Brevet FR2665100A1 — publié le 19920131

i PROCEDE ET APPAREIL POUR COUPER DES BLOCS ET DES PLAQUES DE MATERIAUX SYNTHETIQUES CELLULAIRES La présente invention concerne un procédé et un appareil pour découper des pièces de toutes formes à partir de plaques ou de blocs de matériaux synthétiques cellulaires tel que, dans ce cas particulier de découpes selon des configurations propres à être utilisées à fabriquer des lettres, des signes ou des logos à partir de polystyrène extrudé et concerne plus particulièrement un procédé et un appareil améliorés permettant de réaliser des pièces en polystyrène de forme complexe de toutes dimensions. La méthode la plus couramment utilisée à ce jour est celle de la découpe manuelle par un fil chaud Cette méthode permet de réaliser toutes formes à partir d'un gabarit posé sur la plaque à découper, cependant elle demande une bonne expé- rience de l'opérateur, elle ne donne pas une coupe régulière et n'est pas applicable pour des grandes séries. Par suite, il a été proposé de réaliser cette découpe par fil chaud piloté et asservi par des moteurs Le fil était maintenu au bout de deux tiges parallèles horizontales, la plaque de polys- tyrène étant fixe et entre ces deux tiges. De nombreux problèmes se posent lors de la mise en oeuvre d'un tel procédé En effet, on se trouve très vite limité par la dimension maximum découpable du fait que les deux tiges ne peuvent pas avoir une longueur trop importante au risque d'un manque de rigidité D'autre part, la position horizontale des plaques fait que par leur poids les pièces découpées tombent et gênent la découpe. Ce dernier inconvénient peut être résolu par une machine o la plaque à découper est en position verticale mais on est toujours limité en dimension et la fixation de la plaque n'est pas aisée. Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un système per- fectionné mettant en oeuvre ce procédé de découpe au moyen d'un fil chaud qui surmonte les inconve- nients des solutions antérieures et permet, notam- ment d'obtenir un volume découpable de grande dim- mension dans lequel le fil chaud ne rencontre aucun obstacle Par ailleurs,-grâce à un système de refroidissement faisant partie de la présente invention, il a été constaté que l'installation selon l'invention permettait d'obtenir des flancs de découpe nets et lisses et qu'il était possible de découper simultanément un nombre important de plaques pour produire des pièces identiques. Avantageusement et en pratique Le fil chauffé par effet résistif à l'aide d'une basse tension est fixé sur deux chariots qui se déplacent simultanément sur les deux côtés d'un cadre, d'o un déplacement sur un axe Y. Ce cadre est lui-même fixé sur deux chariots se déplaçant horizontalement par deux moteurs synchronisés, d'o un déplacement sur un axe X. Les plaques à découper sont posées verticalement et maintenues sur une table horizontale à l'inté- rieur du cadre mobile et du cadre fixe. Le système à partir de la digitalisation des formes jusqu'à la commande des moteurs est géré par ordinateur. L'invention et les avantages qu'elle ap- porte seront cependant mieux compris grâce à l'ex- emple de réalisation donné ci-après à titre indi- catif mais non limitatif et qui est illustré par la figure annexée qui est une vue en perspective partiellement éclatée, d'une installation conforme à l'invention. Si l'on se reporte à cette figure, l'ins- tallation selon l'invention permettant de découper des plaques de matières plastiques cellulaires au moyen d'un fil chaud se compose essentiellement: D'un cadre fixe ( 1) sur lequel sont fixés sur les parties horizontales supérieures hautes et infé- rieures basses des rails de guidage non représen- tés par mesure de simplification. Parallèlement à ces rails de guidage sont fixées des crémaillères ( 2) et ( 3) sur le côté. Sur les deux montants verticaux, un plateau ( 4) est fixé horizontalement Sa position peut être réglée suivant la dimension des plaques à décou- per Ce plateau supporte la ou les plaques ( 5) qui seront en position verticale. Un cadre mobile ( 6) fixé sur des glissières ( 7) et ( 8) qui se déplacent sur les rails de guidage horizontaux du cadre fixe ( 1). Deux moteurs Pas à Pas ( 9) et ( 10) sont fixés sur chacune des deux glissières Un pignon sur leur axe attaque directement les crémaillères Ces moteurs tournant en sens inverse sont synchroni- sés par un dispositif de commande ( 16) pour faire avancer le cadre mobile ( 6) suivant l'axe X. Deux autres rails de guidage non représentés par mesure de simplification sont fixés sur les deux côtés verticaux du cadre mobile ( 6). Deux glissières ( 11) et ( 12) équipées de deux moteurs Pas à Pas ( 13) et ( 14) se déplacent par le même procédé que les glissières ( 7) et ( 8) Elles assurent le déplacement sur l'axe Y. Un fil chaud ( 15) en tungstène joint les glis- sières ( 11) et ( 12) Il est chauffé par effet Joule à partir du dispositif de commande ( 16). Une lame souple en acier non représentée, perpen- diculaire au fil, maintient le fil ( 15) En cas de résistance lors du déplacement du fil, la lame de déforme et actionne un contact qui arrête la chauffe du fil par coupure de son alimentation basse tension ainsi que la commande des moteurs. Par des tuyaux souples, de l'air comprimé est disponible sur chacune des glissières ( 11) et ( 12) Cet air est dirigé par un tube (non représenté) sur les deux parties du fil ne se trouvant pas dans la matière plastique cellulaire lors de la découpe Cet air, par son effet de refroidissement, assure une température régulière du fil sur toute sa longueur dans le matériau à découper et dans l'air La coupe est ainsi parfaitement nette et la durée de vie du fil extrêmement prolongée. Les moteurs, la chauffe et la venti- lation du fil sont commandés par un ordinateur ( 17) Le dessin de la forme à découper est fait par un logiciel spécialisé du commerce notamment à l'aide d'une table à numériser ( 18) Le fichier obtenu est traité par un autre logiciel dédié à cette machine de découpe et tenant compte des spécificités d'une découpe par fil chaud. Puis ce logiciel assure le pilotage sur les axes X et Y des moteurs Pas à Pas. REVENDICATIONS 1/ Installation permettant de réaliser des découpes de plaques de matières plastiques cellu- laires afin de réaliser notamment des lettres, chiffres, signes, logos ou des pièces techniques du type comportant un fil chaud ( 15), monté sur un cadre mobile ( 6) pouvant se déplacer lui-même sur un cadre fixe ( 1) Caractérisé par le fait que les deux glissières ( 7) et ( 8) se déplacent sur 2 rails de guidage fixés sur la partie basse et haute du cadre fixe ( 1). 2/ Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que deux glissières ( 11) et ( 12) se déplacent verticalement ensembles dans le même plan sur les rails verticaux du cadre mobile ( 6). 3/ Installation selon les revendications 1 et 2 caractérisée par le fait que des crémaillères ( 2) et ( 3) sont fixées parallèlement aux rails de guidage. 4/ Installation selon les revendications 1 à 3 caractérisée par le fait que deux moteurs Pas à Pas ( 9) et ( 10) montés en opposition et tournant de la même façon mais dans des sens contraires, fixés sur les glissières ( 7) et ( 8) ont un pignon monté sur leur axe qui attaque directement les crémaillères ( 2) et ( 3). 5/ Installation selon l'une quelconque des revendications caractérisée par le fait que les moteurs ( 9) et ( 10) pilotés par un ordinateur ( 17) assurant le déplacement sur l'axe X du fil chaud. 6/ Installation selon l'une quelconque des revendications caractérisée par le fait que les deux glissières ( 11) et ( 12) se déplacent selon le même procédé que les glissières ( 7) et ( 8) assurant le déplacement sur l'axe Y du fil chaud. 7/ Installation selon l'une quelconque des revendications caractérisée par le fait que le fil chaud peut se déplacer sans obstacle dans un volume déterminé par les deux cadres ( 1) et ( 6), suivant toutes courbes Y = (X>. 8/ Installation selon l'une quelconque des revendications caractérisée par le fait qu'un plateau ( 4) fixe mais réglable en hauteur peut recevoir et maintenir une ou plusieurs pla- ques ( 5) à découper. 9/ Installation selon l'une quelconque des revendications caractérisée par le fait qu'un système d'air comprimé se déplaçant avec le fil ( 15) assure à celui-ci une température régulière sur toute sa longueur, donnant une surface de découpe nette et précise. 10/ Installation selon l'une quelconque des revendications caractérisée par le fait que le refroidissement par air comprimé peut être remplacé par des ventilateurs fixés sur les glissières ( 11) et ( 12). 11/ Installation selon l'une quelconque des revendications caractérisée par le fait que des contre-poids dans les deux parties verticales du cadre ( 6) assurent par linter- médiaire d'une poulie et d'un câble un déplace- ment aisé des glissières ( 11) et ( 12). 12/ Installation selon l'une quelconque des revendications caractérisée par le fait que le fil chaud ( 15) monté sur les glissières ( 11 > et ( 12) appuie sur une languette en acier qui plie quand le fil rencontre un obstacle et coupe par un contact la chauffe du fil et le déplacement des moteurs. 13/ Installation selon l'une quelconque des revendications caractérisée par le fait que le fil chaud de découpe peut être remplacé par une fraise, un faisceau de découpe au laser ou au jet d'eau ou par tout autre système similaire.