FR3117059A1 - Procede de fabrication d’un objet en contreplaqué - Google Patents

Abstract

(titre) PROCEDE DE FABRICATION D’UN OBJET EN CONTREPLAQUÉ L’invention porte sur un procédé de fabrication d’un objet (3) de forme incurvée formé principalement de contreplaqué, le procédé comprenant : la découpe de bandes (2) dans un panneau de contreplaqué ; et l’agencement et le cintrage des bandes (2) selon deux directions différentes. Les bandes (2) peuvent avoir des chants qui ont un profil ondulé. Les bandes (2) peuvent être disposées selon une superposition de plusieurs couches où elles sont agencées en quinconce ou croisées. L’objet (3) est de forme au moins partiellement ovoïde. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 3)

Description

PROCEDE DE FABRICATION D’UN OBJET EN CONTREPLAQUÉ

L’invention porte sur le domaine de la fabrication d’objets en contreplaqué et en particulier d’objets incurvés.

La fabrication d’objets incurvés en bois massif n’est pas récente puisque la fabrication de tonneaux ou de coques de navires est connue et maîtrisée depuis plusieurs siècles. Le bois massif présente l’avantage d’être mécaniquement stable et de pouvoir être poncé et entretenu. Il est donc robuste et durable. Le bois massif présente par contre l’inconvénient d’être onéreux. Aussi, son cintrage doit être fait à chaud, ce qui ne simplifie pas sa mise en œuvre.

Le contreplaqué est souvent utilisé en lieu et place du bois massif pour de nombreuses applications et a pour principal avantage son coût. Le contreplaqué cintrable est un contreplaqué comprenant un nombre impair (généralement 3) de couches de placages superposées croisés, et dont la couche intermédiaire est plus fine que les couches externes. Cette structure confère au contreplaqué cintrable une flexibilité permettant de réaliser des formes incurvées selon un axe (mathématiquement, ce sont des surfaces réglées à génératrices parallèles). L’axe privilégié de cintrage est généralement parallèle au fil du bois. Outre le fait que le contreplaqué cintrable soit moins robuste que le bois massif, le contreplaqué cintrable a pour inconvénient de n’être cintrable qu’autour d’un seul axe. La variété de formes que l’on peut obtenir en travaillant un panneau de contreplaqué est donc limitée.

L’invention propose un procédé de fabrication d’objets en bois incurvés qui est moins onéreux que les procédés mettant en jeu du bois massif, tout en assurant une bonne robustesse de l’objet ainsi obtenu.

L’invention porte sur un procédé de fabrication d’un objet de forme incurvée formé principalement de contreplaqué cintrable, le procédé comprenant : la découpe de bandes dans un panneau de contreplaqué cintrable, les bandes ayant un chant avec un profil ondulé ; l’agencement d’une couche de bandes en contact deux à deux, le profil ondulé d’une bande s’engageant dans le profil ondulé d’une bande voisine ; la mise sous pression de la couche de bandes pour cintrer les bandes selon deux directions différentes.

Par « bande », on entend une forme généralement allongée ayant une largeur très inférieure à sa longueur, par exemple au moins 5 fois inférieure ou au moins 10 fois inférieure. La découpe de bande permet le cintrage selon deux directions. La bande est prévue pour que sa longueur soit parallèle à l’axe privilégié de cintrage (donc selon le fil ou grain du bois) et sa largeur soit perpendiculaire à l’axe privilégié de cintrage. Le cintrage de la largeur autour de l’axe longitudinal de la bande est aisé car il correspond au cintrage naturel du contreplaqué cintrable. Le cintrage autour d’un autre axe (par exemple perpendiculaire à la longueur de la bande) est rendu possible par la flexibilité de la bande inhérente à son ratio longueur/largeur.

Ainsi, la bande peut être cintrée autour d’un premier axe qui peut être un axe parallèle à la longueur de la bande, et (simultanément, avant ou après) autour d’un second axe qui peut être un axe parallèle à la largeur de la bande.

Ainsi, les deux directions de cintrage peuvent être sécantes, voire perpendiculaires.

Une fois mise sous pression, la couche de bandes peut être autoportante par construction ou peut être maintenue par collage.

L’utilisation du contreplaqué cintrable présente donc le double intérêt de faciliter la flexibilité tout en assurant une bonne robustesse. Une couche de placage simple ne pourrait pas assurer cette rigidité car le bois tendrait à se déchirer dans le sens du fil.

Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, plusieurs couches de bandes sont superposées, les bandes d’une couche étant agencées perpendiculairement ou obliquement par rapport aux bandes d’une autre couche. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, plusieurs couches de bandes sont superposées, les bandes d’une couche étant agencées en quinconce d’une couche à l’autre. Ces superpositions renforcent encore la robustesse de la construction.

Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les couches comprennent une couche interne, une couche externe et une couche intermédiaire, la couche intermédiaire présentant au moins un interstice entre deux bandes adjacentes. Cet interstice peut permettre le passage de connectiques (câbles, tuyaux).

Les bandes peuvent donc être superposées en trois couches. Si trois est un nombre garantissant un bon compris entre poids/rigidité/coût, il est entendu que des couches additionnelles peuvent être prévues pour renforcer d’avantage la robustesse de l’objet.

Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, une couche de tissu est agencée entre deux couches adjacente. Ce tissu peut avoir des propriétés d’isolation thermique, phonique, électromagnétique et/ou peut consolider l’adhésion entre les couches.

Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les profils ondulés des chants des bandes décrivent des queues d’aronde. En comparaison de bandes à chants droits, les queues d’arondes (ou des formes équivalentes du type « puzzle ») permettent de renforcer la robustesse des bandes une fois assemblées.

Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les bandes et leur agencement est tel que l’objet décrit une forme généralement ovoïde présentant potentiellement des évidements. Les couches peuvent s’étendre sur 360°, ou moins, autour d’un axe longitudinal d’une forme d’œuf. Des évidements (fenêtres) peuvent être prévus dans la forme ovoïde. Ces évidements résultent de la forme des bandes prévues à cet effet.

Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, au moins une des bandes est évasée à une de ses extrémités, ou à ses deux extrémités. Les extrémités évasées (ou effilées) sont amenées à être aboutées pour former un « pôle » d’une forme ovoïde ou sphérique.

Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les bandes peuvent être collées entre elles (et/ou entre leurs couches), sous vide ou par pression des couches entre elles. Une colle écologique est préférentiellement utilisée.

En combinaison ou en alternative de ce qui précède, l’invention peut également porter sur un procédé de fabrication d’un objet de forme incurvée formé principalement de contreplaqué, le procédé comprenant : la découpe de bandes dans un panneau de contreplaqué ; l’agencement des bandes selon plusieurs couches. La robustesse de la structure peut ainsi être obtenue par la superposition des couches en alternative du profil ondulé des chants.

L’invention a également pour objet une pièce de mobilier, remarquable en ce qu’elle comprend un élément incurvé fait de bandes de contreplaqué cintrable et obtenu à l’aide du procédé de fabrication évoqué ci-dessus. Cette pièce de mobilier peut être une alcôve prévue pour recevoir une personne assise désireuse de s’isoler de son environnement.

Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, la pièce de mobilier comprend deux éléments obtenus à l’aide dudit procédé, les éléments étant de forme générale ovoïde et un des éléments étant encapsulé dans l’autre

L’invention a également pour objet un moule pour la fabrication d’une pièce navale, d’une pièce aéronautique ou d’une pièce de chaudronnerie, le moule étant fabriqué à l’aide du procédé évoqué ci-dessus.

L’invention apporte un certain nombre d’avantages. D’abord, elle permet la fabrication d’objets aux formes complexes à coût réduit sans compromettre leur robustesse. Ensuite, le procédé peut être appliqué aisément pour des prototypes ou des petites séries, aussi bien que pour des grandes séries.

est une vue isométrique d’un panneau de contreplaqué ;

représente une bande découpée dans le panneau de la et cintrée selon deux axes ;

montre un exemple d’objet obtenu par l’assemblage de bandes ;

illustre une vue en coupe partielle de l’objet ;

représente un exemple de profils de chants des bandes ;

montre quelques exemples d’agencement des bandes ;

illustre un autre exemple de formes de bandes ;

montre un exemple supplémentaire de formes de bandes ;

représente encore un exemple de formes de bandes ;

décrit une pièce de mobilier.

Description détaillée

Les figures sont représentées de façon schématique. Certaines dimensions peuvent y être exagérées pour en faciliter la compréhension.

La montre un panneau de contreplaqué cintrable 1. Le sens du fil du bois est noté X et Y est référencé perpendiculairement à X.

Des bandes 2 sont découpées dans le panneau 1. Les bandes sont de forme généralement allongée ayant une largeur perpendiculaire au fil et une longueur dans le sens du fil. La longueur peut être au moins 5, au moins 10, au moins 20 ou au moins 30 fois supérieure à la largeur.

Comme les exemples donnés ci-après, chaque bande 2 a une forme particulière, conçue pour former une partie d’un objet.

La montre une bande 2 ayant été cintrée atour des deux axes X et Y. Dans cet exemple, les deux axes de cintrage sont perpendiculaires, mais d’autres cintrages sont possibles selon deux axes sécants non perpendiculaires. Le facteur de forme de la bande et son découpage dans le sens du fil sont avantageux dans cette faculté à être cintré dans les deux sens.

La partie de droite de la montre la section A-A labelisée sur la partie de gauche.

La illustre l’exemple d’un objet 3 obtenu par l’assemblage de bandes 2. Cet objet peut être de forme généralement axisymétrique, autour d’un axe qui est ici illustré comme l’axe X longitudinal des bandes. L’objet 3 peut comprendre des évidements ou fenêtres 4.

La montre une coupe partielle B-B telle qu’identifié sur la . La paroi de l’objet 3 peut en effet être formée de plusieurs couches de bandes 2 comme par exemple ici les trois couches 5, 6, 7. Une couche intermédiaire 6 peut être agencée entre une couche interne 5 et une couche externe 7. Les bandes 2 sont arrangées en quinconce d’une couche à l’autre.

Sur la couche intermédiaire 6, des interstices 8 peuvent être prévus pour réaliser certaines fonctions liées à l’objet 3. Par exemple, des conducteurs électriques peuvent être « cachés » dans ces interstices pour qu’ils ne soient pas visibles de l’extérieur. D’autres fonctions, câbles ou tuyaux peuvent occuper ces interstices.

À certains endroits, des tissus 9 peuvent être intercalés entre deux couches. Ces tissus peuvent avoir des fonctions bien définies, telles que le renforcement de l’isolation phonique, thermique ou électro-magnétique, une fonction d’étanchéité ou le renforcement de la robustesse mécanique. Lorsque le tissu 9 ne s’étend pas sur l’intégralité d’une couche 5, 6, 7, les bandes 2 sur lesquelles est appliqué le tissu 9 peuvent être d’épaisseur moindre.

Les bandes 2 peuvent aboutées les unes aux autres, chant sur chant. Les chants des bandes peuvent être droits ou sensiblement rectilignes.

Une couche de placage (non représentée) décorative peut encore venir se superposer aux couches structurelles 5, 6, 7.

La montre un mode de réalisation dans lequel les chants 10 ont des profils plus complexes qu’une simple droite ou ligne avec une courbure. Les chants 10 peuvent avoir un profil ondulé. Par « ondulé » on entend la généralité d’une répétition de vagues, de créneaux, ou tel qu’illustré ici des queues d’aronde ou des formes en « puzzle ». Le profil d’une bande est complémentaire de celui de la bande voisine.

Il est entendu que les profils peuvent être du même type pour toutes les bandes ou de type différents, notamment en fonction de la forme de l’objet et des contraintes mécaniques qui doivent être supportées à l’interface entre deux bandes voisines. Les profils ondulés ont en effet le double effet de faciliter l’assemblage des bandes les unes aux autres en les maintenant ensemble lors de la fabrication de l’objet, et l’effet de robustesse une fois l’assemblage terminé.

La montre quatre exemples (a, b, c, d) d’assemblages de bandes avec des profils ondulés. Selon le sens du fil du panneau choisi et la forme finale à obtenir, les bandes sont coupées dans un sens ou l’autre.

Les bandes peuvent être placées sur un cadre de support et avec un tel agencement, une simple pression longitudinale (par exemple une compression depuis la droite et la gauche de la ) permet de galber l’ensemble en conformité avec la forme finale désirée. Cette direction de compression peut correspondre à la direction X sur la .

La forme galbée dans deux directions de l’espace peut ensuite s’auto-maintenir par coincement ou être maintenue par collage.

Lorsque plusieurs couches sont superposées, celles-ci peuvent croiser le sens des bandes (par exemple une couche a est superposée à une couche b ou d). Alternativement, ou en complément pour réaliser le même objet, deux couches a ou deux couches b peuvent être superposées, les bandes étant positionnées en quinconce pour éviter la superposition de deux jointures de bande l’une sur l’autre.

Les figures 7 et 8 représentent d’autres exemples de formes de bande, prévues pour être assemblées pour réaliser l’objet 3 de forme en ovoïde de la avec des évidements 4. Ces figures montrent les bandes 2 déjà découpées (elles sont agencées différemment sur le panneau de contreplaqué 1 où leurs longueurs sont selon le sens du fil).

La montre un exemple où les bandes sont jointes par une partie centrale lors de leur découpage. Ce type de découpage peut faciliter la manipulation des bandes, sans entraver leur flexibilité dans les deux directions de cintrage (horizontale et verticale sur la ).

La montre une application possible du procédé selon l’invention. Une pièce de mobilier 11 est composée (voir section C-C à droite de la figure) de deux éléments ovoïdes 3 imbriqués l’un dans l’autre. La pièce 11 peut être d’une taille suffisante pour accueillir un adulte. Elle peut comporter une chaise et éventuellement un bureau. Un des deux éléments 3 pivote autour de l’axe X. Comme les deux éléments ont des évidements, en pivotant l’un des deux éléments 3, les évidements peuvent être mis en regard pour permettre d’ouvrir la pièce de mobilier et y permettre l’accès. A l’inverse, lorsque les évidements ne sont pas en regard, une personne peut être isolée à l’intérieur de l’œuf.

La pièce de mobilier 11 peut correspondre au modèle déposé EM 002585505.

La méthode pour concevoir la forme des bandes est la suivante : un objet donné est d’abord modélisé dans un logiciel de CAO ; des paramètres sont donnés pour découper l’objet virtuel en bandes (par exemple des critères de largeur maximale de bande, de nombre de bande ou de ratio largeur/longueur) ; les bandes découpées virtuellement sont ensuite aplanies (développées sur un plan) pour obtenir un patron de chaque bande ; les patrons peuvent ensuite être reproduits/imprimés sur un panneau de contreplaqué, ou directement transmis à une machine d’usinage ; les bandes ainsi matérialisées sur le panneau peuvent enfin être découpées.

Outre les applications évoquées ci-dessus, le procédé de fabrication de l’invention peut être utilisé pour fabriquer des moules pour la fabrication de pièces incurvées selon plusieurs axes (notamment pour obtenir une forme ovoïde telle que décrite plus haut). D’autres applications sont possibles, par exemples pour des moules pour des coques de navires, des aubes, des pales, ou autres pièces aéronautiques, des objets en fibres de verre, des articles de sport, des articles de chaudronnerie, etc.

Claims (10)

1. Procédé de fabrication d’un objet (3) de forme incurvée formé principalement de contreplaqué cintrable, le procédé comprenant :
   - la découpe de bandes (2) dans un panneau de contreplaqué cintrable (1), les bandes ayant un chant (10) avec un profil ondulé ;
   - l’agencement d’une couche de bandes (2) en contact deux à deux, le profil ondulé d’une bande (2) s’engageant dans le profil ondulé d’une bande (2) voisine ;
   - la mise sous pression de la couche de bandes (2) pour cintrer les bandes (2) selon deux directions différentes (X, Y).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs couches (5, 6, 7) de bandes (2) sont superposées, les bandes (2) d’une couche (5, 6, 7) étant agencées perpendiculairement ou obliquement par rapport aux bandes d’une autre couche.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs couches (5, 6, 7) de bandes (2) sont superposées, les bandes (2) d’une couche (5, 6, 7) étant agencées en quinconce d’une couche à l’autre.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, les couches comprenant une couche interne (5), une couche externe (7) et une couche intermédiaire (6), la couche intermédiaire (6) présentant au moins un interstice (8) entre deux bandes (2) adjacentes.
5. Procédé selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu’une couche de tissu (9) est agencée entre deux couches adjacentes (5, 6, 7).
6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les profils ondulés des chants (10) des bandes décrivent des queues d’aronde.
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bandes et leur agencement est tel que l’objet (3) décrit une forme généralement ovoïde, présentant potentiellement des évidements (4).
8. Pièce de mobilier (11), caractérisée en ce qu’elle comprend un élément (3) incurvé fait de bandes de contreplaqué cintrable et obtenu à l’aide du procédé selon l’une des revendications précédentes.
9. Pièce de mobilier (11) selon la revendication 8, caractérisée en ce qu’elle comprend deux éléments (3) obtenus à l’aide du procédé selon l’une des revendications 1 à 7, les éléments (3) étant de forme générale ovoïde et un des éléments (3) étant encapsulé dans l’autre.
10. Moule pour la fabrication d’une pièce navale, d’une pièce aéronautique ou d’une pièce de chaudronnerie, le moule étant fabriqué à l’aide du procédé selon l’une des revendications 1 à 7.