Brevet FR2750354A1 — publié le 19980102

Support de disque de polissage et procédé de polissage, Lors de la préparation d'échantillons métallographiques, on doit parfois changer le disque de polissage généralement en papier abrasif au cours de la 5 préparation parce qu'il s'est décollé, s'est déchiré ou est trop usagé. Remplacer le papier usagé par un papier neuf constitue un handicap majeur à la préparation correcte d'échantillons particulièrement fragiles, lorsqu'il faut par exemple mettre en évidence des couches10 de dépôt de l'ordre de quelques microns comme c'est souvent le cas sur des circuits imprimés multicouches ou sur les composants électroniques. En effet, pendant les premières secondes d'utilisation d'un papier abrasif neuf posé sur un support métallique dur (le plateau de polissage de la polisseuse) l'abrasion est très agressive et perturbe profondément la matière provoquant l'arrachement des fines couches que l'on doit observer. Cet enlèvement intempestif de matière est atténué et devient bien moins20 sensible si l'on utilise un support en matière plastique (généralement du polychlorure de vinyle) d'une dureté inférieure au métal. Mais ces supports en matière plastique provoquent une déformation géométrique du profil de l'échantillon à analyser par une perte de25 planéité due à un arrondissement excessif des bords de l'échantillon. L'invention vise un support de disque de polissage qui pallie les inconvénients mentionnés ci- dessus en permettant de changer de disque de polissage sans pour autant que l'abrasion soit trop forte pendant les premières secondes d'utilisation, et tout en obtenant cependant une bonne planéité. Le support de disque de polissage suivant l'invention est formé d'un corps en forme de disque. Un trou de centrage du support est ménagé au centre de l'une des faces du corps. Un trou d'entraînement destiné à coopérer avec un doigt d'entraînement d'un dispositif d'entraînement en rotation est prévu de manière excentrée dans cette même face. Un revêtement en une matière plus tendre que celle du corps est appliqué sur l'autre face en une épaisseur comprise entre 5 gm et 4 mm. En déposant sur un corps dur notamment métallique un revêtement plus tendre notamment en matière plastique, on allie la douceur de l'abrasion du corps en matière plastique à la rigueur de la planéité obtenue par un support métallique. On a constaté qu'un revêtement de trois microns d'épaisseur n'atténue pas suffisamment l'abrasion tandis que si le revêtement a une épaisseur de plus de deux millimètres, on obtient une déformation voisine de celle obtenue avec un support tout en plastique. 25 Il vaut mieux que le revêtement ait une dureté shore D supérieure à 12 pour ne pas obtenir un profil bosselé de l'échantillon à polir. Suivant un mode de réalisation d'un très grand intérêt, le revêtement est en polytétrafluoroéthylène. Cela permet de décoller et recoller un papier abrasif ou tissu de polissage utilisé précédemment, par exemple pour le polissage d'un matériau différent, de repositionner un papier abrasif ou un tissu de polissage qui aurait été mal appliqué sur le support et d'auto- éliminer la plupart35 des bulles d'air qui auraient été emprisonnées accidentellement lors de la pose du papier abrasif ou du tissu de polissage. En raison du très faible pouvoir collant du polytétrafluoroéthylène, les bulles d'air sont chassées par la pression appliquée sur la pièce à polir. On peut appliquer le revêtement par pulvérisation au pistolet, par exemple en appliquant trois couches successives de 25 microns, mais on peut aussi appliquer le revêtement en feuille éventuellement stratifiées, ces feuilles subissant un traitement chimique sur une face qui leur permette d'être collées sur un support avec de l'araldite ou un adhésif double face. Le revêtement peut aussi se présenter sous la forme d'une grille ou d'une toile, tout comme d'ailleurs le corps en forme de disque. Le corps peut être aussi stratifié, une plaque en aluminium ou autre matériau dur d'une épaisseur de 1 à 5 mm étant collée sur un substrat en fonte ou en aluminium. Au dessin, donné uniquement à titre d'exemple: la Figure 1 est une vue de dessous d'un support de disque de polissage suivant l'invention et la Figure 2 en est une vue en coupe. Le support comporte un corps 1 en aluminium en forme de disque ayant deux faces 2 et 3. Au centre de la face 2 est ménagé un trou borgne 4 de centrage, tandis25 que sur cette même face 2 sont ménagés sept trous 5 et 7 borgnes d'entraînement destinés à coopérer avec un doigt d'entraînement d'un moteur d'entraînement en rotation. La disposition des trous 5 et 7 est telle qu'il s'en trouve toujours un pouvant coopérer avec le doigt d'une machine30 d'entraînement quelle que soit la polisseuse. Sur la face 3 du corps 1 est appliqué un revêtement 6 en polytétrafluoroéthylène en une épaisseur de 100 microns. Les essais suivants illustrent l'invention. ESSAI N01 Comparatif Polisseuse munie d'un plateau aluminium massif non | revêtu Matière du plateau porteur du papier abrasif: aluminium Dureté moyenne du revêtement: néant Grain papier abrasif: P240 Temps de polissage:3mn 45 Pression sur échantillons:449g/cm2 Vitesse de rotation plateau:250 t/mn Echantillons traités: 3 Matériau poli:acier Polissage sous eau:oui Enlèvement de métal:0.48 g ESSAI N 2 Comparatif Polisseuse munie d'un plateau aluminium avec revêtement PVC3g Matière du plateau porteur du papier abrasif: aluminium Epaisseur revêtement sur plateau porteur: 3u Dureté moyenne du revêtement: 80 SHR D Grain du papier abrasif: P240 Temps de polissage: 3mn 45 Pression sur échantillons: 449g/cm2 Vitesse rotation plateau: 250 t/mn Echantillons traités: 3 Matériau poli: acier Polissage sous eau: oui Enlèvement de métal: 0.48 g ESSAI N 3 Polisseuse munie d'un plateau aluminium avec revêtement | PVC 10l Matière du plateau porteur du papier abrasif: aluminium Epaisseur revêtement sur plateau porteur: 10 Dureté moyenne du revêtement: 80 SHR D Grain papier abrasif: P240 Temps de polissage: 3mn 45 Pression sur échantillons: 449g/cm2 Vitesse rotation plateau: 250 t/mn Echantillons traités: 3 Matériau poli: acier Polissage sous eau: oui Enlèvement de métal: 0.27 g Le profil de l'échantillon est bon. ESSAI N 4 Polisseuse munie d'un plateau aluminium avec revêtement PVC 50g Matière du plateau porteur du papier abrasif: aluminium Epaisseur revêtement sur plateau porteur: 50 Dureté moyenne du revêtement: 80 SHR D Grain papier abrasif: P240 Temps de polissage: 3mn 45 Pression sur échantillons: 449g/cm2 Vitesse rotation plateau: 250 t/mn Echantillons traités: 3 Matériau poli: acier Polissage sous eau: oui Enlèvement de métal: 0.22 g Le profil de l'échantillon est bon. ESSAI N OS Polisseuse munie d'un plateau aluminium avec revêtement PVC 100oo Matière du plateau porteur du papier abrasif: aluminium Epaisseur revêtement sur plateau porteur: 100p Dureté moyenne du revêtement: 80 SHR D Grain du papier abrasif: P240 Temps de polissage: 3mn 45 Pression sur échantillons: 449g/cm2 Vitesse rotation plateau: 250 t/mn Echantillons traités: 3 Matériau poli: acier Polissage sous eau: oui Enlèvement de métal: 0.22 g Le profil de l'échantillon est bon. ESSAI N 6 Polisseuse munie d'un plateau aluminium avec revêtement PVC 500, Matière du plateau porteur du papier abrasif: aluminium Epaisseur revêtement sur plateau porteur: 500 microns Dureté moyenne du revêtement: 80 SHR D Grain papier abrasif: P240 Temps de polissage: 3mn 45 Pression sur échantillons: 449g/cm2 Vitesse rotation plateau: 250 t/mn Echantillons traités: 3 Matériau poli: acier Polissage sous eau: oui Enlèvement de métal: 0.23 g Le profil de l'échantillon est excellent. ESSAI N 7 Polisseuse munie d'un plateau aluminium avec revêtement PVC 2000g (2 mm) Matière du plateau porteur du papier abrasif: aluminium Epaisseur revêtement sur plateau porteur: 2000 microns Dureté moyenne du revêtement: 80 SHR D Grain papier abrasif: P240 Temps de polissage: 3mn 45 Pression sur échantillons: 449g/cm2 Vitesse rotation plateau: 250 t/mn Echantillons traités: 3 Matériau poli: acier Polissage sous eau: oui Enlèvement de métal: 0.23 g Le profil de l'échantillon est excellent. ESSAI N 8 Polisseuse munie d'un plateau aluminium avec revêtement PVC 4000L (4 mm) Matière du plateau porteur du papier abrasif: aluminium Epaisseur revêtement sur plateau porteur: 4000 microns Dureté moyenne du revêtement: 80 SHR D Grain papier abrasif: P240 Temps de polissage: 3mn 45 Pression sur échantillons: 449g/cm2 Vitesse rotation plateau: 250 t/mn Echantillons traités: 3 Matériau poli: acier Polissage sous eau: oui Enlèvement de métal: 0.28 g Le profil de l'échantillon est encore satisfaisant. ESSAI N 9 Comparatif Polisseuse munie d'un plateau PVC MASSIF (épaisseur 12 mm) Matière du plateau porteur du papier abrasif: PVC Epaisseur revêtement sur plateau porteur: 12 mm Dureté moyenne du revêtement: 80 SHR D Grain papier abrasif: P240 Temps de polissage: 3mn 45 Pression sur échantillons: 449g/cm2 Vitesse rotation plateau: 250 t/mn Echantillons traités: 3 Matériau poli: acier Polissage sous eau: oui Enlèvement de métal: 0.27 g Le profil de l'échantillon est arrondi. ESSAI N 10 (Comparatif) PLATEAU ALUMINIUM: Dureté 100 SHR D Conditions d'essai: 3 échantillons acier FI 30 mm collés sous support - vitesse rotation plateau 250 tr/mn - pression 449 gr/cm2 CYCLE POIDS DUREE ABRASIF POIDS E.M REMARQUES DEPART CYCLE OBTENU (gr.) 1 436.4 1'15'' P240 436.22 0.18 2 436.22 1'15'' P240 435.98 0.24 3 435.98 1'15'' P240 435.98 0 A partir du troisième cycle le 4 435.98 1'15'' P240 435.93 0.05 papier abrasif semble hors d'usage 435.93 1'15'' P240 435.91 0.02 6 435.91 1'15'' P240 435.89 0.02 Les mesures deviennent aléatoires 7 435.89 1'15'' P240 435.88 0. 01 TOTAL EM = 0.52 gr CONFIRMATION DE L'ESSAI AVEC NOUVEAU PAPIER ABRASIF CYCLE POIDS DUREE ABRASIF POIDS E.M REMARQUES DEPART CYCLE OBTENU (gr.) 1 433.18 1'15'' P240 432.93 0.25 2 432.93 1'15'' P240 432.66 0.27 3 432.66 1'15'' P240 432.64 0.02 TOTAL EM = 0.54 gr |1 ESSAI N 11 PLATEAU ALUMINIUM AVEC REVETEMENT TEFLON: Dureté 50/60 SHR D Epaisseur 100 microns Conditions d'essais: 3 échantillons acier FI 30 mm collés sous support - vitesse rotation plateau 250 tr/mn - pression 449 gr/cm2 CYCLE POIDS DUREE ABRASIF POIDS E.M REMARQUES DEPART CYCLE OBTENU (gr.) 1 434.08 1'15'' P240 433.85 0.23 2 433.85 1'15'' P240 433.81 0.04 3 433.81 1'15'' P240 433.74 0.07 4 433.74 1'15'' P240 433.71 0.03 o 433.71 1'15'' P240 433.68 0.03 6 433.68 1'15'' P240 433.66 0.02 7 433.66 1'15'' P240 433.64 0.02 TOTAL EM = 0.43 gr CONFIRMATION DE L'ESSAI AVEC NOUVEAU PAPIER ABRASIF CYCLE POIDS DUREE ABRASIF POIDS E.M REMARQUES DEPART CYCLE OBTENU (gr.) 1 433.59 1'15'' P240 433.46 0.13 2 433.46 1'15'' P240 433.34 0.12 3 433.34 1'15'' P240 433.3 0.04 4 433.3 1'15'' P240 433.27 0.03 433.27 1'15'' P240 433.24 0.03 TOTAL EM = 0. 35 gr ESSAI N 12 PLATEAU PVC (Standard): Dureté 83 SHR D Epaisseur 12 mm Conditions d'essais: 3 échantillons acier FI 30 mm collés sous support - vitesse rotation plateau 250 tr/mn - pression 449 gr/cm2 CYCLE POIDS DUREE ABRASIF POIDS E.M REMARQUES DEPART CYCLE OBTENU (gr.) 1 435.53 1'15'' P240 435.37 0.16 2 435.37 1'15'' P240 435.3 0.07 3 435.3 1'15'' P240 435.28 0.02 4 435.28 1'15'' P240 435.25 0.03 435.25 1'15'' P240 435.23 0.02 6 435.23 1'15'' P240 435.2 0.03 7 435.2 1'15'' P240 435.16 0.04 TOTAL EM = 0.37 gr CONFIRMATION DE L'ESSAI AVEC NOUVEAU PAPIER ABRASIF CYCLE POIDS DUREE ABRASIF POIDS E.M REMARQUES DEPART CYCLE OBTENU (gr.) 1 434.71 1'15'' P240 434.61 0.1 2 434.61 1'15'' P240 434.57 0.04 3 434.57 1'15'' P240 434.54 0.03 4 434.54 1'15'' P240 434.5 0.04 434.5 1'15'' P240 434.5 0 TOTAL EM = 0. 21 gr ESSAI N 13 (comparatif) PLATEAU REVETU CAOUTCHOUC: Dureté 12 SHR D Epaisseur 4 mm Conditions d'essais: 3 échantillons acier FI 30 mm collés sous support - vitesse rotation plateau 250 tr/mn - pression 449 gr/cm2 CYCLE POIDS DUREE ABRASIF POIDS E.M REMARQUES DEPART CYCLE OBTENU (gr.) 1 437.37 1'15'' P240 437.19 0.18 2 437.19 1'15'' P240 437.15 0.04 A partir du troisième cycle le 3 437.15 1'15'' P240 437.15 0 papier abrasif semble hors d'usage 4 437.15 1'15'' P240 437.09 0.06 Les mesures deviennent aléatoires 437.09 1'15'' P240 437.08 0.01 Importantes tombées de bord visibles 6 437.08 1'15'' P240 437.05 0.03 à l'oeil 7 437.05 1'15'' P240 437.05 0 TOTAL EM = 0.32 gr Dans ces essais EM signifie enlèvement de métal. REVENDICATIONS 1. Support de disque de polissage, constitué d'un corps (1) en forme de disque, un trou de centrage (4) étant ménagé au centre de l'une des faces (2) du corps (1) et un trou d'entraînement (5) étant prévu de manière excentrée dans cette même face (2), caractérisé en ce qu'un revêtement (6) en une matière plus tendre que celle du corps (1) est appliqué sur l'autre face (3) en une épaisseur comprise entre 5 gm et 4 mm.10 2. Support suivant la revendication, 1 caractérisé en ce que le revêtement (6) a une dureté shore D supérieure à 12. 3. Support suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement est en polytétrafluoroéthylène. 4. Procédé de polissage d'un objet, caractérisé en qu'il consiste à le polir en le frottant, à l'aide d'un disque de polissage porté par un support suivant l'une des revendications précédentes.