Julie Cool, Ph.D. FPInnovations Roger Hernández, Ph.D. Université …©s/Comité des a-c... ·...
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Julie Cool, Ph.D. FPInnovationsRoger Hernández, Ph.D. Université Laval
Ateliers-conférences CIFQ9 septembre 2011
Peu présent dans les produits d’apparence
Les produits de seconde transformation nécessitentplusieurs étapes d’usinage avant l’application d’unecolle ou d’un produit de finition
Le défi de l’épinette noire est de minimiser l’apparitionde défauts Fil arraché
Fil soulevé
Le procédé de ponçage est habituellement utilisé pourpréparer les surfaces pour les opérations de collage etde finition Surfaces uniformes Marques de caractère peu visibles Procédé coûteux Risques pour la santé du système respiratoire
Les procédés alternatifs permettent de préparer lasurface du bois de manière plus efficace et à moindrecoût
Évaluer le comportement à l’usinage de finition dubois d’épinette noire afin d’élargir son spectred’application et augmenter sa valeur ajoutée sur lemarché
Comparer différents procédés d’usinage de finition enfonction de la qualité de surface et de la fabrication deproduits lamellés-collés, lambris et portes et fenêtres.
Réduire la dépendance au ponçage
Partie 1 : Effet de l’angle d’attaque et la vitesse d’avance sur latopographie et la résistance au cisaillement à la ligne de colled’isocyanate
Optimisation du ponçage 3 programmes de ponçage [P80, P80-100, P80-100-120] 3 vitesses d’avance [4, 10,5, 17 m/min]
Optimisation de la coupe périphérique droite 4 angles d’attaque [15°, 20°, 25°, 30°] 4 ondes d’usinage [1,4, 2,0, 3,3, 10 mm]
asdf
Procédésd’usinage
Rugosité desurface
CollageEssais
mécaniques
Avantvieillissement
AprèsvieillissementColle isocyanate
WD3-A322 + CX-47 ASTM D3434
ASTM D905
↑ avec la vitesse d’avance
↑ avec l’angle d’attaque lorsque l’onde d’usinage
est ≥ 3,3 mm
↓ avec l’augmentation de l’angle d’attaque lorsque
l’onde d’usinage ≤ 2 mm
Onde d’usinage (mm) SA (µm)
1,4 6,9 A
2,0 7,3 B
3,3 7,8 C
10,0 11,6 D
Vitesse d’avance (m/min) SA (µm)
4 8,8 A
10,5 10,8 B
17 11,9 C
Ponçage 80-grain
Rabotagepériphérique droit
Angle d’attaque (°) Avant vieillissement Après vieillissement
15 8,8 B 5,8 C
20 9,4 A 6,0 C
25 9,1 B 5,9 C
30 9,0 B 6,4 D
Ponçage 80-grainAvant vieillissement = 9,1 MPaAprès vieillissement = 7,5 MPa
- 34%
- 17%
Partie 2 : Effet du procédé d’usinage sur la topographie et larésistance au cisaillement à la ligne de colle d’acétate de polyvinyle
Coupe oblique α = 58°; β = 32°; i = 60°
Coupe périphérique droiteα = 12°; β = 40°; A = 10 m/min
Coupe rotativeαA = 15°; αR = 13°; β = 60°; A = 10 m/min
Ponçage P80-grain Al2O3 ; A = 10 m/min
a
Procédésd’usinage
Rugosité desurface
CollageEssais
mécaniques
Avantvieillissement
Aprèsvieillissement
ASTM D3434
PVA Duro-LokHenkel
ASTM D905
Coupe oblique Coupe rotative
Ponçage
Coupe périphérique droite
Traitement d’usinage SA (µm)
Coupe oblique 6,3 B
Coupe périphérique 8,2 C
Coupe rotative 8,0 C
Ponçage 3,6 A
0
2
4
6
8
10
12
14
Coupe oblique Coupe périphériquedroite
Coupe rotative Ponçage
Cis
aille
men
tà
lalig
ne
de
colle
(MP
a)
Initiale6 cycles13 cycles
A AA A
0
2
4
6
8
10
12
14
Coupe oblique Coupe périphériquedroite
Coupe rotative Ponçage
Cis
aille
men
tà
lalig
ne
de
colle
(MP
a)
Initiale6 cycles13 cycles
A AB B
AB
AB
0
2
4
6
8
10
12
14
Coupe oblique Coupe périphériquedroite
Coupe rotative Ponçage
Cis
aille
men
tà
lalig
ne
de
colle
(MP
a)
Initiale6 cycles13 cycles
A AB B
AB
ABBB B
C C C
Optimisation et sélection de paramètres de coupe de 5 procédésd’usinage en fonction de la qualité de surface et l’adhésion d’unproduit de finition à base d’eau
Optimisation du ponçage 3 programmes de ponçage [P100, P100-150, P100-120-180] 3 vitesses d’avance [4, 10,5, 17 m/min]
Étude de procédés alternatifs Coupe oblique
▪ 3 angles obliques [10, 35, 60°]
Coupe rotative▪ 3 avances par dent [0,26, 0,34, 0,53 mm]
Coupe périphérique hélicoïdale▪ 3 ondes d’usinage [1,11, 1,43, 2,00 mm]
Optimisation de la coupe périphérique droite 3 angles d’attaque [10, 15, 20°] 3 ondes d’usinage [0,8, 1,0, 1,3 mm]
Procédésd’usinage
Microscopieélectronique
Rugosité desurface
VernissageEssais
mécaniques
Avantvieillissement
Aprèsvieillissement
ASTM D4541
ASTM D3459
Innocryl PF2 couches de 150 μm
Traitement d’usinage SA (µm)
P100-150 17 m/min 4,2 A
Coupe oblique 35° 5.7 B
Coupe périphériquehélicoïdale 1,43 mm
5.9 B
Coupe rotative 0,53 mm 10,2 D
Coupe périphériquedroite 10° 1,3 mm
6,9 C
Traitement d’usinageAdhésion après
vieillissement (MPa)
P100-150 17 m/min 3,3 A
Coupe oblique 35° 3,3 A
Hélicoïdale 1,43 mm 3,3 A
Coupe rotative 0,53 mm 2,7 B
Droite 10° 3,3 A
Perte d’adhésion(%)
29 C
20 A
23 AB
29 C
19 A
La qualité de surface optimale n’est pas lamême pour le collage et la finition et dépendde l’adhésif utilisé
Fibrillation
+ Surface disponible pour l’ancrage mécanique
Rugosité Faible et liée aux observations MEB
Cisaillement à la ligne de colle
Peu de différence entre les traitements
Adhésion du produit de finition
Ponçage P100-150 17 m/min
Potentiel de remplacement du ponçage
▪ Coupe oblique 35°
▪ Coupe périphérique hélicoïdale 1,43 mm
▪ Coupe périphérique droite 10° 1,3 mm