Brevet FR2620440A1 — publié le 19890317

La présente invention concerne un procédé de découpage d'une pièce telle qu'une plaque de verre ou une plaque de matière céramique. Dans un procédé connu dans le domaine du découpage de pièces, une pièce telle qu'une plaque de verre ou une plaque de matière céramique est généralement découpée par des étapes consistant à produire au préalable une incision de repérage sur une surface de la pièce en utilisant, par exemple, un outil de coupe pourvu d'une lame à pointe en diamant ( qui sera appelé dans la suite " outil de coupe à pointe de-diamant "), à maintenir les deux côtés de la pièce comportant une incision en son centre et à exercer un moment de flexion sur la partie incisée. Dans le procédé de découpage décrit ci-dessus et utilisant le moment de flexion, l'opération de coupe d'une pièce relativement mince est aisément réalisée. Cependant l'opération de coupe d'une grosse pièce, en particulier une plaque épaisse ayant une épaisseur supé- rieure à 15 mm, peut être difficilement effectuée. Un objet de cette invention est d'éliminer des défauts ou inconvénients rencontrés avec le procédé de l'art antérieur et de créer un procédé de découpage aisé d'une pièce telle qu'une plaque de verre ayant une épaisseur relativeTent grande. Un autre objet de cette invention est de créer un procédé de découpage d'une pièce formée d'un matériau tel que du verre, ayant une configuration zleine de profil cylindrique circulaire, de profil cylindrique carré ou d'autres profils, sans produire du bruit et sans former des copeaux. Ces objets et d'autres peuvent être réalisés conformément à cette invention au moyen d'un procédé de découpage d'une pièce formée d'un matériau tel que du verre, selon lequel une pièce a été pourvue au préalable d'une incision dans une surface. A cet égard, une plaque plane ayant un module de Young plus petit que celui de la pièce est placée sur une surface plane. La pièce est ensuite placée sur la plaque plane de telle sorte que la surface portant l'incision soit dirigée vers la surface supérieure de la plaque plane et ensuite une charge est exercée vers le bas sur la surface opposée de la pièce, localement le long du profil défini par l'incision, en découpant ainsi la pièce le long de l'incision. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en relation avec le dessin unique annexé dans lequel la figure 1 est une vue en perspective d'une plaque plane contre laquelle est placée une pièce à découper conformé- ment au procédé de cette invention. Une réalisation de cette invention va être décrite de façon plus détaillée dans la suite en référence à-ce dessin. Sur la figure 1, une plaque plane 3 est placée sur une surface plane 1 et une pièce à découper, à savoir une plaque de verre 2 dans cette réalisation, est disposée sur la plaque plane 3. La plaque plane 3 est constituée d'une résine synthétique, par exemple, ayant un module de Young E2 plus petit que celui de la plaque de verre 2. Une incision N correspondant au profil désiré de coupe a été précédemment réalisée au moyen d'un outil tel qu'un outil de coupe à pointe de diamant sur une surface de la plaque de verre 2.qui est directement îlacée en regard de la surface supérieure de la plaque plane 3. Un élément de compression 4 en forme de ruban allongé plat est disposé sur l'autre surface, à savoir la surface supérieure sur la figure 1, de la plaque de verre 2 de manière à être situé le long de l'incision N. Dans ces conditions, lorsqu'une charge de compression (w) est exercée sur l'élément de compression 4 vers le bas comme indiqué sur la figure 1, la plaque de verre 2 est découpée le long de l'incision N. De façon plus détaillée, lorsque la charge de compression (w) est exercée sur l'élément de compression 4 par un moyen connu, non représenté, la plaque de verre 2 est soumise à une force de compression locale, dirigée vers le bas, le long de l'incision N et en conséquence la plaque de verre 3 est également comprimée localement vers le bas. La partie comprimée localement de la plaque plane 3 est fortement rétrécie dans le.sens de l'épaisseur par compa- raison à son autre partie, non comprimée, du fait que la plaque plane 3, ayant un module de Young E2 plus petit que le module E1 de la plaque de verre 2, est disposée entre la plaque de verre 2 et la plaque plane 1. En conséquence il se produit dans la plaque de verre 2 un moment de flexion qui est proportionnel à la charge de compression (w) et la contrainte de tension résultant de ce moment de flexion atteint une valeur maximale le long de l'incision N, en produisant ainsi une rupture et finalement un découpage de la plaque de verre 2 le long de l'incision N. Comme indiqué ci-dessus, conformément au procédé de cette invention, une pièce qui était difficile à découper par le procédé classique de découpage peut être aisément découpée avec des surfaces de coupe lisses par augmentation de la charge de compression. Plusieurs essais expérimentaux effectés dans une mise en oeuvre du procédé de cette invention pour découper des plaques de verre vont être décrits dans la suite dans les Exemples I à IV. Dans les Exemples I, II et III, on a utilisé une plaque en résine acrylique ayant une épaisseur de 5 mm ( section droite: 5 mm x 5 mm) et ayant un module de Young E2 d'environ 340 daN/mm2, qui est plus petit que le module de Young d'environ 700 daN/mm2 du verre, de manière à satisfaire à l'équation E2 verre connu, tel qu'un outil de coupe à pointe de diamant. Exemple I Une plaque en verre sodé ayant la forme d'un carré de 50 mm de côté a été découpée en deux parties égales par le procédé conforme à cette invention de façon à avoir une section droite parallèle au côté de la plaque carrée. La relation entre l'épaisseur de verre (h) et la charge de compression (w) est donnée dans le Tableau suivant. Epaisseur (h) Charge de compression (w) mm environ 180 daN mm environ 610 daN mm environ 1120daN Exemple II Une plaque de verre sodé ayant la forme d'un carré et ayant une épaisseur (h) de 20 mm a été découpée en deux parties égales le long de la. direction diagonale d'une surface de la plaque de verre en utilisant le procédé conforme à cette invention de façon à obtenir deux prismes. La relation entre la charge de.compression (w) et la longueur de côté (a) de la plaque de verre de forme carrée est indiquée dans le tableau suivant. Longueur de côté (a) Charge de compression (w) 20 mm environ 670 daN mm environ 1200 daN mm environ 1500 daN Exemple III Une pièce cylindrique circulaire pleine en verre Pyrex ( marque déposée), ayant un diamètre de 25 mm et une hauteur de 26 mm a été découpée en deux parties égales le long d'un plan passant par l'axe central du cy- lindre en verre en utilisant le procédé conforme à cette invention. On a formé une incision passant par un point central d'une surface extrême de la pièce de façon à obtenir deux colonnes demi-circulaires égales. Dans cette opération de découpage, la charge de compression (w) a été d'environ 1200 daN. Exemple IV Une plaque de verre ayant une épaisseur rela- tivement grande, par exemple une plaque de verre sodé ayant une largeur de 20 mm et une épaisseur de 40 mm, a été découpée en deux parties égales le long d'un plan passant par le milieu de la longueur longitudinale (a) de la plaque de verre en utilisant le procédé conforme à cette invention. La relation entre la longueur (a) et la charge de compres- sion (w) est indiquée dans le tableau suivant. Longueur longitudinale (-a) Charge de.compression (w) mm environ 680 caN 40 mm environ 1040 daN Dans tous les exemples expérimentaux, les opérations de découpage ont pu être effectuées sans produi- re de bruit et de copeaux de coupe ou analogues. Les surfaces de coupe des pièces ont été lisses et analogues à des surfaces de miroir dans une vue macroscopique. Dans la description faite ci-dessus, cette invention a été décrite en relation avec une réalisation préférée dans laquelle une plaque de verre est découpée le long d'une incision rectiligne en utilisant un élément de compression comme un élément en forme de ruban ayant un profil correspondant à l'incision rectiligne mais, selon une autre modification, une plaque de verre peut être découpée le long d'une incision curviligne en utilisant de préférence un élément de compression ayant un profil correspondant à l'incision curviligne. Conformément au procédé selon l'invention, une charge de compression est localement exercée sur une pièce à découper, placée sur une plaque plane, en produi- sant ainsi le moment de flexion dans la pièce proportion- nellement à la charge de compression, du fait de la diffé- rence entre les modules de Young de la pièce et de la plaque plane. En correspondance, la contrainte de tension due au moment de flexion devient maximale le long de l'incision précédemment formée dans la surface de la pièce, en découpant la pièce qui a une épaisseur relativement grande et qui est difficilement découpée par le procédé de découpage de l'art antérieur, ce découpage pouvant être aisément réalisé le long de l'incision et donnant une surface découpée lisse après le découpage. En outre, conformément au procédé de découpage de l'invention, il est possible d'obtenir aisément des prismes comportant des surfaces découpées lisses par découpage d'une plaque carrée en verre ayant une épaisseur relativement grande le long d'une direction diagonale de sa surface. Un cylindre circulaire plein peut également être découpé le long d'un plan passant par un axe central dudit cylindre. En outre, pendant l'opération de découpage effectuée conformément au procédé de cette invention, pratiquement aucun bruit n'est engendré ni aucun copeau n'est formé. REVENDICATIONS 1. Procédé de découpage d'une pièce, caractérisé en ce qu'une pièce (2) comportant une surface dans laquelle une incision (N) a été précédemment formée est préparée, une plaque plane (3) ayant un module de Young plus petit que celui de la pièce (2) est placée sur une surface plane (1), la pièce est placée sur la plaque plane de telle sorte qu'une surface de la pièce comportant l'incision (N) soit dirigée vers la surface supérieure de la plaque plane, et une charge de compression (w) est exercée vers le bas sur une surface opposée à la surface de la pièce portant l'incision (N), localement le long du profil de l'incision (N), en découpant ansi la pièce (2) le long de l'incision. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce (2) est formée d'un matériau tel que du verre et ladite plaque plane (3) est formée d'une résine synthétique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application de la charge de compression sur la surface supérieure de ladite pièce (2) est effectuée par l'intermédiaire d'un élément de compression (4) qui a une forme correspondant au profil de l'incision (N) et qui est placé sur la surface supérieure de la pièce (2). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce cue ledit élémenz de compression (4) est constitué par une plaque en forme de ruban et en ce cue ladite incision (N) est formée selon une ligne droite. 5. Procédé selon la revendication 2, carat érisé en ce que ladite pièce (2) est une plaque carrée en verre et l'incision (N) est formée dans une surface de ladite pièce (2) dans une direction diagonale de manière à obtenir deux prismes comportant des surfaces découpées lisses après découpage. 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pièce (2) est une colonne circulaire pleine en verre et une incision (N) passant par un point central d'une surface extrême de ladite pièce (2) est formée de façon à obtenir deux colonnes demi-circulaires en verre après découpage.