Bibliographie & annexes
Présentation
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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 diplômé de l'École nationale supérieure des arts et métiers - Ancien professeur à l'École supérieure du bois - Consultant indépendant, Paris, France
INTRODUCTION
L'usinage du bois par outil tranchant et enlèvement de matière est pratiqué depuis la plus haute antiquité. Aujourd'hui encore, l'utilisation d'outils métalliques est la solution la plus utilisée pour fabriquer des objets en bois.
Il existe pourtant d'autres procédés pour transformer la matière. Certains, comme le cintrage ou l'estampage, sont connus depuis fort longtemps, mais les professionnels qui les pratiquent le font souvent de manière empirique. Les phénomènes mécaniques, physiques ou chimiques qui les régissent leur sont le plus souvent méconnus, ce qui les oblige à de multiples tâtonnements pour atteindre des résultats pas toujours à la hauteur de leurs espérances (en termes de qualité et de productivité notamment).
D'autres procédés, tels le laser ou le jet d'eau à haute pression, sont bien plus récents (seconde moitié du XX e siècle). Ces technologies ont été développées pour être utilisées dans d'autres secteurs industriels (soudure, découpe, traitements thermiques des métaux pour le laser ; découpe de pierres, de bétons, de cartons ou d'aliments surgelés pour le jet d'eau). Ce n'est qu'après avoir équipé ces industries que les concepteurs et fabricants de matériels se sont intéressés au marché de la transformation du bois. Ce marché, de par la nature du matériau bois et des spécificités des pièces usinées, requiert des adaptations qui sont en cours, car les transferts technologiques ne sont pas encore achevés du fait de l'évolution continue des lasers eux-mêmes.
Tous les procédés décrits et étudiés dans cet article ont pour point commun de n'être pas généralisés dans l'industrie, et que, restant marginaux, les données fondamentales sont rares. Leur enseignement (écoles, formation professionnelle) est très peu répandu, les transmissions se faisant par compagnonnage.
L'objectif de cet article est de présenter ces différentes technologies aux mécanismes encore méconnus, d'expliquer les phénomènes qui les régissent et de préciser leurs champs d'applications.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 2008 par Jacques JUAN
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Conclusion
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2. Découpe sans outil tranchant
L'usinage du bois (et d'autres matériaux à base de bois) 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 ;
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la possibilité de réaliser des découpes de formes complexes ;
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de très faibles efforts de coupe appliqués à la pièce ;
-
des investissements et des budgets de fonctionnement (maintenance, consommables) encore assez élevés mais allant en se réduisant ;
-
des applications réservées à des cas spécifiques.
On peut noter que ces techniques sont très énergivores. Le laser consomme de 10 à 30 fois plus d'énergie qu'un outil tranchant, mais cela peut aller jusqu'à 1 000 fois pour le jet d'eau.
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Découpe sans outil tranchant
BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Salons :
LIGNA – Salon international sur la transformation du bois – Hanovre (Allemagne) les années impaires.
XYLEXPO – Salon international sur la transformation du bois – Milan (Italie) les années paires.
EXPOBOIS – Salon international sur la transformation du bois – Paris Villepinte (France) les années paires
HAUT DE PAGE
NF-EN 60825 - Sécurité des appareils à laser, classification des matériels, prescription et guide de l'utilisateur - -
NF-EN 207 - Protection individuelle de l'œil – Filtres et protecteurs de l'œil contre les rayonnements laser (lunettes de protection laser) - -
NF-EN 208 - Protection individuelle de l'œil – Lunettes de protection pour les travaux de réglage sur les lasers et sur les systèmes laser (lunettes de réglage laser) - -
NF-EN 1829-1 - Machines à jet d'eau à haute pression – Prescriptions de sécurité – Partie 1 : machines - -
NF-EN-ISO 11553-1 - Sécurité des machines – Machines à laser – Partie 1 : prescriptions générales de sécurité - -
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