Brevet FR2414384A1 — publié le 19790810

L'invention concerne les machines à usiner par faisceau de rayons LASER Le faisceau de rayons LASER focalisé sur le matériau à traiter concentre une énergie telle qu'il en résulte une disparition de la matière au point de focalisation; lorsqu' on déplace ce point de focalisation par rapport à la pièce, on peut, selon la profondeur de pénétration du faisceau, réaliser ute découpe continue ou discontinue du-matériau ou une gravure continue ou discontinue, et l'on peut aussi, selon la concentration de l'énergie au point de focalisation, réaliser une trempe, ou soudure, un changement de phase ou une disparition de matière. Pour supporter la pièce à usiner, on utilise souvent des colonnettes, en bois ou en métal, qu'on dispose une à une sous la pièce, cette dernière étant enserrée dans un cadre, mais ce procédé présente des inconvénients; en effet, les parties de pièce découpées et non supportées tombent au fond d'un bac de récupération après une flexion par gravité autour de leur dernier point d'attache. De plus, ce procédé est malcommode et long à mettre en oeuvre. On utilise aussi, le cas échéant, un grillage plan métallique, mais la pièce subit alors, par endroits, des altérations dues à des réflexions du faisceau de rayons LASER sur la surface du grillage. Le but de l'invention est de réaliser un support de pièces qui ne présente pas les inconvénients précités des supports habituels. A cet effet, le support de pièce suivant l'invention est constitué par un châssis supportant un bac de rassemblement des fumées à évacuer surmonté d'une grille porte-pièce en nids d'abeilles formée d'un assemblage de cloisons sur-chant en un matériau très bon conducteur de la chaleur, tel qu'aluminium, cuivre, laiton, et sur laquelle, de préférence, repose une plaque de protection en un matériau qui absorbe facilement les radiations infra-rouges, tel que carton ou mousse de plastique semi-rigide. Grâce à cette structure particulière, le support est toutours prêt à recevoir une pièce, et il suffit d'y déposer celleci, sans tâtonnements, puisqu'il n'y a plus de colonnettes ou autres cales à placer individuellement sous la pièce; les parties de pièces découpées ne tombent pas, elles demeurent sur la grille. Cette nouvelle structure ne présente pas, non plus, les inconvénients des grillages métalliques plans, notamment si, suivant une autre caractéristique de l'invention, on prend soin de biseauter les tranches supérieures des cloisons pour empêcher pratiquement toute réflexion de rayons LASER sur lesdites tranches. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui font partie de la présente description et qui montrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'une table porte-pièce suivant l'invention. Sur ces dessins: Fig.1 est une coupe verticale de l'ensemble, faite suivant la ligne I-I de la Fig.2, Fig.2 est une vue en plan correspondante, avec arrachement, et Fig.3 est, à plus grande échelle, une coupe partielle faite suivant la ligne brisée 111-111 de la Fig.2. La table porte-pièce de machine à usiner par faisceau de rayons LASER représentée sur les Fig.1 et 2 est constituée par un châssis 1 supportant un bac 2 de rassemblement des fumées à évacuer surmonté d'une grille porte-pièce de structure spéciale 3, sur laquelle, de préférence, repose une plaque de protection 4. Les poussières et fumées rassemblées dans le bac 2 sont évacuées par une gaine 6 au moyen d'un ventilateur à moteur désigné par 7 et raccordé au fond dudit bac par une tubulure 8. Lorsque le déplacement relatif entre la pièce et la tête d'usinage est obtenu par un déplacement de cette dernière, la table porte-pièce est donc fixe et le châssis 1, qui repose sur le sol, forme une ossature de toute structure classique appropriée assurant une liaison rigide et indéformable entre les différents éléments de la machine. Le bac 2 de rassemblement des fumées est en acier ou en aluminium, le choix du matériau n'est pas critique, car le bac est situé loin du foyer du faisceau de rayons LASER, c'est-àdire dans une zone où le faisceau est fortement étalé. Dans cet exemple, le bac est de forme rectangulaire et présente, au voisinage de son bord supérieur, un épaulement Il sur lequel la grille 3 repose déja par son pourtour. La grille 3 présente une structure en forme de nids d'abeilles qui est formée par un assemblage de cloisons sur chant 13 (voir aussi Fiv.3) en un matériau très bon conducteur de la chaleur, tel qu'aluminium, cuivre, laiton. L'assemblage de ces cloisons est assuré par tous moyens classiques appropriés, tels que soudage, rivetage, ou emboitement par des fentes ou encoches transversales s'étendant, jusqu'à mi-hauteur, alternativement à partir du bord inférieur et à partir du bord supérieur, respectivement. Les tranches supérieures des cloisons sont taillées en biseau, comme indiqué en 14, pour éviter une réflexion des rayons LASER vers la face inférieure de la pièce à usiner qui sera posée sur la table. La grille 3 n'est pas supportée seulement par son pourtour sur l'épaulement Il du bac, mais aussi par des plaques entretoises verticales qui reposent dans le fond du bac. Dans l'exemple, certaines de ces plaques entretoises, telles que 17 par exemple, s'étendent, en hauteur, depuis le fond/# bac jusqu'à la face inférieure de la grille 3, tandis que d'autres, telles que 19, sont constituées par des prolongements, vers le bas, des cloisons de la grille elle-même. Âinsi, le bac est garni de cellules rectangulaires du même genre que celle de la grille, mais de dimensions plus grandes et dont les parois sont situées au droit des parois des cellules de la grille. On pourrait d'ailleurs donner à ces cellules toute autre forme désirée que la forme rectangulaire représentée ici.Les plaques entretoises 17, 19 du bac présentent de larges ajours 20 pour le passage des fumées et poussières jusqu'à la tubulure d'évacuation 8. Le plaque de protection 4 est en un matériau qui absorbe facilement les radiations infra-rouges, tel que le carton mou ou une mousse de matière plastique semi-rigide par exemple. Elle repose sur le bord supérieur du bac et sur la grille. Cette plaque, d'une épaisseur de 2 à 5 mm par exemple, se découpera en même temps que la pièce, mais elle étouffera l'-énergie des rayons LASER susceptible d'être encore réfléchie par la grille. Elle sera renouvelée chaque fois qu'une nouvelle pièce devra être usinée. Pour usiner une pièce, on pose celle-ci sur la grille 3 recouverte de la plaque de protection 4; grâce à la structure particulière et à la nature des matériaux dont sont faites la grille et la plaque, le support de pièce ainsi conçu ne réagit pas à l'action du faisceau de rayons LASER, c'est-à-dire qu'il ne se morcelle pas et ne réfléchit pas d'énergie vers la face inférieure de la pièce. Les fumées, poussières et débris sont convenablement évacués par la gaine 6. La structure cellulaire de la grille 3 et celle des plaques entretoises qui la supportent contribuent à fournir, à la pièce à usiner, un support rigide indéformable. Â titre d'exemple, on peut indiquer qu'on obtient de bons résultats avec des grilles dont les cloisons présentent une épaisseur de l'ordre de 1 mn et- forment des cellules d'une hauteur de 20 à 25 mm, tandis que la profondeur du bac est de 1'ordre de 20 à 25 centimètres. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté; on peut y apporter de nombreuses modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, de son cadre. REVENDICATIONS 1.- Table porte-pièce dans une machine à usiner par faisceau de rayons LASER mobile par rapport à ladite table parallèlement au plan de celle-ci, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un châssis (1) supportant un bac(2) de rassemblement des fumées à évacuer surmonté d'une grille porte-pièce en nids d'abeilles (3) formée d'un assemblage de cloisons sur chant (13) en un matériau très bon conducteur de la chaleur, tel que aluminium, cuivre, laiton, et sur laquelle, de préférence, repose une plaque de protection (4) en un matériau qui absorbe facilement les radiations infra-rouges, tel que carton ou mousse de plastique semi-rigide. 2.- Table suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les tranches supérieures des cloisons (13) de la grille (3) sont biseautées (en 14). 3.- Table suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les cloisons (13) de la grille (3) sont disposées dans deux directions horizontales perpendiculaires entre elles, de manière à former des cellules rectangulaires ou carrées. 4.- Table suivant l'une des revendications 1 à 3, carac tersée en ce que le pourtour de la grille (3) repose sur un épaulement intérieur (11) de la partie supérieure des parois latérales du bac (2) de rassemblement des fumées. 5.- Table suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que certaines (19) des cloisons qui forment la grille (3) s'étendent vers le bas jusqu'au fond (18) du bac (2) de rassemblement des fumées sur lequel elles reposent. 6.- Table suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les cloisons (19) qui descendent jusqu'au fond du-bac (18) de rassemblement des fumées sont doublées de plaques entretoises de renforcement (17) qui s'étendent entre le fond du bac (18) et la face inférieure de la grille (3).