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RÉSUMÉ
La fabrication d'objets en bois se fait le plus souvent par usinage avec des outils tranchants : sciage, fraisage, perçage. Il est également possible de réaliser des opérations de transformation par des moyens autres tels que la déformation des pièces par cintrage ou estampage, ou avec des équipements tels que le laser ou le jet d'eau. Le cintrage et l'estampage sont des techniques très anciennes mais qui restent encore souvent empreintes de beaucoup d'a priori de la part des opérateurs. Le laser et le jet d'eau, pour des applications bois, sont apparus plus récemment et leurs potentialités ne sont pas encore connues de tous. Cet article fait le point sur ces technologies et détaille pour chacune d'entre elles les conditions à réunir, les limites ainsi que les évolutions attendues.
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Jacques JUAN : Ingénieur des Arts et Métiers - Chargé de mission à l'Institut technologique FCBA (Forêt, Cellulose, Bois-construction, Ameublement)
INTRODUCTION
Le façonnage du bois a de tout temps été réalisé avec des outils tranchants. Des outils déjà très élaborés étaient utilisés en Égypte du temps des pharaons. Bien sûr ces outils ont considérablement évolué, de pair avec l'amélioration des machines qui ont remplacé la main. Ces outils, que l'on peut qualifier de « classiques », avec des dents métalliques qui détachent des copeaux, continueront d'exister pour la plus grande satisfaction de leurs utilisateurs.
Parallèlement à ces modes de transformation par coupe et détachement de copeau, on a utilisé, depuis très longtemps également, la capacité du bois à se déformer de façon permanente. Les membrures et autres pièces ployées utilisées dans la construction de navires en témoignent. Mais sont apparues très récemment, il y a quelques décennies, des modes de découpe du bois résultant de découvertes du XXe siècle telles que le laser ou le jet d'eau sous pression.
Même si ces derniers modes de transformation n'ont pas l'ambition de détrôner les outils tranchants classiques, il n'en demeure pas moins intéressant de connaître leur existence et les cas d'application car, bien que de mise en œuvre récente dans l'univers du bois, ils rendent déjà des services appréciables dans des cas bien précis.
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VERSIONS
- Version courante de nov. 2015 par Jacques JUAN
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Transformation par déformation
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2. Découpe sans outil tranchant
L'usinage du bois (et des autres matériaux) se fait généralement par la mise en action d'un outil tranchant qui va séparer la matière. Depuis de nombreuses années, les centres de recherche ont imaginé divers autres modes opératoires pour éviter d'utiliser un outil tranchant. En effet, ce dernier présente des contraintes :
-
il est nécessaire de disposer d'un parc d'outils important pour faire face aux nombreuses formes d'usinage ;
-
il faut maintenir l'outil en état pour conserver un pouvoir tranchant compatible avec les exigences de production et de qualité ;
-
il y a création de copeaux et de poussières, éléments polluants et toxiques, qui doivent être évacués.
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, modes d'usinage alternatifs, sont utilisés dans différents secteurs industriels de la transformation du bois. Bien que fonctionnant selon des principes totalement différents, ces deux modes d'usinage présentent de nombreuses similitudes :
-
une énergie importante focalisée sur une très faible surface ;
-
la possibilité de réaliser des découpes de formes complexes ;
-
de très faibles efforts de coupe appliqués à la pièce ;
-
des investissements et des budgets de fonctionnement (maintenance, consommables) assez élevés ;
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des applications réservées à des cas spécifiques.
2.1 Laser
De découverte récente (le principe a été démontré au début du XXe siècle par A. Einstein), il n'a été industrialisé qu'à partir des années 1960 ; dans l'industrie du bois,...
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