On connaît des dispositifs de sciage par fils, comprenant plusieurs nappe de fils 4, susceptibles de se déplacer selon un mouvement continu ou alternatif en appui contre une pièce à scier 2 définissant ainsi une zone de sciage 7. La zone de sciage 7 comporte entre autre, un ensemble de cylindres 1 placés parallèlement constituant la tête de sciage 3.
Ces cylindres 1, appelés guide-fils sont tous, ou seulement en partie gravés avec des gorges, qui définissent l'intervalle entre les fils des nappes de fils 4, donc l'épaisseur des tranches. La zone de sciage 7 comprend outre la tête de sciage 3, une ou plusieurs tables 6, supports des pièces à scier 2 et des moyens d'alimentation en barbotine abrasive.
Des dispositifs de sciage du type précité sont déjà connus, spécialement dans l'industrie des composants électroniques, des ferrites, des quartz et silices, pour l'obtention en tranches fines de matériaux tels que le silicium (poly ou monocristallin), ou les nouveaux matériaux tels que GaAs, InP, GGG ou également quartz, saphir synthétique, voire même céramique. Le prix élevé de ces matériaux rend le sciage par fil plus attractif, comparativement à d'autres techniques comme le sciage par disque diamanté.
Toutefois, la technique du sciage par fil requiert une production de masse, car le nombre élevé de fils et la difficulté de modifier la distance entre fils, ne permet pas de travailler économiquement avec de petites quantités.
Ainsi, parmi les dispositifs connus de têtes de sciage, on peut citer des ensembles de 2, 3 ou 4 guide-fils placés selon une disposition géométrique régulière ou non. Ce dispositif comprent une table, sur laquelle vient se fixer la ou les pièces à scier. Cette table est animée d'un mouvement perpendiculaire, mettant en appui la pièce à scier contre la nappe de fils en déplacement. Ce système permet le sciage d'une ou plusieures pièces, côte à côte avec les risques qu'un défaut dans l'une d'elle, se retrouve induit dans la ou les suivantes, détruisant une partie de la production et de même diminuant les rendements du dispositif.
Le but de l'invention consiste à remédier aux inconvénients précités, en fournissant un dispositif de sciage du type mentionné ci-dessus. Ce dispositif permet de scier plusieures pièces, qui se présentent généralement sous forme de blocs, et ceci simultanément, sans que des défauts de l'un des blocs n'influent sur la qualité de tous les autres.
Le dispositif de sciage selon l'invention, est défini par la revendication 1. Dans un tel dispositif, les cylindres guide-fils sont disposés de telle manière que, le fil une fois monté forme au moins deux nappes de fils, contre lesquelles une ou plusieures pièces seront mises en appui.
Le dispositif de sciage, objet de la présente invention, comprend donc, au moins deux parties à savoir, un ensemble destiné à la gestion du fil et, une zone de sciage. Cette zone est constituée de la tête de sciage, formée elle-même de cylindres guide-fils qui, placés géometriquement d'une manière telle qu'ils définissent ainsi, deux ou plusieurs nappes de fils séparées l'une de l'autre, par au moins un cylindre guide-fils. Un système de tables, permet de mettre en appui, contre chacune des nappes de fils, une ou plusieurs pièces à scier.
Les dessins annexés, illustrent schématiquement et à titre d'exemples, des dispositifs de sciage en accord avec l'invention, ainsi que plusieurs variantes.
Fig. 1 - La fig. 1 représente une vue de face d'un dispositif de sciage composé de deux parties à savoir un module représentant la zone de sciage 7 et un ensemble de gestion du fil 8. Les quatre cylindres guide-fils 1 délimitent deux nappes de fils 4 contre lesquelles les deux pièces à scier 2 sont mises en appui par les tables supports 6. Dans ce cas les deux tables sont liées entre elles par le même système de déplacement 9.
Fig. 2 - La fig. 2 représente une vue de coté d'un dispositif de sciage avec sa tête de découpe composée de ses cylindres guide-fils 1.
Les deux tables 6 supportent chacune une pièce à scier 2.
Fig. 3 - La fig. 3 représente une vue schématique en trois dimensions d'une tête de sciage définie par quatre cylindres guide-fils 1 qui délimitent deux nappes de fils 4, les deux tables correspondantes 6 et les deux pièces à scier 2.
Fig. 4 et 5 - Les fig. 4 et 5 illustrent schématiquement deux autres possibilités de disposition de cylindres guide-fils 1 qui permettent l'utilisation de plusieurs tables 6 telles que le décrit l'invention.
Le fil de sciage formant la nappe 4, tendue par les cylindres guide-fils est, généralement constitué d'acier à ressort, d'un diamètre compris entre 0,1 et 0,2 mm. Pour des pièces à scier, ayant dans leur section un cercle inscrit de 100 mm ou plus, coupés en tranches de 0,1 à 1 mm, il est possible de produire entre 200 et 1000 tranches à la fois, par pièce à scier, dans un temps de 1 à 6 heures suivant les vitesses de fils.
Le dispositif décrit dans le présente invention, permet par l'utilisation de plusieures tables 6, supportant une ou plusieures pièces à scier 2, mises en appui contre des nappes de fils 4, physiquement séparées par un ou plusieurs cylindres guide-fils 1 et de découper avec un rendement maximum, un grand nombre de tranches, en augmentant du même coup la production et la productivité.
L'abrasif est, généralement constitué d'un mélange de liquide sustentateur et d'un solide abrasif. Plus particulièrement, ce mélange peut être constitué d'un milieu acqueux ou d'huile avec des carbures de silicium ou de bore, ou des oxydes d'alumine. Il peut y avoir en plus des agents tensioactifs tel que carboxyméthyl cellulose ou glycérine etc. Une pâte de diamant peut également être envisagée. L'apport d'abrasif peut être remplacé par un abrasif fixé sur la surface du fil. Par exemple un revêtement galvanique de diamant.
Naturellement, d'autres types de dispositifs peuvent être envisagés dans le cadre de la présente invention, toujours dans l'esprit d'augmenter la productivité et les rendements du dispositif de sciage. De fait, l'aspect de la fragmentation de la surface de découpe, en plusieurs nappes de fils 4, par un ou plusieurs cylindres guide-fils 1. L'utilisation pour chacune de ces nappes de fils 4, d'une table 6, indépendante ou non, peut présenter d'autres formes.
Par exemple, il serait possible d'imaginer un système de plusieurs cylindres guide-fils amovibles, montés sur un mécanisme permettant de fragmenter la nappe de fils selon les besoins. Il faudrait intercaler les cylindres guide-fils, ce qui permettrait ainsi, d'adapter la longueur des nappes aux dimensions des pièces à scier. Il est également possible d'imaginer un dispositif, où la mise en appui des pièces à scier, serait réalisée par le déplacement des cylindres guide-fils supportant les nappes de fils.
Wire sawing devices are known, comprising several plies of wires 4, capable of moving in a continuous or reciprocating movement pressing against a workpiece 2 thus defining a sawing zone 7. The sawing zone 7 comprises inter alia , a set of cylinders 1 placed in parallel constituting the saw head 3.
These cylinders 1, called wire guides are all, or only partially engraved with grooves, which define the interval between the son of the son plies 4, therefore the thickness of the slices. The sawing zone 7 comprises, in addition to the sawing head 3, one or more tables 6, supports for the pieces to be sawed 2 and means for supplying abrasive slip.
Sawing devices of the aforementioned type are already known, especially in the electronic components, ferrites, quartz and silica industry, for obtaining thin slices of materials such as silicon (poly or monocrystalline), or the new materials such as GaAs, InP, GGG or also quartz, synthetic sapphire, or even ceramic. The high price of these materials makes wire sawing more attractive compared to other techniques such as diamond disc sawing.
However, the wire sawing technique requires mass production, since the high number of wires and the difficulty of modifying the distance between wires does not allow economic work with small quantities.
Thus, among the known devices of saw heads, mention may be made of sets of 2, 3 or 4 wire guides placed according to a regular geometrical arrangement or not. This device comprises a table, on which the part or parts to be sawn are fixed. This table is driven in a perpendicular movement, pressing the workpiece to be sawn against the moving web of wires. This system allows the sawing of one or more pieces, side by side with the risks that a defect in one of them will be induced in the following one (s), destroying part of the production and likewise reducing the device yields.
The object of the invention is to remedy the aforementioned drawbacks by providing a sawing device of the type mentioned above. This device makes it possible to saw several pieces, which are generally in the form of blocks, and this simultaneously, without faults in one of the blocks affecting the quality of all the others.
The sawing device according to the invention is defined by claim 1. In such a device, the wire guide cylinders are arranged in such a way that, once assembled, the wire forms at least two plies of wire, against which one or more several parts will be supported.
The sawing device, object of the present invention, therefore comprises, at least two parts, namely, an assembly intended for managing the wire and, a sawing zone. This zone consists of the saw head, itself formed by wire guide cylinders which, placed geometrically in such a way that they thus define, two or more layers of wires separated from each other, by at least one wire guide cylinder. A table system enables one or more pieces to be sawed to rest against each of the plies of wire.
The appended drawings illustrate schematically and by way of examples, sawing devices in accordance with the invention, as well as several variants.
Fig. 1 - Fig. 1 shows a front view of a sawing device composed of two parts, namely a module representing the sawing area 7 and a wire management assembly 8. The four wire guide cylinders 1 define two layers of wire 4 against which the two pieces to be sawed 2 are supported by the support tables 6. In this case the two tables are linked together by the same movement system 9.
Fig. 2 - Fig. 2 shows a side view of a sawing device with its cutting head composed of its wire guide cylinders 1.
The two tables 6 each support a workpiece 2.
Fig. 3 - Fig. 3 represents a schematic view in three dimensions of a saw head defined by four wire guide cylinders 1 which delimit two layers of wire 4, the two corresponding tables 6 and the two pieces to be sawed 2.
Fig. 4 and 5 - Figs. 4 and 5 schematically illustrate two other possibilities of arrangement of wire guide cylinders 1 which allow the use of several tables 6 as described by the invention.
The saw wire forming the ply 4, stretched by the wire guide cylinders is generally made of spring steel, with a diameter between 0.1 and 0.2 mm. For pieces to be sawn, having in their section an inscribed circle of 100 mm or more, cut into slices of 0.1 to 1 mm, it is possible to produce between 200 and 1000 slices at a time, per piece to be sawn, in a time of 1 to 6 hours depending on the wire speeds.
The device described in the present invention makes it possible, by the use of several tables 6, supporting one or more pieces to be sawed 2, pressed against sheets of wire 4, physically separated by one or more wire guide cylinders 1 and of cut with maximum yield, a large number of slices, thereby increasing production and productivity.
The abrasive is generally made up of a mixture of lifting liquid and an abrasive solid. More particularly, this mixture can consist of an aqueous medium or of oil with silicon or boron carbides, or alumina oxides. There may also be surfactants such as carboxymethyl cellulose or glycerin, etc. Diamond paste can also be considered. The addition of abrasive can be replaced by an abrasive fixed on the surface of the wire. For example a galvanic diamond coating.
Naturally, other types of device can be envisaged in the context of the present invention, always with the aim of increasing the productivity and the yields of the sawing device. In fact, the appearance of the fragmentation of the cutting surface, into several layers of wires 4, by one or more wire guide cylinders 1. The use for each of these layers of wires 4, of a table 6, independent or not, may have other forms.
For example, it would be possible to imagine a system of several removable yarn guide cylinders, mounted on a mechanism making it possible to fragment the ply of yarns as required. The wire guide cylinders should be inserted, which would allow the length of the plies to be adapted to the dimensions of the parts to be sawn. It is also possible to imagine a device, where the support of the pieces to be sawed, would be achieved by the displacement of the wire guide cylinders supporting the plies of wires.