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RÉSUMÉ
La découpe du verre plat est l'un des métiers de base du verrier. Elle apparaît aujourd'hui davantage une étape critique à cause des augmentations de cadence et de qualité requises dans l'industrie. Cet article présente le procédé standard de découpe à la molette, puis des procédés de découpe plus spécifiques, laser et jet d'eau, ou dédiés à des verres spéciaux. Enfin des compléments théoriques sur la mécanique de la fracture sont présentés.
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Olivier GAUME : Ingénieur en recherche à Saint-Gobain Recherche
INTRODUCTION
La découpe du verre plat constitue l’une des connaissances de base du métier du verrier. Normalement, la découpe est la première étape des procédés de transformation du verre « float » [1] [37]. Bien qu’elle n’ait longtemps pas été considérée comme une étape critique, une découpe propre, de précision et rapide est devenue une condition indispensable soit à cause de l’augmentation des cadences de production, soit à cause de la qualité demandée dans les applications telles que l’automobile ou l’électronique. Il convient de noter que, dans beaucoup d’applications, un façonnage à la meule (biseau ou arrondi) du bord de découpe est souvent requis. C’est le cas lorsque le bord du verre est apparent : ameublement, automobile, ou autres applications de verre trempé par exemple.
Tout d’abord, on s’intéresse aux principes et paramètres de la découpe standard à la molette. D’autres méthodes de découpe sont ensuite rapidement présentées (découpe laser, découpe jet d’eau), ainsi que quelques remarques sur la découpe des verres spéciaux (borosilicate).
Enfin, quelques compléments théoriques utiles pour le principe de la découpe sont également donnés.
La rupture du verre, ainsi que la définition de paramètres tels que le facteur d’intensité des contraintes, sont détaillés dans l’article [AF 3 601], réf. [29].
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3. Exemple de difficulté de découpe de verres spéciaux
En dehors du verre silico-sodocalcique standard, il existe des verres de composition spéciale difficiles à découper. Il s’agit essentiellement de verres à faible taux d’alcalins et calcium, par exemple de type borosilicate, utilisés pour certaines applications électroniques. Il peut s’agir de verres anormaux. Cela signifie que lors de l’indentation par une molette, ils ne présentent pas les zones de déformations classiques 5 et l’obtention d’une sous-fissure suffisamment profonde est difficile. Un très faible angle de molette est généralement conseillé pour découper ces verres. Le tracé est également plus facile avec une molette diamant. Par ailleurs, il s’agit la plupart du temps de verres à faible coefficient de dilatation thermique, pour lesquels la génération de contrainte d’origine thermique par laser est plus difficile. Cela a pour conséquence que les vitesses de découpe laser envisageables sont plus lentes que pour le verre silico-sodocalcique standard.
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Exemple de difficulté de découpe de verres spéciaux
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ABEN (H.), GUILLEMET (C.) - Photoelasticity of glass - . p. 255, 1993, Ed. Spring-Verlag, Berlin Heidelberg.
-
(2) - ALLCOCK (G.) - Experimental observations and analysis of CO2 laser-induced micro cracking of glass - . J. Appl. Phys. 78 (12), 15 December 1995, p. 7295-7303.
-
(3) - BACHE (M.R.) - Deformation structures in silica and soda-lime-silica glasses beneath pyramidal indenters - . Glass Technol. vol. 31, no 3, June 1990.
-
(4) - BAKER (H.J.), al - Precision laser processing of optical microstructures with slab wave guide CO2 lasers - . Proceedings of SPIE, vol. 3888 (2000), p. 625-634.
-
(5) - BANERJEE (R.) - Deformation of soda-lime glass under repeated indentation - . Trans. Ind. Inst. Met., vol. 49, no 4, p. 611-616, 1996.
-
(6) - BOIKO (A.), V POKRASS (B.I.), al - Mechanics of cutting a glass...
ANNEXES
Cette liste n’est pas exhaustive. Le lecteur trouvera les caractéristiques des méthodes de découpe sur les sites internet correspondants, ou dans les brevets publiés par les différentes sociétés citées.
Applied Photonics http://www.appliedphotonics.com
Adler SA http://www.adler-sa.fr
Bohle AG http://www.bohle.de
Bottero S.p.A. http://www.bottero.com
Bystronic Maschinen http://www.bystronic.ch
CRITT Jet d’eau & Usinage http://www.cr-lorraine.fr, [email protected]
Glass Supplies Inc. http://www.glasssupplies.com
Jenoptik Automatisierungstechnik GmbH https://www.jenoptik.com/gtc
Laser Zentrum Hannover http://www.lzh.de
Lixon http://www.lixon.be
Mitsuboshi Diamond International [email protected] http://www.mdi-j.com
PTG Industries http://www.ptgindustries.com
Schott, Advanced Processing a Division of Schott Spezvalglas GmbH http://www.schott.com
Villa Precision International http://www.villa.com
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