EP2184142A1 - Panneau latté courbé en bois massif et sa méthode de fabrication - Google Patents

Panneau latté courbé en bois massif et sa méthode de fabrication Download PDF

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EP2184142A1
EP2184142A1 EP09012592A EP09012592A EP2184142A1 EP 2184142 A1 EP2184142 A1 EP 2184142A1 EP 09012592 A EP09012592 A EP 09012592A EP 09012592 A EP09012592 A EP 09012592A EP 2184142 A1 EP2184142 A1 EP 2184142A1
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EP
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slats
panel
wood
folding
curved
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EP09012592A
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German (de)
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Yvan Baillargeon
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    • B27H1/00—Bending wood stock, e.g. boards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27M—WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M3/00—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles
    • B27M3/0013—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles
    • B27M3/0026—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles characterised by oblong elements connected laterally
    • B27M3/0053—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles characterised by oblong elements connected laterally using glue
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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
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    • E04C2/12—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products of solid wood
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    • E04C2/328—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure formed of corrugated or otherwise indented sheet-like material; composed of such layers with or without layers of flat sheet-like material slightly bowed or folded panels not otherwise provided for
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    • E04—BUILDING
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    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24628—Nonplanar uniform thickness material

Definitions

  • Curved wood panels are used in the manufacture of chair backs, casket lids, boat hulls, furniture doors and cabinets and wooden drawers, to name just a few examples. Some curved wood panels, such as chair backs, are bent along the length of the grain, either longitudinally. It can be said that other curved wooden panels, such as coffin lids, have slats parallel to the axis of the vault, and are bent transversely.
  • the production of longitudinally curved wood panels involves bending or bending the wood.
  • the bending, or folding, of wood is a delicate operation that requires good control of the process and a good knowledge of the properties of solid wood.
  • Green wood that is, freshly cut wood, is usually easier to bend than wood that has been dried in an oven.
  • the wood may be exposed to steam, or be immersed in water, before bending it to reduce the likelihood of cracking or cracking.
  • the folding can be done in various ways, for example by the use of a template or by the use of a press.
  • the panel can be bent longitudinally, transversely, or both.
  • Wooden panels can be solid wood panels.
  • FIG. 1 an example of a blockboard glued flat 10 before being folded is shown. It consists of a number of slats 12 solid wood, glued between her singing on vocals. This type of panel can be folded longitudinally or transversely, for example.
  • FIG. 2 an example of a longitudinally curved panel 110 is shown.
  • the panel 110 consists of 6 solid slats 112, 114, 116, 118, 120, 122 of solid wood which are assembled edge to edge. Parts 112, 114, 116, 118, 120, 122 are bent lengthwise about axis 124 and can be said to be that the curved panel 110 "is longitudinally folded". This type of panel can be used to make a chair back, for example.
  • a transversely curved panel 210 is shown. It consists of a number of slats 212 solid wood glued in parallel and oriented along the axis 218. We can say that in this way, the panel is "transversely folded". This type of panel can be used to make a casket lid, for example.
  • FIG. 4 There is a flowchart that illustrates the simplified process used to make a blockboard that will be bent longitudinally, transversely, or obliquely. As illustrated, the folding step is made after the paneling step. During the paneling stage, a certain amount of slats is used to assemble the board by various techniques, but it must be ensured that the joints are well glued using an appropriate glue.
  • Fig. 5 there is an organization chart that illustrates the detailed process used to make a blockboard of solid wood, bent longitudinally.
  • FIG. 6 there is an organization chart that illustrates the detailed process used to make a blockboard in solid wood, bent transversely. A set of tests was thus performed to validate the principle of longitudinal folding and transverse folding. For each test, panels were bent using a similar process. Each of the trials was conducted according to the processes illustrated in figures 5 and 6 depending on whether it is a longitudinal or transverse bend. Variables in the overall process were brought from one test to another, as shown in the following tables, to obtain the best result. No. of tests TH% Wood moisture Wood essence Steaming Min.
  • Fig. 5 For longitudinal bending, the general process used in each of the 4 tests is represented at Fig. 5 .
  • the method involves the use of a series of yellow air dried birch planks having a thickness of 4/4 and a variable width.
  • the category of yellow birch planks is selected, SAP, having a pale face (example face of heartwood).
  • SAP yellow birch planks
  • TH% hygroscopic humidity level
  • each panel is made by gluing a variable amount of slats of varying widths edge to edge with the glue shown in the table above. It is good to note that all panels are flat after gluing, before being folded. Gluing the panel is done directly in the steaming chamber by putting it in greenhouses. The heat, 85-90 degrees Celsius, in the bake chamber, contributed to the hardening of the glue during the 15 or 30 minute steaming step according to the test. A total of ten panels were made for each test.
  • the paneling was followed by a step of dimensioning the panels.
  • the panels were glided to 13/16 inch and cut to a specific length to fit the compression sheet when used.
  • Each panel was then folded into a hydraulic press on a mold.
  • the type of used press is indicated in the table above.
  • a compression plate has been used during folding, this is indicated in the folding compression column also in this table.
  • the folded panels were subsequently allowed to dry naturally under normal atmospheric conditions (hygroscopic balance of 6 to 8%).
  • Fig. 6 For transverse folding, the general process used in each of the 4 tests is represented at Fig. 6 .
  • the method involves the use of a series of yellow air dried birch planks having a thickness of 4/4 and a variable width.
  • the yellow birch plank category is selected, SAP, with a pale face (heartwood-free face).
  • TH% hygroscopic humidity level
  • each panel is made by gluing a variable amount of slats of varying widths edge to edge with the glue shown in the table above.
  • the gluing of the panel was done in spider type greenhouses. It is good to note that all panels are flat after gluing, before being folded. The drying and curing time of the adhesive depends on the technical data sheet of the glue manufacturer used. A total of ten panels were made for each test.
  • the paneling was followed by a step of dimensioning the panels.
  • the panels were hung at 13/16 inch and cut to a specific width to fit the compression sheet when used.
  • Each panel was steamed with a steam oven. This operation was carried out at 85-90 degrees Celsius for 15 or 30 minutes depending on experience.
  • Each panel was then folded into a hydraulic press on a mold.
  • the type of press used is indicated in the table above.
  • a compression sheet has been used during folding, this is indicated in the bending compression column, also in this table.
  • the folded panels were subsequently left to dry naturally, under normal atmospheric conditions (hygroscopic balance of 6 to 8%).
  • a compression sheet is intended to prevent stretching of the wood fiber on the convex face of the piece of wood or the panel to bend.
  • the panel In both ends of the sheet, there is a stop, the panel is then cut to a precise size at the exact distance between these 2 stops.
  • the sheet In the folding step, the sheet follows the panel in the press until the final form.
  • the radius of curvature is influenced by the thickness of the wood to be bent: the greater the thickness of the wood, the greater the radius of curvature must be.
  • Each panel was bent using a hydraulic bending press. The folded panels were subsequently allowed to dry naturally under normal atmospheric conditions (hygroscopic balance of 6 to 8%).
  • the deformation produced on the curved panels, after drying, is very minimal. Some straightening has occurred on the folded panels, but no more than what is normally intended for a single piece, that is, without gluing.
  • a very interesting fact is that the folding of a glued blockboard tolerates certain defects that the individual piece bending would not accept at the risk of bending breaks. For example, knots and slanted wood support the effect of folding when these pieces are glued together. Since these defects are not often found opposite each other, the defect-free slats support those who have them. We can therefore expect better and greater use of the wood resource.
  • folding the panel can advantageously save the step of having to machine an angle on the edges of the component parts.
  • to assemble a flat panel then to bend it can be realized in a short time, according to a simpler process than to assemble slats with angular edges for, later, to stick them in a mold, and to flush with the desired curvature.
  • Folding the panel can be done using other appropriate tools.
  • the use of rollers rather than a press may be appropriate in some situations.
  • a suitable adhesive may be a polyurethane adhesive, melamine containing urea formaldehyde with a catalyst, a white PVA type glue with a catalyst, to give only a few examples. Some glues should be avoided. In particular, I found that the exterior PVA glue from Lepage TM, as well as the PVA white glue without catalyst, were not appropriate, at least in some applications.
  • Hardwoods designated as hardwoods give better results than conifers in general. Wood such as African mahogany and eucalyptus or lyptus are preferably to be avoided.
  • the recommended wood species are the wood that is normally used in paneling and industrial folding. For some applications, the process can be started with already dry, kiln dried wood rather than using air-dried wood.
  • the panels After folding, the panels can finish drying freely, in ambient air, where still in an artificial dryer with controlled heat and humidity.
  • I curved panels made of solid wood slats with hygroscopic moisture ranging between 8 and 30% and between 1/8 and 1 7/8 inches thick, after steaming between 2 and 60 minutes before folding and having a radius of curvature greater than 2 inches, for example.
  • This new approach opens up great opportunities from a technical and economic point of view for manufacturers of curved items, such as wooden sports items, chair backs or kitchen cabinet doors, made of solid wood, by example.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
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Abstract

L'invention permet la réalisation de pièces, courbées longitudinalement (2) ou transversalement (3), de grandes dimensions, en assemblant des lattes de bois solides (5) les unes aux autres, rive contre rive, à l'aide d'une colle, et de cintrer cette nouvelle pièce obtenue par la suite. La perte de bois solide est alors beaucoup diminuée étant donnée la possibilité d'assembler plusieurs lattes de bois de différentes largeurs ensemble. Cela permet alors la réalisation de pièces finales courbées de dimension presque illimitée, dimension qui avant était limitée par la largeur des sciages ou autrement dit par la grosseur des arbres. La limite se situe au niveau de la capacité des équipements utilisés pour le cintrage du bois solide. Nous pouvons penser à la fabrication de dossiers de chaises en bois, de portes d'armoires de cuisine arrondies et de couvercles de cercueils.

Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • Il s'agit de plier un panneau latté collé en bois massif.
    • HISTORIQUE
  • Des panneaux en bois courbés sont employés dans la fabrication de dossiers de chaises, de couvercles de cercueils, de coques de bateau, de portes de meubles et d'armoires et de tiroirs en bois, pour ne donner que quelques exemples. Certains panneaux en bois courbés, tels que les dossiers de chaise, sont pliés sur la longueur du grain, soit longitudinalement. On peut dire que d'autres panneaux en bois courbés, tels que des couvercles de cercueil, ont des lattes parallèles à l'axe de la voûte, et sont pliés transversalement.
  • La production de panneaux en bois courbés longitudinalement implique de plier, ou de cintrer, le bois. Le cintrage, ou le pliage, du bois, est une opération délicate qui demande une bonne maîtrise du procédé ainsi qu'une bonne connaissance des propriétés du bois massif. Le bois vert, c'est-à-dire du bois fraîchement coupé, est en général plus facile à plier que le bois qui a été séché dans un four. Le bois peut être exposé à la vapeur, ou être immergé dans l'eau, avant de le plier pour réduire la probabilité de fendillement ou de craquelage. Le pliage peut être fait de diverses façons, par exemple par l'usage d'un gabarit ou par l'usage d'une presse.
  • La production de panneaux en bois massif lattés courbés longitudinalement implique, jusqu'à ce jour, d'assembler plusieurs pièces préalablement cintrées les unes aux autres, de quelque que façon que ce soit, pour former un panneau. Pour les panneaux arqués transversalement l'usinage d'au moins un chant de chacune des lattes de bois est nécessaire pour lui donner un angle pour assembler les lattes, et les assembler afin de leur donner une forme arquée transversalement. Le rayon de la voûte est ainsi prédéterminé par l'angle auquel les chants des pièces en bois sont usinés.
  • Le cintrage ou pliage du bois solide à la vapeur a permis jusqu'à maintenant l'utilisation de pièces de bois d'un seul morceau, c'est-à-dire, des pièces uniques, qui doivent avoir d'emblée la dimension finale désirée. Cela limite donc la dimension des pièces courbées réalisables et cause souvent beaucoup de perte de bois.
  • Les procédés de production connus pour obtenir des panneaux courbés lattés en bois massif ont été satisfaisants jusqu'à un certain degré. Cependant, il y a encore place à l'amélioration.
    • SOMMAIRE
  • D'une part, il est possible d'obtenir un panneau cintré, en utilisant un panneau plat composé de lattes rectifiées sur leurs chants et le transformer, par pressage, en un panneau incurvé.
  • D'autre part, on peut utiliser une méthode de fabrication d'un panneau en bois courbé à partir d'un panneau plat composé de lattes collées chant sur chant afin de le transformer d'un panneau plat en un panneau courbé transversalement, longitudinalement ou les deux.
  • D'autre part, on peut utiliser une méthode de fabrication d'un panneau en bois courbé à partir d'un panneau plat composé de lattes collées chant sur chant en utilisant une colle résistant à la vapeur, cette méthode permettant d'utiliser une vapeur chaude qui augmentera la flexibilité des lattes de bois pour faciliter le pliage du panneau.
  • D'autre part, on peut utiliser une méthode de fabrication d'un panneau en bois courbé à partir d'un panneau plat composé de lattes collées chant sur chant ayant entre 8 et 30% d'humidité hygroscopique et qui est collé en utilisant une colle résistant à la vapeur, puis l'étuver durant 2 à 60 minutes. Cette technique permet de plier des panneaux d'épaisseur de 1/8" à 1 7/8" et ayant un rayon supérieur à 2 pouces.
  • On pourra courber le panneau longitudinalement, transversal, ou tous les deux.
  • Il est aussi possible de plier des panneaux composés de lattes en bois assemblées de façon longitudinal, transversal, ou les deux.
  • Les panneaux en bois peuvent être des panneaux de bois solide.
    • DESCRIPTION DES FIGURES
  • Dans les figures jointes :
    • Fig. 1 est une vue en perspective montrant un exemple de panneautage, donc un panneau latté à plat en bois massif avant l'étape du pliage;
    • Fig. 2 est une vue en perspective montrant un exemple d'un panneau en bois courbé longitudinalement;
    • Fig. 3 est une vue en perspective montrant un exemple d'un panneau en bois courbé transversalement;
    • Fig. 4 est un organigramme montrant un exemple d'une méthode pour obtenir un panneau courbé;
    • Fig. 5 est un organigramme montrant un autre exemple d'une méthode pour obtenir un panneau courbé longitudinalement;
    • Fig. 6 est un organigramme montrant un autre exemple d'une méthode pour obtenir un panneau courbé transversalement; et
    • Fig. 7 est une photographie montrant des exemples de panneaux lattés courbés en bois massif, obtenus par la présente invention.
    DESCRIPTION DÉTAILLÉE
  • Dans la fig. 1, un exemple d'un panneau latté colle à plat 10 avant d'être plié est montré. Il se compose d'un certain nombre de lattes 12 en bois massif, collées entre elle chant sur chant. Ce type de panneau peut être plié longitudinalement ou transversalement, par exemple.
  • Dans la fig. 2, un exemple d'un panneau 110 courbé longitudinalement est montré. Le panneau 110 se compose de 6 lattes pleines 112, 114, 116, 118, 120, 122 en bois massif qui sont assemblées chant sur chant. Les pièces 112, 114, 116, 118, 120, 122 sont pliées leur longueur, autour de l'axe 124 et on peut dire qu'ainsi, le panneau courbé 110 «est longitudinalement plié ». Ce type de panneau peut être utilisé pour fabriquer un dossier de chaise, par exemple.
  • Dans la fig. 3, un exemple d'un panneau 210 courbé transversalement est montré. Il se compose d'un certain nombre de lattes 212 en bois massif collées en parallèle et orientées selon l'axe 218. On peut dire qu'ainsi, le panneau est « transversalement plié ». Ce type de panneau peut être employé pour fabriquer un couvercle de cercueil, par exemple.
  • Dans la fig. 4, on retrouve un organigramme qui illustre le processus simplifié employé pour faire un panneau latté qui sera courbé longitudinalement, transversalement, ou obliquement. Comme illustrée, l'étape de pliage est faite après l'étape du panneautage. Durant l'étape du panneautage, une certaine quantité de lattes est utilisée pour assembler le panneau par diverses techniques, mais il faut s'assurer que les joints soient bien collés en utilisant une colle appropriée.
  • Dans la fig. 5, on retrouve un organigramme qui illustre le processus détaillé employé pour faire un panneau latté en bois massif, courbé longitudinalement.
  • Dans la fig. 6, on retrouve un organigramme qui illustre le processus détaillé employé pour faire un panneau latté en bois massif, courbé transversalement. Un ensemble d'essais a été ainsi effectué pour valider le principe de pliage longitudinal et le pliage transversal. Pour chacun des essais, des panneaux ont été cintrés en utilisant un processus semblable. Chacun des essais fut réalisé selon les processus illustrés aux figures 5 et 6 selon qu'il s'agit d'un cintrage longitudinal ou transversal. Des variables dans le processus général ont été apportées d'un essai à l'autre, tel que représenté dans les tableaux qui suivent, afin d'obtenir le meilleur résultat.
    No. d'essais TH % Humidité du bois Essence du bois Etuvage Min. Compression au pliage Rayon de courbure (pouces) Type de presse utilisée Colle utilisée
    1 25-30 Bouleau jaune 15 Non 23 Plateaux chauffants Linestar 4610 (Nacan)
    2 25-30 Bouleau jaune 30 Non 23 Plateaux chauffants Pur-Fect Lok (Nacan)
    3 12-16 Bouleau jaune 15 Oui 23 Haute fréquence Purbond HB-222 (Nacan)
    4 12-16 Bouleau jaune 15 Oui 6 Tables pliantes MUF 400 (Tembec)
  • Pour le cintrage longitudinal, le processus général utilisé dans chacun des 4 essais est représenté à la fig. 5. La méthode comprend l'utilisation d'une série de planches de bouleau jaune séché à l'air, ayant une épaisseur de 4/4 et une largeur variable. La catégorie des planches de bouleau jaune est sélect, SAP, ayant une face pâle (face exemple de duramen). Lors de chaque essai, des planches sélectionnées aléatoirement ont été testées afin d'obtenir leur niveau d'humidité hygroscopique (TH%), pour ainsi obtenir le taux d'humidité des lattes utilisées dans la confection des panneaux pour chacun des 4 essais. Cette humidité de « départ » est également indiquée dans le tableau ci-dessus.
  • Durant l'étape du panneautage, chaque panneau est fait en collant une quantité variable de lattes de largeurs variées chant sur chant avec la colle indiquée au tableau ci-dessus. Il est bon de noter que tous les panneaux sont plats après le collage, avant d'être pliés. Le collage du panneau est effectué directement dans la chambre d'étuvage en le mettant sous serres. La chaleur, 85-90 degrés Celsius, dans la chambre d'étuvage, a contribué au durcissement de la colle pendant l'étape d'étuvage de 15 ou 30 minutes selon l'essai. Un total d'une dizaine de panneaux a été fait pour chaque essai.
  • Le panneautage a été suivi d'une étape de dimensionnement des panneaux. Les panneaux ont été planés à 13/16 pouce et coupés à une longueur précise pour ajuster à la tôle de compression lorsqu'utilisée.
  • Chaque panneau a ensuite été plié dans une presse hydraulique sur un moule. Le type de presse utilisée est indiqué dans le tableau ci-dessus. Lorsqu'une tôle de compression a été utilisée lors du pliage, cela est indiqué dans la colonne compression au pliage également dans ce tableau.
  • Les panneaux pliés ont, par la suite, été laissés à sécher naturellement, dans des conditions atmosphériques normales (équilibre hygroscopique de 6 à 8%).
  • Les panneaux pliés ont été inspectés afin de vérifier l'état des joints de colle, l'apparence des panneaux, tant sur la face concave que sur la face convexe. Les résultats de cette inspection pour chaque essai apparaissent dans le tableau présenté ci-dessous.
    RÉSULTATS DES ESSAIS DE PLIAGE LONGITUDINAL
    No. essais États des joints collés après le pliage Quantité de bons panneaux en % (note 1) Commentaires
    1 Environ 30 % des joints ont cédé partiellement au pliage 0 % Certains joints de colles sont demeurés intacts sur toute la longueur
    2 Environ 50% des joints collés ont cédé partiellement au pliage 0 % Certains joints de colle dont demeurés intacts sur toute leur longueur
    3 Les joints collés sont demeurés intacts sur la face concave. Sur la face convexe, on retrouve, sur les mauvais panneaux, de petites ouvertures. 85 % Utilisation d'une tôle de compression
    4 Les joints collés sont demeurés intacts sur la face concave. Sur la face convexe, on retrouve, sur les mauvais panneaux, de petites ouvertures au centre de la courbure. 70 % Utilisation d'une tôle de compression
    Note 1 Un panneau est considéré comme bon lorsque les joints de colle sont demeurés intacts, sans ouverture sur la face concave et convexe de celui-ci après le pliage et le séchage final.
    Essais de pliage transversal
    No. d'essais TH % Humidité du bois Essence du bois Etuvage Min. Compression au pliage Rayon de courbure (pouces) Type de presse utilisée Colle utilisée
    1 25-30 Bouleau jaune 30 Non 23 Plateaux chauffants Linestar 4610 (Nacan)
    2 25-30 Bouleau jaune 30 Non 23 Plateaux chauffants Pur-Fect Lok (Nacan)
    3 25-30 Bouleau jaune 15 Non 23 Haute fréquence Purbond HB-222 (Nacan)
    4 12-16 Bouleau jaune 15 Oui 18 Haute fréquence Purbond HB-222 (Nacan)
  • Pour le pliage transversal, le processus général utilisé dans chacun des 4 essais est représenté à la fig. 6. La méthode comprend l'utilisation d'une série de planches de bouleau jaune séché à l'air, ayant une épaisseur de 4/4 et une largeur variable. La catégorie des planches de bouleau jaune est sélect, SAP, ayant une face pâle (face exempte de duramen). Lors de chaque essai, des planches sélectionnées aléatoirement ont été testées afin d'obtenir leur niveau d'humidité hygroscopique (TH%), pour ainsi obtenir le taux d'humidité des lattes utilisées dans la confection des panneaux pour chacun des 4 essais. Cette humidité de « départ » est également indiquée dans le tableau ci-dessus.
  • À l'étape du panneautage, chaque panneau est fait en collant une quantité variable de lattes de largeurs variées chant sur chant avec la colle indiquée au tableau ci-dessus. Le collage du panneau s'est effectué dans des serres de type-araignée. Il est bon de noter que tous les panneaux sont plats après le collage, avant d'être pliés. Le temps de séchage et de durcissement de la colle est en fonction de la fiche technique du fabricant de la colle utilisée. Un total d'une dizaine de panneaux a été fait pour chaque essai.
  • Le panneautage a été suivi d'une étape de dimensionnement des panneaux. Les panneaux ont été planés à 13/16 pouce et coupés à une largeur précise pour s'ajuster à la tôle de compression lorsqu'utilisée.
  • Chaque panneau a été traité à la vapeur à l'aide d'une étuve à vapeur libre. Cette opération a été effectuée à 85-90 degrés Celsius pendant 15 ou 30 minutes selon l'expérience.
  • Chaque panneau a ensuite été plié dans une presse hydraulique sur un moule. Le type de presse utilisée est indiqué dans te tableau ci-dessus. Lorsqu'une tôle de compression a été utilisée lors du pliage, cela est indiqué dans la colonne compression au pliage, également dans ce tableau.
  • Les panneaux pliés ont, par la suite, été laissés séchés naturellement, dans des conditions atmosphériques normales (équilibre hygroscopique de 6 à 8 %).
  • Les panneaux pliés ont été inspectés afin de vérifier l'état des joints de colle, l'apparence des panneaux, tant sur la face concave que sur la face convexe. Les résultats de cette inspection pour chaque essai apparaissent dans le tableau présenté ci-dessous.
    RÉSULTATS DES ESSAIS DE PLIAGE TRANSVERSAL
    No. essais États des joints collés après le pliage Quantité de bons panneaux en % (note 1) Commentaires
    1 Tous les joints collés sont demeurés intacts sur les faces concave et convexe. 100 %
    2 La majorité des joints collés sont demeurés intacts sur les faces concave et convexe 75 %
    3 Tous les joints collés sont demeurés intacts sur les faces concave et convexe. 100 %
    4 Tous les joints collés sont demeurés intacts sur les faces concave et convexe. 100 % Utilisation d'une tôle de compression
    Note 1 Un panneau est considéré comme bon lorsque les joints de colle sont demeurés intacts, sans ouverture sur la face concave et convexe de celui-ci après le pliage et le séchage final.
  • Une tôle de compression a pour objectif d'empêcher l'étirement de la fibre de bois sur la face convexe de la pièce de bois ou du panneau à courber. Dans les 2 extrémités de la tôle, on retrouve une butée, le panneau est alors coupé à une dimension précise à la distance exacte entre ces 2 butées. Dans l'étape du pliage, la tôle suit le panneau dans la presse jusqu'à la forme finale.
  • En conclusion, plus le rayon de courbure est petit, plus il est recommandé d'utiliser une tôle de compression. Le rayon de courbure est influencé par l'épaisseur du bois à plier : plus l'épaisseur du bois est importante, plus le rayon de courbure doit être grand. Chaque panneau a été plié à l'aide d'une presse de cintrage hydraulique. Les panneaux pliés ont, par la suite, été laissés à sécher naturellement, dans des conditions atmosphériques normales (équilibre hygroscopique de 6 à 8%).
  • La déformation produite sur les panneaux courbés, après séchage, est très minime. Un certain redressement s'est produit sur les panneaux pliés, mais pas plus que ce qui est normalement prévu pour une pièce unique, c'est-à-dire, sans collage. Un fait très intéressant est que le pliage d'un panneau en bois latté collé tolère certains défauts que le pliage de pièce individuelle n'accepterait pas au risque de cassures au pliage. Par exemple, les noeuds et le bois au fil oblique supportent l'effet du pliage lorsque ces pièces sont collées entre elles. Étant donné que ces défauts ne se retrouvent pas souvent vis-à-vis les uns des autres, les lattes exemptes de défauts supportent celles qui en ont. On peut donc s'attendre à une meilleure et plus grande utilisation de la ressource bois.
  • Il est normalement plus facile de plier un panneau transversalement que longitudinalement. Lors d'un pliage longitudinal, les joints de colle sont soumis à des forces de cisaillement importantes. Par contre, lors d'un pliage transversal, l'effort agit entre les fibres du bois plutôt que sur la longueur des fibres en bois, et l'effort sur les joints de colle sont principalement ressenti par la tension entre les lattes de bois.
  • Les expériences ci-dessus décrites démontrent que le pliage de panneaux faits de lattes en bois massif est faisable et donne des résultats satisfaisants tout en permettant la récupération du bois, et ce, tant transversalement que longitudinalement. Ces résultats sous-entendent que le pliage oblique des panneaux est aussi bien faisable puisque courber obliquement est la combinaison d'un pliage transversal et longitudinal.
  • Si on tente de faire un panneau courbé en utilisant des lattes individuellement pliées puis assemblées les unes aux autres, le redressement inégal des pièces fera en sorte que le panneau qui en résultera aura des surfaces inégales. Le rayon de pliage des lattes entre elles pourra être inégal et le panneau qui en résultera devra être retravaillé afin d'obtenir un produit satisfaisant.
  • Affleurer le panneau à plat sur son épaisseur avant de le plier est beaucoup plus simple et ne nécessitera aucune opération additionnelle après le pliage, si ce n'est qu'un léger sablage.
  • Plier le panneau plutôt que de plier les lattes individuellement pour les assembler ensuite peut sauver une quantité de temps considérable sans compter que la perte de bois est de beaucoup diminuée, étant donné le collage de lattes de largeurs variées, même étroites. Cela peut éliminer les opérations qui ne contribuent pas à la valeur ajoutée et permet de nouvelles applications. Par exemple, les dossiers de chaise qui étaient habituellement faits d'une pièce unique pourront maintenant être faits avec un panneau latté. Des panneaux courbés de plus grande dimension peuvent également être faits, parce que le panneautage permet beaucoup de flexibilité dans la taille finie des pièces, simplement en assemblant plus ou moins de lattes ensemble.
  • Dans le cas des panneaux pliés transversalement, le pliage du panneau peut avantageusement sauver l'étape de devoir usiner un angle sur les chants des pièces composantes. En d'autre terme, assembler un panneau plat puis le plier peut être réalisé en peu de temps, selon un processus plus simple que d'assembler des lattes à chants angulaires pour, par la suite, les coller dans un moule, et de les affleurer en respectant la courbure désirée.
  • En plus des exemples ci-haut mentionnés dans ce document, plusieurs autres alternatives peuvent être considérées.
  • Par exemple, bien que les exemples décrits plus haut s'appliquent sur des panneaux pliés régulièrement sur toute leur surface, il est aussi possible de plier qu'une partie de la surface.
  • Le pliage du panneau peut être effectué à l'aide d'autres outils appropriés. Par exemple, l'utilisation de rouleaux plutôt qu'une presse peut être appropriée dans certaines situations.
  • Un choix approprié de colle joue un rôle important pour empêcher l'apparition de failles dans les joints de colle. La colle devrait pouvoir résister à la chaleur et à l'humidité auxquelles le panneau est exposé pendant l'étuvage et devrait également pouvoir résister à l'opération de pliage. Une colle adéquate peut être une colle dite polyuréthane, de mélamine contenant de l'urée formaldéhyde avec un catalyseur, une colle blanche de type PVA avec un catalyseur, pour ne donner que quelques exemples. Certaines colles doivent être évitées. En particulier, j'ai constaté que la colle PVA extérieure de Lepage TM, ainsi que la colle blanche PVA sans catalyseur n'étaient pas appropriées, au moins dans quelques applications.
  • Les bois durs désignés comme feuillus donnent de meilleurs résultats que les résineux en général. Les bois tels que l'acajou africain et l'eucalyptus ou lyptus sont de préférence à éviter. Les essences de bois recommandables sont les bois que l'on utilise normalement en panneautage et pliage industriel. Pour quelques applications, on peut commencer le processus avec des bois déjà secs, séchés au séchoir, plutôt que d'utiliser des bois séchés a l'air.
  • Après le pliage, les panneaux peuvent finir de sécher librement, à l'air ambiant, où encore dans un séchoir artificiel avec chaleur et humidité contrôlés.
  • J'ai courbé des panneaux faits de lattes en bois massif ayant une humidité hygroscopique se situant entre 8 et 30% et entre 1 /8 et 1 7/8 pouce d'épaisseur, après avoir été chauffés à la vapeur entre 2 et 60 minutes avant le pliage et ayant un rayon de courbure supérieur à 2 pouces, par exemple.
  • Cette nouvelle façon de faire ouvre de belles perspectives du point de vue technique et économique pour les fabricants d'articles cintrés, tels des articles de sports en bois, des dossiers de chaises ou des portes d'armoires de cuisine, en bois massif, par exemple.

Claims (15)

  1. Un procédé pour obtenir une pièce de bois courbée selon un rayon de courbure désiré et une direction désirée, comprenant :
    a) l'assemblage d'au moins deux lattes de bois solides, de même épaisseur, en un panneau généralement plat; et
    b) le pliage du panneau obtenu selon le rayon de courbure désiré et la direction désirée;
    dans lequel les lattes sont sélectionnées parmi des lattes de même largeur, des lattes de largeurs différentes, des lattes de même essence, et des lattes d'essences différentes.
  2. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit assemblage des deux lattes comprend le collage desdites lattes selon au moins un de : i) chant contre chant et ii) face contre face.
  3. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel ledit pliage du panneau est effectué selon l'un de : i) dans une presse de cintrage sur un moule et ii) avec des rouleaux.
  4. Le procédé selon la revendication 3, dans lequel ladite presse est à plateaux chauffants, à haute fréquence ou à tables pliantes.
  5. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant de plus l'étuvage du panneau.
  6. Le procédé selon la revendication 2, comprenant de plus l'étuvage du panneau, ledit collage comprenant l'utilisation d'une colle résistance à la température et à l'humidité dudit étuvage et résistante audit pliage.
  7. Le procédé selon la revendication 6, la colle utilisée étant sélectionnée parmi : une colle polyuréthane, une colle de mélamine contenant de l'urée formaldéhyde avec un catalyseur, et une colle blanche de type PVA avec un catalyseur.
  8. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant de plus le séchage de la pièce de bois courbée obtenue.
  9. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ledit pliage est effectué en utilisant une tôle de compression.
  10. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel ledit pliage est effectué longitudinalement, transversalement, ou en oblique, sur au moins une partie de la surface du panneau.
  11. Une pièce en bois courbée, constituée de lattes de bois assemblées en un panneau généralement plat puis plié selon un rayon de courbure désiré et une direction désirée.
  12. La pièce selon la revendication 11, dans laquelle lesdites lattes sont assemblées selon au moins l'un de : i) chant contre chant et ii) face contre face.
  13. La pièce selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, dans laquelle ledit panneau est fait de lattes en bois massif ayant une humidité hygroscopique comprise entre 8 et 30% et une épaisseur comprise entre 1/8 et 1 7/8 de pouces, et le rayon de courbure désiré est d'au moins 2 pouces.
  14. La pièce selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, ladite direction désirée étant l'une de : i) longitudinale, ii) transversale, et iii) oblique.
  15. La pièce selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, en bois massif.
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