Brevet FR2692180A1 — publié le 19931217

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un guide d'onde métallique souple hélicoïdal pour faisceau laser, du type dit "galerie chuchotante", présentant une section droite arquée. Un guide d'onde de ce type est décrit dans le document US-A-4 194 808 et se caractérise par une allure générale hélicoïdale et une section droite arquée en forme de gouttière Ces guides d'onde conviennent tout particulièrement pour guider, de façon extrêmement simple et souple, un faisceau laser infrarouge, notamment un faisceau laser d'un laser C 02, plus particulièrement pour la découpe de matériaux. Les guides d'onde de ce type, dont la face interne doit présenter d'excellentes qualités optiques, sont habituellement réalisés par électroformage sur un mandrin présentant une configuration extérieure hélicoïdale correspondante Cette technique est cependant fort onéreuse et ne permet pas de garantir au produit fini toutes les caractéristiques mécaniques requises Dans le document FR-A-2 644 374, on a proposé des procédés de formage par hydroformage ou par repoussage sur un mandrin de forme à partir d'un tube métallique Ces techniques se révèlent également onéreuses et ne permettent pas de garantir un excellent poli de la surface interne du guide d'onde. La présente invention a pour objet de proposer un procédé de fabrication perfectionné, simple, fiable et permettant des coûts de fabrication considérablement réduits et autorisant des modifications locales de la forme du guide d'onde. Pour ce faire, le procédé selon l'invention comprend les étapes de faire passer une bande métallique plane dans au moins deux postes de formage successifs comprenant chacun une paire de galets profilés coopérants, concave et convexe. Selon des caractéristiques particulières de l'invention la bande métallique subit un laminage dans le poste de formage aval; le galet convexe d'au moins le poste de formage terminal est parfaitement poli; on ajuste le diamètre de l'enroulement hélicoïdal du guide d'onde formé en sortie des postes de formage. La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, comportant au moins deux postes de formage en série comprenant chacun une paire de galets profilés coopérants, concave et convexe, l'écartement entre les galets du poste aval étant légèrement inférieur à l'épaisseur de la bande métallique introduite entre ces galets, le galet convexe d'au moins le poste terminal étant avantageusement parfaitement poli (poli optique). D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de fabrication d'un guide d'onde hélicoïdal selon l'invention; la figure 2 est une vue schématique en coupe montrant la forme des galets coopérants; et les figures 3 et 4 sont des vues en coupe montrant la forme du ruban métallique respectivement à l'entrée et à la sortie des postes de formage. Comme on le voit sur la figure 1, selon l'invention, une bande métallique 1, par exemple en nickel, en alliage de cuivre ou en acier, d'une largeur comprise entre 10 et 30 mm et d'une épaisseur entre 2/10 et 1 mm, est amenée à passer à travers au moins deux, trois dans l'exemple représenté, postes de formage 2-4 comprenant chacun un rouleau (supérieur sur la figure 1) 21-41, comportant une gorge périphérique concave 5 et dont l'autre (inférieur sur la figure 1) comporte une protubérance périphérique 6 partiellement reçue dans la gorge 5 et de même profil que cette dernière Le creux de la gorge 5 est progressivement accentué depuis le premier poste 2 jusqu'au dernier poste 4 o, comme on le voit sur la figure 2, la gorge 5 et la protubérance 6 définissent entre elles un espace sensiblement en forme d'arc de cercle qui est la configuration finale du guide d'onde mis en forme 7 comme on le voit sur la figure 4. Selon un aspect de l'invention, l'écartement entre la paire de galets aval 41 42 est fixé de façon à être légèrement inférieur à l'épaisseur de la bande métallique introduit entre ceux-ci, de façon à effectuer un léger laminage de la bande métallique La protubérance 6 de chaque galet 22-42 est parfaitement polie ou super-polie (poli optique) de sorte que ce poli optique est transféré par le laminage aval à la surface concave de la bande métallique qui recevra ultérieurement un traitement optique réfléchissant, typiquement par dépôt d'une fine couche d'or Selon un aspect de l'invention, avant ce passage dans les postes de formage 2-4, la bande métallique 1 subit préalablement, sur sa face destinée à former la face interne du guide d'onde, un polissage poussé dans un poste de polissage 8 Par exemple, on enroule en hélice la bande plane 1 sur un cylindre droit que l'on entraîne en rotation et le long d'une génératrice duquel on fait se déplacer, avec une vitesse axiale faible, une tête de polissage en léger contact de pression avec la bande. Le formage du guide d'onde 7 dans les postes de formage 2 à 4 provoque naturellement, en sortie du dernier poste de formage 4, une mise en forme hélicoïdale du guide d'onde formé résultant Selon un aspect de l'invention, le diamètre de l'enroulement hélicoïdal du guide d'onde formé 7 est contrôlé en positionnant un galet presseur rotatif 9 sur le trajet du guide d'onde en sortie du dernier poste de formage 4. En modifiant progressivement la position du galet final 9 et en rapprochant progressivement l'un de l'autre les galets des postes de formage 2 à 4, on peut aisément modifier progressivement le rayon de l'enroulement hélicoïdal final ainsi que le rayon de courbure interne de la gouttière pour un meilleur couplage du guide d'onde à une source de faisceau laser et à un dispositif de focalisation de sortie, comme décrit dans la demande de brevet déposée ce même jour par la Demanderesse et ayant pour titre: "Guide d'onde métallique hélicoïdal pour la transmission d'un faisceau laser et dispositif de découpe laser". Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée pour autant mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un guide d'onde métallique souple hélicoïdal pour faisceau laser, présentant une section droite arquée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de faire passer une bande métallique plane ( 1) dans au moins deux postes de formage successifs ( 2-4) comprenant chacun une paire de galets profilés coopérants, concave ( 21-41) et convexe ( 22-42). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande métallique ( 1) subit un laminage dans le poste de formage aval ( 4). 3 Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le galet convexe ( 42) d'au moins le poste aval ( 4) est parfaitement poli. 4 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ajuste ( 9) le diamètre de l'enroulement hélicoïdal du guide d'onde formé ( 7) en sortie des postes de formage ( 2-4). Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face de la bande ( 1) destinée à venir en contact avec les galets convexes ( 22, 32 42) est préalablement polie ( 8). 6 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux postes de formage en série ( 2-4) comprenant chacun une paire de galets profilés coopérants concave ( 21, 31 41) et convexe ( 22 ' 32 ' 42)' l'écartement entre les galets du poste aval ( 4) étant légèrement inférieur à l'épaisseur de la bande métallique ( 1) introduite entre ces galets. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque galet convexe ( 22, 32 42) est parfaitement poli. 8 Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte, en aval des postes de formage ( 2-4), un galet ( 9) de réglage de courbure de l'enroulement hélicoïdal du guide d'onde formé ( 7). 9 Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte, en amont des postes de formage ( 2-4), un poste ( 8) de polissage poussé d'une face de la bande plane ( 1).