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Auteur(s)
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Jacques JUAN : Ingénieur des Arts et Métiers - Chef de section au Centre Technique du Bois et de l’Ameublement (CTBA)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L ’outil tranchant présente indéniablement des contraintes :
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il est nécessaire de disposer d’un parc d’outils important pour faire face aux nombreuses formes d’usinage ;
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il faut maintenir l’outil en état pour conserver un pouvoir tranchant compatible avec les exigences de production et de qualité ;
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les copeaux doivent être évacués.
Parallèlement, il est souhaitable de diminuer les pertes liées à la création de copeaux ainsi que le bruit.
Ces constats ont amené les laboratoires de développement d’abord, et les industriels ensuite, à s’intéresser aux modes d’usinage par d’autres moyens que les outils traditionnels. Actuellement, le laser et le jet d’eau sont utilisés dans différents secteurs industriels de la transformation du bois.
Le lecteur pourra se reporter utilement à l’article Coupage thermique et coupage au jet d’eau Coupage thermique et coupage au jet d’eau de ce traité.
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Usinage par déformation2. Découpe sans outil tranchant
2.1 Laser
De découverte récente (le principe a été démontré au début du siècle par A. Einstein), il n’a été industrialisé qu’à partir des années 60 ; dans l’industrie du bois, il n’est apparu que depuis quelques années. Le LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ) désigne aussi bien le principe optique que l’appareil qui émet le rayonnement. La cohérence et la convergence du faisceau permettent de concentrer une énergie importante sur une très faible surface.
En usinage du bois, les lasers sont utilisés dans deux opérations : la découpe et la gravure ; ce sont des matériels puissants (lasers à CO2). Mais on peut les rencontrer également dans les industries du bois pour le positionnement de pièces sur des tables de machines, le centrage des grumes sur dérouleuse, etc. ; ce sont alors des matériels de faible puissance.
La découpe du bois est obtenue en focalisant le faisceau lumineux approximativement au milieu de l’épaisseur du matériau à découper (figure 7). Il est fréquent qu’un gaz (azote ou air) soit pulsé au niveau du point de coupe, pour faciliter l’évacuation des particules détruites.
De la puissance du laser dépendent l’épaisseur maximale de la pièce et la vitesse de déplacement. Sans pouvoir établir de loi générale, on constate que le besoin de puissance augmente avec la densité de l’essence, l’épaisseur sciée et la vitesse d’avance. Le bois et les panneaux de quelques millimètres d’épaisseur nécessitent des puissances de 1 à 3 kW. L’augmentation de puissance confère une productivité et des conditions de travail améliorées. À titre d’exemple, avec un laser de 1 kW, il est possible de scier du chêne de 30 mm à une vitesse de l’ordre de 1 m / min, alors que, dans les mêmes conditions, cette vitesse peut être de 2 à 3 m / min pour de l’épicéa.
Le passage du laser crée une carbonisation du bois sur quelques centièmes de millimètre ; elle est inesthétique et altère les performances des surfaces (pour le collage, par exemple). De plus, du fait de la carbonisation de la colle, certains panneaux contreplaqués voient leurs plans de collage détruits sur quelques dixièmes de millimètre. Certaines colles sont moins sensibles...
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