DECOUPE PAR JETS

L'invention concerne le domaine de la découpe des matériaux par jet de fluide liquide, notamment par jet d'eau. On sait découper divers matériaux solides comme le verre (minéral c'est-à- dire à base de silice) par jet d'eau. Pour les matériaux tendres (caoutchouc, mousse, bois, plastique, textiles feutre, cuir, etc), le fluide projeté ne contient pas nécessairement d'abrasif. Pour les matériaux durs (verre, céramique, métal), le jet contient avantageusement des particules abrasives. Dans tous les cas, la découpe se fait progressivement par abrasion. Le fluide (chargé ou non d'abrasif) est projeté à très haute vitesse, généralement entre 200 et 1500 m/sec, par l'intermédiaire d'une buse. De telles vitesses peuvent être atteintes grâce à la mise du fluide sous haute pression dans la buse et grâce à son éjection par un canal de petit diamètre. En général, la pression dans la buse est de l'ordre de 2000 à 5000 bars, et le diamètre du canal d'éjection est de l'ordre de 0,1 à 1 ,5 mm.

La découpe par jet d'eau a notamment été décrite dans US2005/0017091 et US2001/0018313. La technique de la découpe par jet de fluide, chargé ou non de particules abrasives, est bien connue de l'homme du métier. Ce type de découpe étant basé sur l'abrasion de la surface, la découpe peut être relativement lente, surtout pour les matériaux durs comme le verre. L'invention remédie à ce problème en proposant la découpe avec plusieurs jets alors que selon l'art antérieur, un seul jet est systématiquement utilisé. En effet, si l'on découpe un matériau avec un seul jet, celui-ci doit accomplir l'intégralité du trajet de découpe. Si l'on utilise deux jets au lieu d'un, le temps de découpe peut être divisé par deux, chaque jet pouvant s'occuper de la moitié du trajets total de découpe. On peut encore réduire le temps de découpe en utilisant trois, voire quatre, voire cinq jets, voire plus.

L'invention concerne en premier lieu un procédé de découpe d'un objet dans un matériau solide par jet de fluide liquide, plusieurs jets de fluide découpant simultanément ledit objet. Selon l'invention, plusieurs jets découpent simultanément des segments de lignes distincts dudit matériau pour obtenir finalement ledit objet constitué d'une seule pièce. Ces segments de ligne peuvent

avoir au moins un point commun, lorsque les différents jets partent du même endroit au début de la découpe, ou se rejoignent en fin de découpe. Selon l'invention, une ligne de découpe d'un objet est réalisée simultanément par plusieurs jets. Il n'est pas nécessaire pour rester dans le cadre de l'invention que tous les jets fonctionnent toujours simultanément. Il suffit, pendant au moins un temps partiel de la durée totale de découpe de l'objet, que plusieurs jets fonctionnent simultanément, et pour découper en des endroits différents, c'est-à- dire des segments de lignes différents de la ligne de découpe totale. Les segments de ligne différents se rejoignent pour ne former qu'une seule ligne, ce qui signifie bien que l'objet final est une pièce unique. Il ne s'agit donc pas de découper deux objets indépendants à l'aide de deux jets différents, un jet pour chaque objet. Il s'agit selon l'invention de découper un objet dont toutes les parties sont reliées entre elles de façon fixe. A titre d'exemple, il peut s'agir d'un disque. Selon un premier exemple, la découpe peut être commencée par un premier jet en un point de la ligne de découpe, pour découper un premier segment de ligne, puis la découpe peut être poursuivi par deux jets différents, le premier découpant un prolongement du premier segment, le second découpant un second segment en un endroit complètement différent, puis le premier jet stoppant son fonctionnement alors que le second découpe un prolongement du second segment. Tous les segments découpés se rejoignent pour constituer la ligne de découpe totale. Les deux jets ont fonctionné simultanément au moins une partie du temps de découpe total. Les différents jets utilisés simultanément sont généralement parallèles entre eux, et frappent généralement l'objet à découper perpendiculairement à sa surface au point d'impact. Selon un second exemple, on peut utiliser plusieurs jets commençant la découpe de chacun de leurs segment au même point, puis s'écartant ensuite pour découper chacun un segment différent.

Dans le premier exemple qui a été donné, chaque jet est issu d'une buse différente, et chaque jet peut être commandé, dirigé et alimenté indépendamment l'un de l'autre. Il est cependant possible de relier ces buses sur une tête ou structure commune afin que la distance de l'une à l'autre soit fixe et afin de pouvoir les mouvoir simultanément. Si les jets peuvent tous s'inscrire sur un cercle, on peut alors facilement découper un cercle en faisant tourner la tête

autour d'un axe parallèle aux jets et situé à égale distance de chacun des jets. La figure 1 représente un dispositif permettant de découper un tel cercle. Deux buses 1 et 2 sont capable de projeter simultanément deux jets sur une plaque 3 à découper. Les buses sont alimentées indépendamment l'une de l'autre mais sont reliées fixement l'une à l'autre par une structure de liaison 4. Cette structure est muni d'un arbre 5 que l'on peut faire tourner autour de l'axe XX'. Cet axe étant à égale distance de l'axe de chacune des buses, on peut découper un cercle dans le matériau 3 si l'on fait fonctionner simultanément les deux buses. Le cercle est découpé deux fois plus rapidement que si l'on utilise une seule buse. La découpe du cercle aboutit à l'obtention d'un disque, objet unique dont toutes les parties sont reliées entre elles de façon fixe (au contraire du cas, hors invention, de l'utilisation de deux jets pour découper deux cercles aboutissant à deux disques indépendants l'un de l'autre et l'on ne pourrait alors pas dire que toutes les parties de l'un des disques est relié de façon fixe à toutes les parties de l'autre disque). II est également possible de réaliser une tête (ou buse) capable de générer plusieurs jets. Les jets peuvent être alimentés simultanément par la même source de fluide (éventuellement chargé) grâce à des canaux se rejoignant. La figure 2 représente une telle tête en coupe. Cette tête 6 contient un canal central 7 alimentant deux canaux 8 et 9, chacun de ces canaux générant un jet de fluide 10 et 1 1. L'axe XX' est à égale distance de chacun des jets. En faisant tourner la tête 6 autour de cet axe XX', on peut découper un trou circulaire dans le matériau 3. On peut réaliser une tête sur le même principe et comportant trois ou quatre jets, voire plus.

Ainsi, l'invention concerne également un dispositif de découpe d'un matériau solide par jet de fluide liquide, comprenant plusieurs buses capable de produire chacune un jet de découpe, lesdites buses pouvant fonctionner simultanément. Le dispositif peut comprendre une tête munie de plusieurs orifices capable de produire chacun un jet de découpe, au moins deux jets pouvant fonctionner simultanément. Le matériau peut être inorganique comme une céramique ou le verre. Le matériau peut cependant être un matériau tendre (caoutchouc, mousse, bois, plastique, textiles feutre, cuir, etc).