Brevet FR2769252A1 — publié le 19990409

La présente invention concerne la réalisation d'te dispositif pour pratiquer des usinages de halite précision, tels que micro-usinage, avec des centres d'usinage laser Nd-YAG implllsiolmel, Nd-YAG contint et laser Co2. Traditionnellement les centres d'usinage laser sont pourvut de tête laser équipée d'une buse coaxiale pour permettre le passage du gaz autour du faisceau afin de couper ou enlever la matière fondue. Ces installations actuelles ont l'inconvénient de ne pas maîtriser l'orientation et l'évacuation de la matière tondue par les lasers. De ce fait, il est impossible de réaliser des rainures étroites et profondes, car les scories (métal fondu) rebouchent la moindre saignée. Le dispositif selon l'invention pennet de remédier à ce problème en soufflant latéralement et directiolLnellemellt le métal fondu. tl supprime la buse et dissocie l'arrivée du gaz du tir laser tout en restant solidaire de la tête laser, ou relié en un point fixe sur la machine. Le gaz arrive alors en arrière du bain fondu par l'intennédiaire d'une aiguille afin de chasser les scories en avant du travail. Pour maîtriser la profondeur de la saignée (ou rainure), ainsi que l'orientation et la direction des scories, le dispositif est fixé sur des platines micro-métriques. Ce dispositif comprend: - Une aiguilleXd'une longueur minimale 1 cm et d'un diamètre inférieur à 0.5 mm. - L'aiguille est biseautée en son extrémité rappelant la forme de l'aiguille médicale (aiguille intradennique). - L'aiguille est fixée à la sortie du tuyau du gaz de découpage du laser. - L'ensemble tuyau et aiguille est passé dans un tube g afin d'immobiliser et de rigidifier l'ensemble. - Ce tube est monté sur un axe de rotation verticale micro- métrique afin de contrôler l'inclinaison de l'aiguille. - Le tout est fixé sur une petite table 3 axes (X,Y,Z), afin de contrôler la hauteur, et les positions en X et Y de l'aiguille par rapport au point focal du laser. (zone de fusion). Mode de fonctionnement: - le rayon laser doit etre diaphragmé et correctement aligiié. - mettre une lentille de focalisation de courte distance - mettre le point de focalisation en surface du matériau. - régler l'extrémité de l'aiguille en recul du point focal. - lors du tir, diriger ltextrémité de l'aiguille de façon à faire partir les scories en avant du travail, (travail en poussant). - la pression dans l'aiguille peut varier de 2 à 10 bars - la position spatiale de l'aiguille, influence les caractéristiques géométriques de la saignée ainsi que la qualité des bords. utilisation de ce dispositif pennet - de réaliser des saignées étroites. - d'économiser le gaz malgré la forte pression. - de faire des micro-usinages en diminuant le diamètre de l'aiguille. - d'usiner sur toutes matières dès lors que les lasers peuvent permettre d'obtenir leur état de fusion. Ce dispositif peut servir a faire du gougeage par laser, car nous soufflons le métal liquide tout comme le procédé arc-air (métal fondu gz-âce à une électrode de graphite et soufflée par de l'air comprimé) Le travail se réalise en poussant le métal liquide devant la réalisation de la saignée. Sur les lasers Nd-YAG nous pouvons mettre une fibre optique avec un stylo ou crayon sur lequel ce dispositif peut être fixé. Un tel dispositif pourra être monté sur un robot polyarticulé (6 axes). Grâce au sixième axe du robot, il est possible de faire des saignées toujours en poussant et de travailler en toutes positions spatiales, y compris en position dite descendante, montante et en plafond. Les gaz employés sont l'oxygène, azote pour métaux ferreux et non ferreux, y compris les alliages légers. L'argon pour ces mêmes matériaux auquel s'ajoute les titanes. Les meilleurs résultats sont obtenus par l'Oxygène avec les aciers et les inox. Domaine d' utilisation De réaliser des usinages sur surface plane. De faire des rainures sur des cylindres. De faire des usinages hélicoïdaux. De réaliser des fragilisations pour des éprouvettes. De réaliser des rainures de quelques microns de largeur. De faire des micros creux silr surface usillée. D'usiner en peau des supports collés de quelques dixièmes d'épaisseur, etc.. REVENDICATIONS t) Dispositif pour réaliser des micro-usinages telles des rainures ou saignées réalisées avec un laser Nd-YAG ou CO2, caractérisé en ce qu'il comporte une aiguille (1) règlable et orientable, dont l'extrémité comporte un biais, par laquelle le gaz (2) soufflera latéralement le métal en avant du travail. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aiguille (1) peut être une aiguille intradermique (aiguille médicale) de diamètre différent.