatif au contact du fil, et le deuxième organe rotatif peut comporter des deuxièmes moyens de lubrification du fil configurés pour permettre la circulation d'un liquide de lubrification depuis le centre vers la surface extérieure du deuxième organe rotatif au contact du fil. Par ailleurs, selon d'autres exemples de réalisation selon l'invention, ledit l'un 15 au moins 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. Ainsi, selon un exemple de réalisation, le cylindre creux peut en particulier être alimenté en son centre par du liquide de lubrification, et les moyens de lubrification 20 peuvent être au moins en partie formés par une pluralité d'orifices de passage percés dans la paroi du cylindre creux pour permettre la circulation du liquide de lubrification depuis le centre vers la surface extérieure du cylindre creux. Par ailleurs, selon un autre exemple de réalisation, le cylindre creux peut être en particulier alimenté en son centre par du liquide de lubrification, et les moyens de 25 lubrification peuvent être au moins en partie formés par une pluralité de fentes de distribution, réalisées dans la paroi du cylindre creux sur sa longueur, les fentes de distribution permettant la circulation du liquide de lubrification depuis le centre vers la surface extérieure du cylindre creux. Le cylindre creux peut en outre comporter un flasque de fermeture à au 30 moins l'une de ses extrémités, comportant une bordure formée par une pluralité 3022478 7 d'éléments en saillie, destinés à s'engager dans les fentes de distribution entre des portions longitudinales de la paroi du cylindre creux de sorte à permettre une accumulation du liquide de lubrification dans les fentes de distribution. Pour chacun des exemples de réalisation selon l'invention, le dispositif peut 5 par ailleurs comporter des premier, deuxième, troisième et quatrième organes rotatifs respectivement autour de premier, deuxième, troisième et quatrième axes de rotation, les axes de rotation étant sensiblement parallèles entre eux, les organes rotatifs permettant l'entraînement du fil sensiblement perpendiculairement aux axes de rotation, le fil étant en appui contre la surface extérieure de chacun des organes rotatifs s'étendant 10 autour de l'axe de rotation correspondant, les premier, deuxième, troisième et quatrième organes rotatifs comportant respectivement des premiers, deuxièmes, troisièmes et quatrièmes moyens de lubrification du fil configurés pour permettre la circulation du liquide de lubrification depuis leur centre vers leur surface extérieure au contact du fil. En outre, l'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un 15 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 lubrification du fil par l'intermédiaire des moyens de lubrification d'au moins un organe rotatif. Le procédé peut particulièrement comporter l'étape consistant à adapter la 20 valeur de paramètres de fonctionnement du dispositif de découpe par fil en fonction de l'avancée du fil à l'intérieur de la pièce à découper lors de la découpe. De tels paramètres peuvent par exemple comporter préférentiellement la vitesse de rotation et le couple du moteur entraînant le dispositif d'alimentation en liquide de lubrification de l'organe rotatif, la flèche du fil de découpe, voire également le 25 débit du liquide de lubrification, la position du fil tout au long de la découpe, mesurée par exemple à l'aide d'un capteur de détection, ou encore la vitesse de déplacement du dispositif de découpe par rapport au support sur lequel la pièce à découper est placée. Le dispositif de découpe par fil et le procédé selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques énoncées dans la description, prises 3022478 8 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 5 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 premier exemple de dispositif de découpe par fil conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue éclatée en perspective d'un organe rotatif du 10 dispositif de découpe par fil de la figure 1, - la figure 3 représente, en vue de face, la poulie de l'organe rotatif de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe et en perspective de la poulie de la figure 3, - la figure 5 représente, selon une vue en perspective partielle, un organe 15 rotatif d'un deuxième exemple de dispositif de découpe par fil conforme à l'invention, - la figure 6 représente, selon une vue en perspective partiellement éclatée, un organe rotatif d'un troisième exemple de dispositif de découpe par fil conforme à l'invention, - la figure 7 représente, en perspective, le flasque de l'organe rotatif de la 20 figure 6, - la figure 8 représente, en perspective, un détail de l'organe rotatif de la figure 6 après assemblage du flasque de la figure 7, - la figure 9 représente, en perspective, le troisième exemple de dispositif de découpe par fil conforme à l'invention comportant l'organe rotatif de la figure 6, 25 - la figure 10 représente, en perspective, un organe rotatif d'un quatrième exemple de dispositif de découpe par fil conforme à l'invention, - la figure 11 représente un détail partiel de la figure 10, 3022478 9 - la figure 12 représente, en perspective, une configuration de positionnement d'une pièce à découper à l'aide d'un dispositif de découpe par fil conforme à l'invention, positionnée sur un support, - la figure 13 illustre, sous la forme d'un diagramme, un exemple de mise en 5 oeuvre du procédé de découpe par fil conforme à l'invention, et - les figures 14A, 14B et 14C illustrent respectivement trois exemples de procédés d'asservissement mis en oeuvre dans un procédé de découpe par fil conforme à l'invention. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner 10 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 En référence aux figures 1 à 4, on a tout d'abord représenté un premier 15 exemple de dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à l'invention. Plus précisément, la figure 1 est une vue en perspective partielle du dispositif 1, la figure 2 est une vue éclatée en perspective d'un organe rotatif 5a du dispositif 1, la figure 3 est une vue de face de la poulie 11a de l'organe rotatif 5a, et la figure 4 est une vue en coupe et en perspective de la poulie 11a.

20 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.

25 Le dispositif 1 comporte 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. 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 sur la figure 1, de sorte à permettre le déplacement du fil 2 selon la direction D.

3022478 10 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.

5 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. Par ailleurs, conformément à l'invention, les premier 5a et un deuxième 5b 10 organes rotatifs comportent respectivement des moyens de lubrification 6a et 6b du fil 2 qui sont configurés pour permettre la circulation d'un liquide de lubrification F, notamment de l'eau ou du polyéthylène glycol (PEG), depuis leur centre Ca ou Cb vers leur surface extérieure Sa ou Sb au contact du fil 2. Ainsi, avantageusement, la lubrification en eau ou en PEG du fil 2 est 15 nettement facilitée et améliorée, augmentant ainsi la durée de vie du fil 2 et l'efficacité de la découpe de la pièce 3. En référence à la figure 2, les moyens de lubrification 6a de l'organe rotatif 5a sont décrits plus précisément. Les moyens de lubrification 6a comportent ainsi un dispositif d'alimentation 7a, ou joint tournant 7a, en liquide de lubrification F, qui est 20 monté sur l'axe de rotation Xa du premier organe rotatif 5a pour alimenter son centre Ca en liquide de lubrification F. Le joint tournant 7a est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un moteur 9a auquel il est solidarisé. Par ailleurs, le joint tournant 7a comporte une vanne de régulation 8a du 25 débit de liquide de lubrification F injecté au centre Ca du premier organe rotatif 5a, préférentiellement sous la forme d'une électrovanne 8a. L'électrovanne 8a permet avantageusement de contrôler à tout moment la consommation du dispositif 1 en liquide de lubrification F. Il peut ainsi être possible de découper la pièce 3 en utilisant un asservissement de la lubrification du fil 2 en fonction du couple moteur associé à l'organe 30 rotatif 5a et/ou de la flèche du fil 2 et/ou de la vitesse de rotation du moteur, par 3022478 11 exemple. De plus, la présence de l'électrovanne 8a peut également permettre d'améliorer l'état de surface de la pièce découpée 3, en contrôlant directement le débit du liquide de lubrification F. De plus, comme on peut le voir sur les figures 2 à 4, le premier organe rotatif 5 5a comporte une poulie 11a pourvue d'une gorge 13a sur sa surface extérieure Sa pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil 2. La lubrification du fil 2 est ainsi réaliser directement par le biais de cette poulie 11 d'entraînement, et non plus par l'usage de buses comme selon l'art antérieur décrit précédemment. La poulie 11a est réalisée de telle sorte à permettre l'écoulement du liquide de lubrification F à l'intérieur 10 de celle-ci, depuis son centre Ca vers sa surface extérieure Sa, comme décrit ci-après. Un boîtier de roulement à billes 10a est en outre prévu entre le joint tournant 7a et la poulie 11a, de sorte que le liquide de lubrification F injecté dans le dispositif 1 circule depuis l'électrovanne 8a, vers le joint tournant 7a, puis le boîtier 10a avant d'atteindre enfin la poulie 11a.

15 Un flasque 12a est par ailleurs prévu pour recouvrir et fermer la poulie 11a de sorte à maintenir l'écoulement du liquide de lubrification F à l'intérieur de la poulie 11a. Comme on peut le voir sur la figure 3, au sein de la poulie 11a, les moyens de lubrification 6a sont au moins en partie formés par plusieurs canaux internes 14a de la poulie 11a pour la circulation du liquide de lubrification F depuis le centre Ca de la poulie 20 11a vers la surface extérieure Sa de la poulie 11a. Le nombre de canaux internes 14a est égal à 4 dans l'exemple de la figure 3. Toutefois, il peut être envisagé un nombre différent de canaux, par exemple à partir de 2, 3 ou 8 canaux. Chaque canal interne 14a s'étend à partir du centre Ca de la poulie 11a et débouche dans un canal annulaire interne 15a permettant la circulation du liquide de 25 lubrification F vers la surface extérieure Sa de la poulie 11a. Sur la figure 3, les flèches F symbolisent l'écoulement du liquide de lubrification F au-delà de la surface extérieure Sa de la poulie 11a pour lubrifier le fil 2. Les quatre canaux internes 14a présentent par ailleurs, en observation de face comme selon la figure 3, une forme de croix comportant quatre branches courbées selon 30 un même sens d'orientation, par exemple le sens antihoraire. Cette forme spécifique des 3022478 12 canaux internes 14a peut notamment permettre d'obtenir une projection du liquide de lubrification F depuis le centre Ca vers la surface extérieure Sa qui soit à grande vitesse. De plus, le canal annulaire interne 15a est délimité par la surface intérieure S'a de la poulie 11a, opposée à la surface extérieure Sa. Cette surface intérieure S'a est 5 percée d'une pluralité d'orifices de passage 16a, comme on peut le voir sur la figure 4, pour amener le liquide de lubrification F depuis le canal annulaire interne 15a vers la gorge 13a de la poulie 11a au contact du fil 2. Sur cette figure 4, les références F représentent les gouttes de liquide de lubrification F s'échappant des orifices de passage 16a. Les orifices de passage 16a peuvent par exemple être percés sur la surface intérieure 10 S'a à intervalles réguliers, par exemple tous les millimètres. L'invention peut également être appliquée à des dispositifs 1 de découpe par fil 2 sous la forme de scies à fil diamanté par exemple. La figure 5 représente ainsi, selon une vue en perspective partielle, un organe rotatif 5a d'un deuxième exemple de dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à 15 l'invention. Dans cet exemple, l'organe rotatif 5a comporte un cylindre creux 20a formant un « guide-fil » dont la surface extérieure Sa est prévue pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil 2. Ce cylindre creux 20a est alimenté de l'intérieur en son centre Ca par du 20 liquide de lubrification F. Les moyens de lubrification 6a sont formés par une pluralité d'orifices de passage 21a percés dans la paroi 22a du cylindre creux 20a, et dans son revêtement éventuel en polyuréthane, pour permettre la circulation du liquide de lubrification F depuis le centre Ca vers la surface extérieure Sa du cylindre creux 20a, autrement dit pour amener le liquide de lubrification F vers le dessous du fil 2 et non par 25 le dessus, ou de la nappe de fils 2. Cette solution peut éventuellement permettre d'éviter à des copeaux de silicium de se coller sur le fil 2. On a par ailleurs représenté en référence aux figures 6 à 9 un troisième exemple de réalisation d'un dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à l'invention. Plus précisément, la figure 6 est une vue en perspective partiellement éclatée 30 d'un premier organe rotatif 5a de cet exemple de réalisation, la figure 7 représente, en 3022478 13 perspective, le flasque 24a de l'organe rotatif 5a, la figure 8 représente, en perspective, un détail de l'organe rotatif 5a après assemblage du flasque 24a, et la figure 9 représente, en perspective, le dispositif 1 de cet exemple de réalisation comportant quatre organes rotatifs 5a à 5d.

5 Dans cet exemple également, l'organe rotatif 5a comporte un cylindre creux 20a formant un « guide-fil » dont la surface extérieure Sa est prévue pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil 2. Par ailleurs, ce cylindre creux 20a est alimenté en son centre Ca par du liquide de lubrification F. Les moyens de lubrification 6a sont ici formés par une pluralité de 10 fentes de distribution 23a, réalisées dans la paroi 22a du cylindre creux 20a sur sa longueur, les fentes de distribution 23a permettant la circulation du liquide de lubrification F depuis le centre Ca vers la surface extérieure Sa du cylindre creux 20a. L'alimentation en liquide de lubrification F peut être réalisée à partir de l'équipement standard d'une scie à fil diamant. Les fentes de distribution 23a permettent 15 l'accumulation du liquide de lubrification F et sa projection sur la nappe de fils 2 par le dessous plutôt que par le dessus. De cette façon, cela peut éventuellement permettre d'éviter à des copeaux de silicium de se coller sur le fil 2. En outre, comme on peut le voir sur les figures 6, 7 et 8, le cylindre creux 20a comporte un flasque de fermeture 24a à ses deux extrémités. Ce flasque de fermeture 20 24a comporte une bordure 25a formée par une pluralité d'éléments en saillie 26a, destinés à s'engager dans les fentes de distribution 23a entre des portions longitudinales 27a de la paroi 22a du cylindre creux 20a. De cette façon, l'accumulation du liquide de lubrification F dans les fentes de distribution 23a est rendu possible. Le liquide de lubrification F se propage plus spécifiquement dans les fentes de distribution 23a et sous 25 la bordure 25a du flasque de fermeture 24a, comme représenté sur la figure 8. Enfin, le dispositif 1 de découpe par fil 2 selon cet exemple est représenté dans sa généralité sur la figure 9. Il comporte ainsi des premier 5a, deuxième 5b, troisième 5c et quatrième 5d organes rotatifs, semblables à celui décrit aux figures 6, 7 et 8, respectivement autour de 3022478 14 premier Xa, deuxième Xb, troisième Xc et quatrième Xd axes de rotation, ces axes de rotation étant sensiblement parallèles entre eux. Les organes rotatifs 5a, 5b, 5c et 5d permettent l'entraînement du fil 2 sensiblement perpendiculairement aux axes de rotation Xa, Xb, Xc et Xd, le fil 2 étant en 5 appui contre la surface extérieure Sa, Sb, Sc et Sd de chacun des organes rotatifs 5a, 5b, 5c et 5d. De plus, les premier 5a, deuxième 5b, troisième 5c et quatrième 5d organes rotatifs comportent respectivement des premiers 6a, deuxièmes 6b, troisièmes 6c et quatrièmes 6d moyens de lubrification du fil 2, semblables à ceux décrits précédemment, configurés ainsi pour permettre la circulation du liquide de lubrification F depuis leur 10 centre Ca, Cb, Cc et Cd vers leur surface extérieure Sa, Sb, Sc et Sd au contact du fil 2. On a par ailleurs représenté en référence aux figures 10 et 11 un quatrième exemple de réalisation selon l'invention. Plus précisément, la figure 10 représente, en perspective, un premier organe rotatif 5a de cet exemple, et la figure 11 représente un détail partiel de la figure 10.

15 Ce quatrième exemple repose ainsi sur l'utilisation d'un système mécanique situé à l'intérieur de la poulie 11a et qui agit comme un balancier. Ce système, notamment du fait de sa conception et de son centre de gravité, n'est pas en mouvement contrairement à la poulie 11a. Plus précisément, dans cet exemple, les moyens de lubrification 6a sont 20 formés par un élément de distribution interne 17a du liquide de lubrification F depuis le centre Ca vers la surface extérieure Sa de la poulie 11a, cet élément de distribution interne 17a étant ainsi sans mouvement et configuré pour agir comme un balancier. L'élément de distribution interne 17a est apte à recevoir le liquide de lubrification F depuis le centre Ca de la poulie 11a et s'étend partiellement autour de 25 l'axe de rotation Xa du premier organe rotatif 5a de sorte à définir une portion angulaire de distribution 18a d'angle a du liquide de lubrification F pour la circulation vers la surface extérieure Sa de la poulie 11a. Cet élément de distribution interne 17a est par exemple monté sur un roulement. Il peut s'étendre au moins sur les trois quarts de tour autour de l'axe de 30 rotation Xa de l'organe rotatif 5a. De cette façon, l'angle a de la portion angulaire de 3022478 15 distribution 18a est par exemple de l'ordre de 90°. Cette portion angulaire de distribution 18a définit la partie de la poulie 11a qui est « arrosée » par le liquide de lubrification F en sortie de l'élément de distribution interne 17a. En se référant à la disposition des organes rotatifs 5a et 5b de la figure 1, l'élément de distribution interne 17a peut ainsi permettre 5 de ne lubrifier que la partie du fil 2 qui rentre dans la matière de la pièce 3 pour l'organe rotatif 5a situé à gauche, et de ne lubrifier que la partie du fil 2 qui sort de la matière de la pièce 3 pour l'organe rotatif 5b situé à droite. L'élément de distribution interne 17a est préférentiellement creux de sorte à recevoir le liquide de lubrification F. Il comporte de plus un système anti-gravité pour 10 permettre son immobilité relativement au reste de la poulie 11a. En outre, la poulie 11a comporte une partie tournante 19a délimitée par la surface extérieure Sa de la poulie 11a et par une surface intérieure S'a, opposée à la surface extérieure Sa, et s'étendant tout autour de l'élément de distribution interne 17a. La partie tournante 19a comporte une pluralité d'orifices de passage 16a pour 15 amener le liquide de lubrification F projeté par la portion angulaire de distribution 18a de l'élément de distribution interne 17a vers la gorge 13a de la poulie 11a au contact du fil 2. Grâce à ce quatrième exemple de réalisation, il peut être possible de réaliser une lubrification du fil 2 précise et dirigée. Un tel dispositif 1 peut également permettre de réduire la consommation en liquide de lubrification F, en particulier en eau ou en PEG.

20 On va maintenant décrire en référence aux figures 12, 13 et 14A à 14C des exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention de découpe par fil 2 d'une pièce à découper 3. La figure 12 représente, en perspective, une configuration de positionnement de la pièce à découper 3 à l'aide d'un dispositif 1 de découpe par fil 2 conforme à 25 l'invention, positionnée sur un support 4. Sur cette figure 12, les références T1, T2 et T3 représentent respectivement le premier tiers supérieur, le deuxième tiers intermédiaire et le troisième tiers inférieur de la pièce 3. La figure 13 illustre quant à elle, sous la forme d'un diagramme, un exemple 30 d'étapes de mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention.

3022478 16 Un tel procédé peut par exemple permettre la gestion du fonctionnement du dispositif 1 par adaptation de la valeur de paramètres de fonctionnement du dispositif 1 en fonction de l'avancée du fil 2 à l'intérieur de la pièce à découper 3 lors de la découpe. Les paramètres de fonctionnement, qui rentrent en compte pour la gestion du 5 dispositif 1, peuvent par exemple comporter : la vitesse de rotation Vm du moteur 9a entraînant le dispositif d'alimentation 7a en liquide de lubrification F de l'organe rotatif 5a, le couple Cm du moteur 9a, le débit Db du liquide de lubrification F, la flèche du fil 2 de découpe, ou encore la vitesse de déplacement Vd du dispositif 1 de découpe par rapport au support 4 sur lequel la pièce à découper 3 est placée.

10 Ainsi, sur la figure 13, l'étape 30 marque l'étape de départ du procédé de gestion du fonctionnement du dispositif 1. A l'étape 31, le dispositif 1 et le support 4 sont positionnés l'un par rapport à l'autre puis, à l'étape 32, un couple moteur Cm est appliqué. Lors de l'étape 33, on s'interroge sur le positionnement du fil 2 dans le 15 deuxième tiers T2 de la pièce 3, comme représenté sur la figure 12. Alors, si le fil 2 est positionné dans ce deuxième tiers T2 de la pièce 3, on arrive à l'étape 37. Au cours de celle-ci, on s'interroge sur le fait de savoir si la valeur du couple moteur Cm est supérieure à une valeur limite prédéterminée Lim. Si tel est le cas, on augmente le débit Db du liquide de lubrification F et on diminue la vitesse de 20 déplacement Vd au cours de l'étape 38. Au contraire, si le couple moteur Cm est inférieur à la valeur limite prédéterminée Lim, on diminue le débit Db du liquide de lubrification F et on augmente la vitesse de déplacement Vd au cours de l'étape 39, la vitesse de rotation Vm du moteur restant identique. Par ailleurs, si à l'étape 33, le fil 2 n'est pas positionné dans le deuxième tiers 25 T2 de la pièce 3 comme représenté sur la figure 12, on s'interroge alors, au cours de l'étape 34, sur le fait de savoir si la valeur du couple moteur Cm est supérieure à la valeur limite prédéterminée Lim indiquée précédemment. Si tel est le cas, on augmente à la fois le débit Db et la vitesse de rotation Vm du moteur au cours de l'étape 35. Au contraire, si la valeur du couple moteur Cm est inférieure à la valeur limite prédéterminée Lim, on 30 diminue à la fois le débit Db et la vitesse de rotation Vm du moteur au cours de l'étape 3022478 17 36, la vitesse de déplacement Vd du dispositif 1 de découpe par rapport au support 4 restant inchangée. A l'issue des étapes 34, 36, 38 ou 39, le procédé reprend à partir de l'étape 31, comme représenté sur la figure 13.

5 Enfin, les figures 14A, 14B et 14C illustrent respectivement trois exemples de procédés d'asservissement mis en oeuvre dans le procédé de découpe par fil 2 conforme à l'invention. Sur la figure 14A, une valeur de consigne sur le couple moteur Cm est donnée en 40. L'asservissement est alors mis en oeuvre entre la vitesse de rotation Vm en 41 du 10 moteur en 42 et le couple moteur Cm en 43. Sur la figure 14B, une valeur de consigne sur le positionnement du fil 2 est donnée en 44. L'asservissement est alors mis en oeuvre entre la vitesse de rotation Vm en 41 du moteur en 42 et la position du fil 2 en 45. Enfin, sur la figure 14C, une valeur de consigne sur le couple moteur Cm est 15 donnée en 40. L'asservissement est alors mis en oeuvre entre la vitesse de rotation en 41 du moteur de la tête de découpe en 46 et le couple moteur Cm en 43. Le moteur de la tête de découpe assure le déplacement de la tête de découpe en translation. 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 20 métier. En particulier, dans les modes de réalisation envisagés et décrits précédemment, les organes rotatifs 5a, 5b, 5c et 5d présentent une section de forme circulaire. En variante, au moins deux organes rotatifs pourraient être de forme 25 asymétrique. Plus précisément, le pourtour de la surface extérieure d'au moins deux organes rotatifs pourrait 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 desdits au moins deux organes rotatifs.

3022478 18 Par exemple, une telle forme en section desdits au moins deux organes rotatifs pourrait être sensiblement polygonale, par exemple rectangulaire, carrée, triangulaire, ou encore plus préférentiellement sensiblement ovale. De façon avantageuse, ceci permettrait d'améliorer l'état de surface du 5 matériau de la pièce à découper et d'augmenter la capacité d'enlèvement de matière. 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 l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs comporte des moyens de lubrification (6a, 6b) du fil (2) configurés pour permettre la circulation d'un liquide de lubrification (F) depuis son centre (Ca, Cb) vers sa surface extérieure (Sa, Sb) au contact du fil (2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de lubrification (6a) comportent un dispositif d'alimentation (7a) en liquide de lubrification (F), monté sur l'axe de rotation (Xa) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs, pour alimenter son centre (Ca) en liquide de lubrification (F).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (7a) en liquide de lubrification (F) comporte une vanne de régulation (8a) du débit de liquide de lubrification (F) injecté au centre (Ca) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes 3022478 20 rotatifs comporte une poulie (11a) pourvue d'une gorge (13a) sur sa surface extérieure (Sa) pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil (2).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens 5 de lubrification (6a) sont au moins en partie formés par au moins un canal interne (14a) de la poulie (11a) pour la circulation du liquide de lubrification (F) depuis le centre (Ca) de la poulie (11a) vers la surface extérieure (Sa) de la poulie (11a).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit au 10 moins un canal interne (14a) s'étend à partir du centre (Ca) de la poulie (11a) et débouche dans un canal annulaire interne (15a) permettant la circulation du liquide de lubrification (F) vers la surface extérieure (Sa) de la poulie (11a).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le canal 15 annulaire interne (15a) est délimité au moins en partie par une surface intérieure (S'a) de la poulie (11a), opposée à la surface extérieure (Sa), et en ce que la surface intérieure (S'a) est percée d'une pluralité d'orifices de passage (16a) pour amener le liquide de lubrification (F) depuis le canal annulaire interne (15a) vers la gorge (13a) de la poulie (11a) au contact du fil (2). 20
8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de lubrification (6a) sont au moins en partie formés par un élément de distribution interne (17a) du liquide de lubrification (F) depuis le centre (Ca) vers la surface extérieure (Sa) de la poulie (11a), cet élément de distribution interne (17a) étant sans mouvement et 25 configuré pour agir comme un balancier, l'élément de distribution interne (17a) étant apte à recevoir le liquide de lubrification (F) depuis le centre (Ca) de la poulie (11a) et s'étendant partiellement autour de l'axe de rotation (Xa) dudit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs de sorte à définir une portion angulaire de distribution (18a) du liquide de lubrification (F) pour la circulation vers la 30 surface extérieure (Sa) de la poulie (11a). 3022478 21
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la poulie (11a) comporte une partie tournante (19a) délimitée par la surface extérieure (Sa) de la poulie (11a) et par une surface intérieure (S'a), opposée à la surface extérieure (Sa), et 5 s'étendant tout autour de l'élément de distribution interne (17a), la partie tournante (19a) comportant une pluralité d'orifices de passage (16a) pour amener le liquide de lubrification (F) projeté par la portion angulaire de distribution (18a) de l'élément de distribution interne (17a) vers la gorge (13a) de la poulie (11a) au contact du fil (2). 10
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier organe rotatif (5a) comporte des premiers moyens de lubrification (6a) du fil (2) configurés pour permettre la circulation d'un liquide de lubrification (F) depuis le centre (Ca) vers la surface extérieure (Sa) du premier organe rotatif (5a) au contact du fil (2), et en ce que le deuxième organe rotatif (5b) comporte 15 des deuxièmes moyens de lubrification (6b) du fil (2) configurés pour permettre la circulation d'un liquide de lubrification (F) depuis le centre (Cb) vers la surface extérieure (Sb) du deuxième organe rotatif (5b) au contact du fil (2).
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 20 ledit l'un au moins desdits au moins un premier (5a) et un deuxième (5b) organes rotatifs comporte un cylindre creux (20a) formant un « guide-fil » dont la surface extérieure (Sa) est prévue pour permettre le positionnement et l'entraînement du fil (2).
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le cylindre 25 creux (20a) est alimenté en son centre (Ca) par du liquide de lubrification (F), et en ce que les moyens de lubrification (6a) sont au moins en partie formés par une pluralité d'orifices de passage (21a) percés dans la paroi (22a) du cylindre creux (20a) pour permettre la circulation du liquide de lubrification (F) depuis le centre (Ca) vers la surface extérieure (Sa) du cylindre creux (20a). 30 3022478 22
13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le cylindre creux (20a) est alimenté en son centre (Ca) par du liquide de lubrification (F), et en ce que les moyens de lubrification (6a) sont au moins en partie formés par une pluralité de fentes de distribution (23a), réalisées dans la paroi (22a) du cylindre creux (20a) sur sa 5 longueur, les fentes de distribution (23a) permettant la circulation du liquide de lubrification (F) depuis le centre (Ca) vers la surface extérieure (Sa) du cylindre creux (20a).
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le cylindre 10 creux (20a) comporte un flasque de fermeture (24a) à au moins l'une de ses extrémités, comportant une bordure (25a) formée par une pluralité d'éléments en saillie (26a), destinés à s'engager dans les fentes de distribution (23a) entre des portions longitudinales (27a) de la paroi (22a) du cylindre creux (20a) de sorte à permettre une accumulation du liquide de lubrification (F) dans les fentes de distribution (23a). 15
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte des premier (5a), deuxième (5b), troisième (5c) et quatrième (5d) organes rotatifs respectivement autour de premier (Xa), deuxième (Xb), troisième (Xc) et quatrième (Xd) axes de rotation, les axes de rotation (Xa, Xb, Xc, Xd) 20 étant sensiblement parallèles entre eux, les organes rotatifs (5a, 5b, 5c, 5d) permettant l'entraînement du fil (2) sensiblement perpendiculairement aux axes de rotation (Xa, Xb, Xc, Xd), le fil (2) étant en appui contre la surface extérieure (Sa, Sb, Sc, Sd) de chacun des organes rotatifs (5a, 5b, 5c, 5d) s'étendant autour de l'axe de rotation (Xa, Xb, Xc, Xd) correspondant, les premier (5a), deuxième (5b), troisième (5c) et quatrième (5d) organes 25 rotatifs comportant respectivement des premiers (6a), deuxièmes (6b), troisièmes (6c) et quatrièmes (6d) moyens de lubrification du fil (2) configurés pour permettre la circulation du liquide de lubrification (F) depuis leur centre (Ca, Cb, Cc, Cd) vers leur surface extérieure (Sa, Sb, Sc, Sd) au contact du fil (2). 3022478 23
16. 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 lubrification du fil (2) par l'intermédiaire des moyens de lubrification (6a, 6b, 6c, 6d) d'au 5 moins un organe rotatif (5a, 5b, 5c, 5d).
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à adapter la valeur de paramètres de fonctionnement du dispositif (1) de découpe par fil (2) en fonction de l'avancée du fil (2) à l'intérieur de la pièce à 10 découper (3) lors de la découpe.