FR3048904A1 - Procede et dispositif de decoupe d'un matelas ou panneau en laine minerale - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de découpe d'un matelas ou panneau (1) en laine minérale, comprenant : - des moyens de déplacement (3, 4) du matelas ou panneau (1) en laine minérale , qui comprennent au moins un convoyeur, aptes à se déplacer suivant une direction (X), - un fil diamanté (2) adapté à découper le matelas ou panneau (1) en laine minérale, - des moyens de défilement (8, 9) du fil diamanté (2) dans une direction (Y) perpendiculaire à la direction (X) de déplacement du matelas ou panneau (1) en laine minérale. L'invention permet de réaliser une découpe nette sans ponçage ultérieur, et qui limite fortement les déchets et la poussière générés.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE DECOUPE D’UN MATELAS OU PANNEAU
EN LAINE MINERALE L’invention concerne un dispositif et un procédé de découpe d’un matelas ou d’un panneau en laine minérale. Elle s’applique tout particulièrement aux produits d’isolation acoustique à base de laine minérale.
Les matelas ou panneaux en laine minérale sont constitués de fibres minérales fabriquées par fibrage par centrifugation interne ou externe à partir de matière minérale fondue. Du liant est pulvérisé sur les fibres minérales avant qu’elles n’atterrissent sur un tapis de réception. Les matelas ou panneaux sont obtenus après passage en étuve pour faire polymériser le liant. Il existe aussi des produits sans liant consolidés par un procédé mécanique dit d’aiguilletage. Les matelas ou panneaux peuvent être en laine de verre, en laine de roche ou encore en laine de laitier.
Les matelas ou panneaux en laine minérale obtenus après fibrage par centrifugation nécessitent parfois d’être découpés dans leur longueur ou leur largeur afin de diminuer leur taille, dans leur épaisseur afin de réaliser un matelas plus fin et/ou sur leurs bords afin de former des feuillures ou tout autre forme de détail de bord. Il est connu de réaliser ces différentes découpes avec une scie à ruban, une scie circulaire et/ou une toupie de découpe. Toutefois, ces dispositifs de découpe réalisent des découpes de qualité sommaire qui peuvent nécessiter une opération de reprise après découpe, par exemple masquage par peinture, ou ponçage. Ces dispositifs de découpe ont également comme inconvénient de générer beaucoup de poussière, ce qui est potentiellement dangereux pour les opérateurs. Enfin, les dispositifs de découpe à scie ont généralement des dents de scie décalées dans l’épaisseur de part et d’autre de la lame de scie, ce qui peut générer une coupe plus large que nécessaire, source de déchets importants, et gâcher de la matière.
Ce problème se pose plus particulièrement lorsque le produit en laine minérale se compose de laine de roche, a fortiori de densité relativement élevée (typiquement supérieure à 25 kg/m3), en raison de la proportion importante de grains dits « infibrés » qui occasionnent au passage de la lame de scie un arrachage de matière : non seulement le grain de matière minérale, mais aussi un paquet de fibres qui sont attachées à ce grain par l’intermédiaire du liant polymérisé.
Il y a donc un besoin pour un dispositif de découpe de matelas ou panneau en laine minérale, qui permette de réaliser une découpe nette sans ponçage ultérieur, et qui limite fortement les déchets et la poussière générés.
Pour cela, l’invention propose un dispositif de découpe d’un matelas ou panneau en laine minérale, comprenant : - des moyens de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale, qui comprennent au moins un convoyeur, aptes à se déplacer suivant une direction, - un fil diamanté adapté à découper le matelas ou panneau en laine minérale, - des moyens de défilement du fil diamanté dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale.
Selon une autre particularité, le fil diamanté est un fil en acier comprenant des particules abrasives, notamment d’oxyde de zirconium, à sa surface, le fil diamanté ayant un diamètre compris entre 400 pm et 700 pm avec des particules abrasives de taille préférentiellement comprise entre 30 et 80 pm.
Selon une autre particularité, le fil diamanté est fixé à chacune de ses extrémités à une bobine, le fil diamanté étant enroulé sur les deux bobines, asservies l’une à l’autre, l’espace entre les deux bobines étant supérieur à au moins une dimension du matelas ou panneau en laine minérale à découper.
Selon une autre particularité, la vitesse linéaire de défilement du fil diamanté est comprise entre 10 m/s et 20 m/s.
Selon une autre particularité, la tension du fil diamanté est comprise entre 150 N et 500 N.
Selon une autre particularité, le dispositif comprend en outre des moyens de préhension du matelas ou panneau en laine minérale, les moyens de préhensions comprenant un système de préhension sous vide adapté à se déplacer simultanément et dans la même direction que les moyens de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale.
Selon une autre particularité, le dispositif comprend en outre des moyens de déplacement du fil diamanté, le fil diamanté étant apte à se déplacer dans une direction perpendiculaire à la fois à la direction de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale et à la direction de défilement du fil diamanté.
Selon une autre particularité, la vitesse de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale est comprise entre 500 mm/s et 2 m/s pour une découpe dans l’épaisseur et entre 10 mm/s et 250 mm/s pour une découpe sur les bords.
Selon une autre particularité, la vitesse de déplacement du fil diamanté est comprise entre 10 mm/s et 250 mm/s. L’invention propose également un procédé de découpe d’un matelas ou panneau en laine minérale, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un matelas ou panneau en laine minérale, - déplacement du matelas ou panneau en laine minérale dans une direction par des moyens de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale qui comprennent au moins un convoyeur, - découpe du matelas ou panneau en laine minérale par un fil diamanté apte à défiler selon une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale.
Selon une autre particularité, la découpe est réalisée par fil en acier comprenant des particules abrasives, notamment d’oxyde de zirconium, à sa surface, le fil diamanté ayant un diamètre compris entre 400 pm et 700 pm avec des particules abrasives de taille préférentiellement comprise entre 30 et 80 pm.
Selon une autre particularité, le fil diamanté s’enroule et se déroule sur deux bobines asservies l’une à l’autre, l’espace entre les deux bobines étant supérieur aux dimensions du matelas ou panneau en laine minérale à découper.
Selon une autre particularité, le fil diamanté défile à une vitesse linéaire comprise entre 10 m/s et 20 m/s.
Selon une autre particularité, la tension du fil diamanté est réglée à une valeur comprise entre 150 N et 500 N.
Selon une autre particularité, le matelas ou panneau en laine minérale se déplace à une vitesse comprise entre 500 mm/s et 2 m/s pour une découpe dans l’épaisseur et entre 10 mm/s et 250 mm/s pour une découpe sur les bords.
Selon une autre particularité, le procédé comprend en outre une étape de préhension du matelas ou panneau en laine minérale par des moyens de préhension, les moyens de préhensions comprenant un système de préhension sous vide adapté à se déplacer simultanément et dans la même direction que les moyens de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale.
Selon une autre particularité, pendant l’étape de découpe du matelas, le fil diamanté est apte à se déplacer selon une direction perpendiculaire à la fois à la direction de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale et à la direction de défilement du fil diamanté, de façon à réaliser une découpe selon deux directions perpendiculaires l’une à l’autre.
Selon une autre particularité, le fil diamanté se déplace à une vitesse comprise entre 10 mm/s et 250 mm/s pour la découpe sur les bords. L’invention propose également un panneau en laine minérale découpé par le dispositif de découpe selon l’invention, selon le procédé selon l’invention, comprenant, sur au moins une de ses faces principales ou un de ses bords, une découpe d’excellente qualité, lisse à quelques dixièmes de millimètres près. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention vont à présent être décrits en regard des dessins sur lesquels : • La figure 1 représente une vue de face d’un dispositif de découpe selon l’invention ; • La figure 2 représente une vue de côté en détail du dispositif de découpe selon l’invention ; • La figure 3 représente une vue en coupe d’un exemple de découpe dans un matelas ou panneau, réalisée avec le dispositif selon l’invention.
Les numéros de référence qui sont identiques sur les différentes figures représentent des éléments similaires ou identiques. L’invention se rapporte à un dispositif de découpe d’un matelas ou panneau en laine minérale, comprenant des moyens de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale, qui comprennent au moins un convoyeur, aptes à se déplacer suivant une direction X, un fil diamanté adapté à découper le matelas ou panneau en laine minérale, et des moyens de défilement du fil diamanté dans une direction Y perpendiculaire à la direction X de déplacement du matelas ou panneau en laine minérale.
Le fil diamanté permet une découpe d’excellente qualité, avec un état de surface net, sans avoir à réaliser de ponçage ultérieur ; cela permet de limiter au maximum les pertes de matière et les déchets générés car le fil diamanté est beaucoup plus fin que les scies des dispositifs de découpe connus. De plus, la découpe par fil diamanté ne génère quasiment pas de poussière, ce qui permet d’améliorer les conditions de travail des opérateurs.
De manière surprenante, l’utilisation d’un fil de découpe dans les conditions de l’invention permet une coupe extrêmement propre. En particulier dans le cas d’un produit en laine de roche renfermant des grains de matière infibrée, il a été observé que les résidus particulaires de découpe sont considérablement réduits en nombre et en masse, et qu’ils contiennent beaucoup moins de grains qu’avec une découpe classique, les grains restant majoritairement inclus dans le produit minéral. On fait ici l’hypothèse que le fil de découpe se crée un chemin entre les fibres, respectivement entre les fibres et les grains, et effectue une libération des fibres par écartement de l’enchevêtrement fibreux, plutôt qu’une cassure des fibres.
Un tel usage d’un fil diamanté n’était pas proposé dans l’état de la technique. Au contraire, le fil diamanté était jusqu’à présent destiné à la découpe de matériaux durs et cassants, requérant un système de refroidissement par jet d’eau. L’application par les inventeurs à la découpe de matériaux fibreux, à sec, sans jet d’eau de refroidissement, a donné lieu à un nouvel usage, donnant accès à des produits fibreux de qualité largement supérieure aux attentes.
Ceci peut être obtenu grâce au choix d’un fil suffisamment fin par rapport aux défauts du produit fibreux, typiquement de diamètre inférieur à la taille des particules infibrées qui peuvent faire de 1 à plusieurs millimètres de diamètre.
Selon l’invention, on désigne par « fil diamanté » un fil de découpe généralement métallique porteur à sa surface de particules abrasives, telles que du diamant naturel ou synthétique, avantageusement à base d’oxyde de zirconium ou de nitrure de bore. Les particules sont retenues à la surface de l’âme du fil par brasure ou par l’intermédiaire d’un dépôt continu ou plaquage métallique.
On entend par « matelas ou panneau », soit une bande continue, qui correspond généralement à un matelas en sortie d’étuve, soit un matelas ou panneau, de forme sensiblement parallélépipédique, qui résulte généralement de la découpe en ligne après étuve, et qui peut même avoir été redécoupé hors ligne ultérieurement. Les termes « matelas ou panneau » incluent des matelas ou panneaux adaptés à être roulés pour leur commercialisation.
La figure 1 représente une vue de face du dispositif de découpe selon l’invention.
Le matelas ou panneau 1 en laine minérale, destiné à être découpé sur le dispositif selon l’invention, a par exemple une densité supérieure à 25 kg/m3, de préférence comprise entre 30 kg/m3 et 180 kg/m3 afin de faciliter la découpe. Le matelas ou panneau en laine minérale peut par exemple être revêtu d’un voile sur chacune de ses faces principales. Un tel voile peut procurer au matelas des propriétés mécaniques et acoustiques.
Le dispositif de découpe selon l’invention comprend des moyens de déplacement d’un matelas ou panneau 1 en laine minérale dans une direction X, ainsi qu’un fil diamanté 2 adapté à découper le matelas en laine minérale. Le dispositif de découpe selon l’invention comprend également des moyens 8, 9 de défilement du fil diamanté 2 dans une direction Y perpendiculaire à la direction X de déplacement du matelas ou panneau 1 en laine minérale. Selon les modes de réalisation, le fil diamanté 2 peut en outre être fixe par rapport à la direction Z ou apte à se déplacer selon cette direction Z, la direction Z étant perpendiculaire à la fois à la direction X de déplacement du matelas ou panneau 1 en laine minérale et à la direction Y de défilement du fil diamanté 2.
Les moyens de déplacement du matelas ou panneau 1 en laine minérale comprennent au moins un convoyeur 3, 4. Le convoyeur 3, 4 est un convoyeur à bande horizontal sur lequel repose le matelas ou panneau 1. Le convoyeur peut avancer ou reculer en fonction des besoins de la découpe. La direction de déplacement est l’axe X sur la figure 1. Le matelas ou panneau 1 peut reposer horizontalement, posé à plat, ou verticalement, posé sur sa tranche, sur le convoyeur 3, 4.
Le convoyeur 3, 4 est de préférence en deux parties lorsque le fil diamanté 2 est apte à se déplacer dans la direction Z. Ainsi, un espace est prévu entre les deux parties de convoyeur 3, 4 pour permettre le passage du fil diamanté 2 pour la découpe transversale du matelas ou panneau 1, sans être gêné par le convoyeur.
Lorsque le matelas 1 est sous forme de bande continue horizontale, le fil diamanté 2 peut permettre une découpe en ligne, par exemple en deux dans l’épaisseur. Le fil diamanté 2 est alors fixe et le matelas repose horizontalement sur le convoyeur.
Lorsque le matelas ou panneau 1 est sous forme de bande continue horizontale, le fil diamanté 2 peut aussi permettre une découpe transversale en ligne, par exemple pour former des matelas ou panneaux de forme sensiblement parallélépipédique. Le fil diamanté 2 est alors apte à se déplacer dans la direction Z.
Lorsque le matelas ou panneau 1 repose verticalement sur le convoyeur 3, 4 horizontal, le fil diamanté 2 peut être fixe par rapport à l’axe Z ou apte à se déplacer dans la direction Z.
Selon les modes de réalisation, le dispositif de découpe selon l’invention peut donc comprendre des moyens de déplacement du fil diamanté 2 dans la direction Z, ces moyens de déplacement permettant un déplacement du fil diamanté 2 dans une direction Z perpendiculaire à la fois à la direction X de déplacement du matelas ou panneau 1 en laine minérale et à la direction Y de défilement du fil diamanté 2. Ainsi, le dispositif permet de réaliser des découpes selon deux directions perpendiculaires l’une à l’autre. De la sorte, plusieurs découpes différentes peuvent être réalisées en une seule passe. De plus, en combinant les deux mouvements de déplacement dans les directions X et Z, on peut réaliser des découpes de formes variées.
Par ailleurs, lorsque le matelas ou panneau 1 repose verticalement sur le convoyeur horizontal, le dispositif comprend des moyens de préhension 5, 6, 7 du matelas ou panneau 1 afin de maintenir le matelas ou panneau en position. Dans ce cas-là, les moyens de préhension 5, 6, 7 du matelas ou panneau 1 sont aptes à se déplacer simultanément et dans la même direction X que le convoyeur 3, 4 pour un mouvement uniforme du matelas ou panneau 1.
Les moyens de préhension du matelas ou panneau 1 en laine minérale comprennent un système de préhension sous vide 5, 6, 7. Le système de préhension sous vide 5, 6, 7 est constitué de préhenseurs 5, 6 sous vide fixés sur un support mobile 7 adapté à se déplacer en même temps que le ou les convoyeurs 3, 4 pendant la découpe du matelas ou panneau 1. Les préhenseurs sous vide 5, 6 peuvent être sous forme de plaques percées d’une multitude d’orifices reliés à un moyen de dépressurisation ; le diamètre des orifices sont choisis en fonction de la force que l’on souhaite appliquer localement sur le matelas ou panneau 1. Les préhenseurs 5,6 peuvent avoir différentes tailles, comme représenté sur la figure 1. Le matelas ou panneau 1 doit être parfaitement tenu par les préhenseurs sous vide 5, 6 pendant la découpe par le fil diamanté 2 pour permettre une découpe la plus précise possible. Les préhenseurs de taille plus importante 5 permettent un meilleur maintien des matelas ou panneaux de petite taille. Les préhenseurs sous vide 5, 6 doivent permettre de maintenir le matelas 1 sans le contraindre, sans le déformer. Ces préhenseurs sous vide reprennent les efforts exercés par le fil dia-manté lors du déplacement du matelas ou panneau 1 et/ou du fil diamanté 2 pour assurer une maîtrise parfaite du positionnement dynamique du matelas ou panneau, et en évitant tout glissement du matelas ou panneau par rapport au préhenseur. La synchronisation des différents mouvements est assurée par un système numérique de commande. Sur la figure 1, seuls les préhenseurs sous vide 5 maintiennent le matelas ou panneau 1 car dans cet exemple de réalisation le matelas ou panneau est de taille réduite. Les préhenseurs sous vide 6, périphériques, sont utilisés en complément des préhenseurs sous vide 5 pour des matelas ou panneaux 1 de taille plus grande.
Le fil diamanté 2 est un fil en acier comprenant des particules abrasives à sa surface. Le fil diamanté a un diamètre compris entre 400 pm et 700 pm, de préférence entre 420 pm et 550 pm pour améliorer la qualité de la découpe, voire entre 480 pm et 520 pm pour améliorer encore la qualité de la découpe. Les particules abrasives sont notamment en diamant ou en oxyde de zirconium, elles ont une taille préférentiellement comprise entre 30 et 80 pm. L’espace entre les particules abrasives est de préférence compris entre 10 pm et 20 pm.
Le fil diamanté 2 est fixé à chacune de ses extrémités à une bobine 8, 9. Le fil diamanté 2 est enroulé sur les deux bobines 8, 9, l’espace entre les deux bobines 8, 9 étant supérieur à au moins une dimension du matelas ou panneau 1 en laine minérale à découper. Le fil diamanté 2 est de préférence vertical (selon l’axe Y), comme représenté sur les figures 1 et 2. Chacune des bobines inférieure 8 et supérieure 9 est entraînée en rotation par un moteur (non représenté). Les bobines 8, 9 sont asservies l’une à l’autre par un système d’asservissement pour permettre de conserver une tension de fil constante et pour maîtriser la vitesse de défilement du fil diamanté 2. Ce système d’asservissement est décrit plus en détail plus loin dans le texte. Le fil diamanté 2 a une longueur par exemple comprise entre 5 et 15 km. Il se déroule d’une bobine pour s’enrouler sur l’autre bobine. Lorsqu’une bobine 8, 9 est vide et que l’autre est pleine, le sens de défilement du fil diamanté 2 s’inverse pour que le fil diamanté s’enroule sur la bobine vide et se déroule de la bobine pleine.
La figure 2 représente une vue de côté en détail du dispositif de découpe selon l’invention.
Le fil diamanté 2 est guidé, à la sortie de chacune des bobines 8, 9, par une poulie de guidage 10, 11 respectivement, qui assure le positionnement du fil diamanté 2 par rapport au matelas ou panneau 1 à découper. A la sortie de chacune des poulies de guidage 10, 11, le fil diamanté est encore guidé par un galet 12, 13 respectivement, qui permet de positionner encore plus précisément le fil diamanté. Ainsi, lorsque le fil diamanté 2 est en position verticale (selon l’axe Y), comme sur les figures 1 et 2, le fil diamanté 2 passe par exemple par la bobine inférieure 8 puis par la poulie de guidage 10 inférieure puis par le galet 12 inférieur puis par le galet 13 supérieur puis par la poulie de guidage 11 supérieure puis par la bobine 9 supérieure. Lors de la découpe par le fil diamanté 2, le matelas 1 passe entre les deux galets 12, 13.
La vitesse linéaire de défilement du fil diamanté 2 est comprise entre 10 m/s et 20 m/s, de préférence entre 14 m/s et 16 m/s, voire est égale à 15 m/s, pour améliorer encore la qualité de la découpe. Le fil diamanté 2 défile à sec, sans passage dans un liquide de refroidissement.
La tension du fil diamanté 2 est comprise entre 150 N et 500 N, de préférence entre 250 N et 350 N pour améliorer encore la qualité de la découpe en réduisant la flexion du fil. La tension du fil diamanté dépend du diamètre du fil. Plus le fil diamanté est tendu, plus sa flexion est réduite. Le fil diamanté 2 pouvant être soumis à des contraintes très importantes, il est de préférence en acier à très haute limite d’élasticité pouvant résister à des contraintes pouvant atteindre 1000 MPa, voire 2000 MPa.
Le diamètre, la vitesse linéaire et la tension du fil diamanté 2 sont trois paramètres très importants pour une découpe nette du matelas. Aussi, le dispositif de découpe selon l’invention comprend plusieurs capteurs reliés au système d’asservissement, qui permettent au système d’asservissement d’adapter en temps réel (toutes les 5 ms) la vitesse de rotation des bobines 8, 9 pour maintenir une vitesse linéaire et une tension constantes pendant la découpe.
Ainsi, le dispositif de découpe comprend, en face de chaque bobine 8, 9 un capteur optique, 14, 15 respectivement, qui mesure le diamètre de la bobine (ou plus précisément le diamètre extérieur de l’enroulement de fil sur la bobine) : comme expliqué plus haut, le diamètre de la bobine varie au cours de la découpe à mesure que le fil diamanté se déroule d’une bobine pour s’enrouler sur l’autre bobine. Cette variation de diamètre est prise en compte en temps réel pour ajuster la vitesse d’enroulement/déroulement des bobines 8, 9 et garantir la vitesse linéaire souhaitée. Les données de ces capteurs optiques 14, 15 permettent également l’évaluation de la longueur de fil restante sur chacune des bobines.
Le dispositif de découpe comprend également deux capteurs de mesure de positionnement 16, 17 positionnés respectivement entre la bobine 8 inférieure et la poulie de guidage 10 inférieure, et entre la bobine 9 supérieure et la poulie de guidage 11 supérieure. Ces capteurs 16 et 17 mesurent la position du fil diamanté 2 selon l’axe X. Chacune des bobines 8, 9 est montée sur une vis sans fin, 80, 90 respectivement, d’axe parallèle à la direction X, pour permettre un alignement en temps réel entre la position du fil diamanté 2 s’enroulant/se déroulant des bobines 8, 9 et la position des poulies de guidage 10, 11, selon l’axe X. Les capteurs 16, 17 permettent de régler cette fonction de troncannage.
Le dispositif de découpe comprend également un capteur de mesure de flexion 18 positionné entre les galets 12, 13. Ce capteur de mesure de flexion 18 permet de mesurer la déformation du fil selon l’axe X, imposée par la poussée opérée par le produit dans son déplacement relatif par rapport au fil. Les données de ce capteur de mesure de flexion 18, couplées aux données des capteurs optiques 14, 15, permettent d’ajuster en temps réel la tension du fil en ajustant la vitesse d’enroulement/déroulement des bobines 8, 9. Ce capteur de flexion 18 permet ainsi de régler la rectitude du fil.
Les capteurs de mesure de positionnement et de flexion 16 à 18 sont par exemple des barrettes numériques munies d’une pluralité de faisceaux laser qui détectent la trace du fil.
Grâce à ces capteurs 14 à 18, qui sont des moyens de contrôle très précis de la tension du fil, on peut ainsi minimiser l’amplitude de vibration du fil, de sorte que plus aucune onde n’est perceptible par un examen visuel de la face coupée, ce qui procure une esthétique quasi parfaite. La tension du fil, ajustée pour éviter les vibrations, fait que le fil se comporte plus comme un coin qui propage une fissure dans le matériau que comme un couteau qui coupe les fibres en deux.
Enfin, l’ensemble formé par le fil diamanté 2, les bobines 8, 9, les poulies de guidage 10, 11, les galets 12, 13 et les capteurs 14 à 18 est monté sur un châssis ou un montant (non représenté), lui-même associé à des moyens de déplacement (non représentés). Ces moyens de déplacement permettent un déplacement du fil diamanté 2 dans la direction Z de la figure 1, soit selon un axe perpendiculaire à la fois à la direction de déplacement du matelas ou panneau 1 en laine minérale, qui est selon l’axe X, et à la direction Y de défilement du fil diaman-té 2. Les deux mouvements de déplacement selon les axes X et Z peuvent être combinés pour réaliser des découpes de forme complexe. La vitesse de déplacement du fil diamanté 2 selon l’axe Z est comprise entre 10 mm/s et 250 mm/s afin de permettre une précision du motif géométrique des bords.
Le dispositif de découpe selon l’invention permet de découper un matelas ou panneau 1 en laine minérale : - dans sa largeur ou sa longueur afin d’obtenir un matelas ou panneau de plus petite dimension, - dans son épaisseur afin d’obtenir au moins deux matelas ou panneaux d’épaisseur inférieure à celle du matelas ou panneau de départ, et/ou - sur ses bords afin de réaliser une feuillure ou toute autre forme de détail de bord.
Pendant la découpe, la vitesse de déplacement du matelas ou panneau 1 en laine minérale est comprise entre 500 mm/s et 2 m/s pour la découpe dans l’épaisseur de type refente, et entre 10 mm/s et 250 mm/s pour la découpe sur les bords afin de permettre une précision du motif géométrique des bords. Le matelas ou panneau 1 en laine minérale se déplace par mise en mouvement conjointe des convoyeurs 3, 4 et du système de préhension sous vide 5, 6, 7.
Les feuillures ou découpes de bord peuvent avoir toutes formes imaginables, avec des géométries aussi variées que carrées, rectangles, triangles, polygonales, arrondies, curvilignes, sinusoïdales, etc...
Les mouvements de déplacement du matelas ou panneau, les mouvements de déplacement du fil diamanté, les vitesses d’enroulement/de déroulement des bobines, les mouvements des vis sans fin et l’actionnement des préhenseurs sous vide sont motorisés et commandés par un système général de commande du dispositif.
Le dispositif de découpe selon l’invention permet de réaliser par exemple des panneaux acoustiques en laine minérale pour plafond. Les feuillures de tels panneaux acoustiques, réalisées sur chacun de ses bords, sont destinées à reposer sur une ossature métallique fixée au plafond. De tels panneaux sont généralement de forme carrée, mais peuvent aussi être rectangulaires. Lorsque le matelas est découpé en deux dans l’épaisseur à partir d’un matelas revêtu d’un voile sur ses deux faces principales, le panneau résultant a un voile sur une seule de ses faces principales. Un voile peut alors être collé sur l’autre face principale du panneau issue de la découpe.
Le dispositif de découpe selon l’invention permet par exemple de découper un matelas ou panneau en laine minérale à la fois dans son épaisseur, transversalement dans sa largeur, et sur ses bords pour réaliser des feuillures ou tout autre détail de bord, comme montré sur la figure 3 par exemple.
La figure 3 représente une vue en coupe d’un exemple de découpe dans un matelas ou panneau, réalisée avec le dispositif selon l’invention, suivant un chemin défini par la succession de tronçons repérés par les lettres capitales.
Ainsi, le matelas ou panneau peut être découpé sur un de ses bords pour réaliser une feuillure (repère T), puis en deux dans son épaisseur (repère A), puis transversalement dans sa largeur avec simultanément découpe de feuillures (repères B, C, D, E), puis à nouveau découpe en deux dans l’épaisseur (repère F), et ainsi de suite de façon à former plusieurs matelas ou panneaux avec des feuillures découpées sur deux bords opposés. Chaque matelas ou panneau obtenu est alors tourné de 90° pour réaliser une découpe transversale dans le sens de la longueur initiale avec simultanément découpe des feuillures sur les deux bords restants. La rotation de 90° peut être effectuée au moyen d’un système de préhenseurs sous vide analogue aux préhenseurs 5, 6, disposés en vis-à-vis des préhenseurs 5, 6. En variante, les panneaux découpés peuvent être convoyés vers une autre station de découpe équipée d’un autre fil diamanté agencé pour réaliser la découpe de feuillure sur les bords restants.
Il est aussi possible de réaliser d’abord la découpe du matelas ou panneau à la bonne taille puis de réaliser la découpe des feuillures.
On obtient alors un ou plusieurs matelas ou panneaux, par exemple carrés ou rectangulaires, avec des feuillures sur chacun de leurs bords et, de façon optionnelle, un voile sur une de leurs faces principales (si le matelas initial est coupé en deux dans l’épaisseur et qu’il comportait un voile sur chacune de ses faces principales). Chaque matelas ou panneau de ce type peut être ultérieurement muni d’un voile décor sur son autre face principale. L’invention concerne également un procédé de découpe mettant en œuvre le dispositif de découpe selon l’invention.
Ainsi, le procédé de découpe de matelas en laine minérale comprend les étapes suivantes : - fourniture d’un matelas ou panneau 1 en laine minérale - déplacement du matelas ou panneau 1 en laine minérale dans une direction X par des moyens de déplacement 3, 4 du matelas ou panneau 1 en laine minérale, qui comprennent au moins un convoyeur, - découpe du matelas en laine minérale par un fil diamanté 2 apte à défiler selon une direction Y perpendiculaire à la direction X de déplacement du matelas ou panneau 1 en laine minérale.
Pendant la découpe, le matelas ou panneau 1 en laine minérale se déplace grâce au convoyeur 3, 4. Il peut être tenu grâce au système de préhension sous vide 5, 6, 7. Le fil diamanté 2 peut être apte à se déplacer dans une direction Z perpendiculaire à la fois à la direction X de déplacement du matelas ou panneau 1 en laine minérale et à la direction Y de défilement du fil diamanté. L’invention concerne également le matelas ou panneau découpé par le dispositif de découpe selon l’invention, selon le procédé selon l’invention, ce matelas ou panneau comprenant, sur au moins une de ses faces principales ou un de ses bords, une découpe d’excellente qualité, lisse à quelques dixièmes de millimètres près. On entend par là que la surface issue de la découpe présente un écart entre le point le plus en saillie de cette surface et le point le plus en retrait de cette surface, d’au plus quelques dixièmes de millimètres, notamment 2 dixièmes de millimètre.
Le procédé selon l’invention garantit également l’atteinte d’une grande précision dimensionnelle pour le panneau dont deux bords opposés parallèles entre eux ne présentent pas d’écart de parallélisme supérieur à 2 dixièmes de millimètre.
Claims (19)
- REVENDICATIONS1. Dispositif de découpe d’un matelas ou panneau (1) en laine minérale, comprenant : - des moyens de déplacement (3, 4) du matelas ou panneau (1) en laine minérale, qui comprennent au moins un convoyeur, aptes à se déplacer suivant une direction (X), - un fil diamanté (2) adapté à découper le matelas ou panneau (1) en laine minérale, - des moyens de défilement (8, 9) du fil diamanté (2) dans une direction (Y) perpendiculaire à la direction (X) de déplacement du matelas ou panneau (1) en laine minérale.
- 2. Dispositif de découpe selon la revendication 1, dans lequel le fil diamanté (2) est un fil en acier comprenant des particules abrasives, notamment d’oxyde de zirconium, à sa surface, le fil diamanté ayant un diamètre compris entre 400 pm et 700 pm avec des particules abrasives de taille préférentiellement comprise entre 30 et 80 pm.
- 3. Dispositif de découpe selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le fil diamanté (2) est fixé à chacune de ses extrémités à une bobine (8, 9), le fil diamanté (2) étant enroulé sur les deux bobines (8, 9), asservies l’une à l’autre, l’espace entre les deux bobines (8, 9) étant supérieur à au moins une dimension du matelas ou panneau (1) en laine minérale à découper.
- 4. Dispositif de découpe selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la vitesse linéaire de défilement du fil diamanté (2) est comprise entre 10 m/s et 20 m/s.
- 5. Dispositif de découpe selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la tension du fil diamanté (2) est comprise entre 150 N et 500 N.
- 6. Dispositif de découpe selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant en outre des moyens de préhension (5, 6, 7) du matelas ou panneau (1) en laine minérale, les moyens de préhensions comprenant un système de préhension sous vide adapté à se déplacer simultanément et dans la même direction (X) que les moyens de déplacement (3, 4) du matelas ou panneau (1) en laine minérale.
- 7. Dispositif de découpe selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant en outre des moyens de déplacement du fil diamanté (2), le fil diamanté étant apte à se déplacer dans une direction (Z) perpendiculaire à la fois à la direction (X) de déplacement du matelas ou panneau (1) en laine minérale et à la direction (Y) de défilement du fil diamanté (2).
- 8. Dispositif de découpe selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la vitesse de déplacement du matelas ou panneau (1) en laine minérale est comprise entre 500 mm/s et 2 m/s pour une découpe dans l’épaisseur et entre 10 mm/s et 250 mm/s pour une découpe sur les bords.
- 9. Dispositif de découpe selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la vitesse de déplacement du fil diamanté (2) est comprise entre 10 mm/s et 250 mm/s.
- 10. Procédé de découpe d’un matelas ou panneau (1) en laine minérale, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un matelas ou panneau (1 ) en laine minérale, - déplacement du matelas ou panneau (1) en laine minérale dans une direction (X) par des moyens de déplacement (3, 4) du matelas ou panneau (1 ) en laine minérale qui comprennent au moins un convoyeur, - découpe du matelas ou panneau (1) en laine minérale par un fil diamanté (2) apte à défiler selon une direction (Y) perpendiculaire à la direction (X) de déplacement du matelas ou panneau (1) en laine minérale.
- 11. Procédé de découpe selon la revendication 10, dans lequel la découpe est réalisée par fil en acier comprenant des particules abrasives, notamment d’oxyde de zirconium, à sa surface, le fil diamanté ayant un diamètre compris entre 400 pm et 700 pm avec des particules abrasives de taille préférentiellement comprise entre 30 et 80 pm.
- 12. Procédé de découpe selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le fil diamanté (2) s’enroule et se déroule sur deux bobines (8, 9) asservies l’une à l’autre, l’espace entre les deux bobines (8, 9) étant supérieur aux dimensions du matelas ou panneau (1) en laine minérale à découper.
- 13. Procédé de découpe selon l’une des revendications 11 à 12, dans lequel le fil diamanté (2) défile à une vitesse linéaire comprise entre 10 m/s et 20 m/s.
- 14. Procédé de découpe selon l’une des revendications 10 à 13, dans lequel la tension du fil diamanté est réglée à une valeur comprise entre 150 N et 500 N.
- 15. Procédé de découpe selon l’une des revendications 10 à 14, dans lequel le matelas ou panneau (1) en laine minérale se déplace à une vitesse comprise entre 500 mm/s et 2 m/s pour une découpe dans l’épaisseur et entre 10 mm/s et 250 mm/s pour une découpe sur les bords.
- 16. Procédé de découpe selon l’une des revendications 10 à 15, comprenant en outre une étape de préhension du matelas ou panneau (1) en laine minérale par des moyens de préhension (5, 6, 7), les moyens de préhensions comprenant un système de préhension sous vide adapté à se déplacer simultanément et dans la même direction (X) que les moyens de déplacement (3, 4) du matelas ou panneau (1) en laine minérale.
- 17. Procédé de découpe selon l’une des revendications 10 à 16, dans lequel, pendant l’étape de découpe du matelas, le fil diamanté (2) est apte à se déplacer selon une direction (Z) perpendiculaire à la fois à la direction (X) de déplacement du matelas ou panneau (1) en laine minérale et à la direction (Y) de défilement du fil diamanté (2), de façon à réaliser une découpe selon deux directions perpendiculaires l’une à l’autre.
- 18. Procédé de découpe selon la revendication 17, dans lequel le fil diamanté (2) se déplace à une vitesse comprise entre 10 mm/s et 250 mm/s pour la découpe sur les bords.
- 19. Panneau en laine minérale découpé par le dispositif de découpe selon l’une des revendications 1 à 9, selon le procédé selon l’une des revendications 10 à 18, comprenant, sur au moins une de ses faces principales ou un de ses bords, une découpe d’excellente qualité, lisse à quelques dixièmes de millimètres près.
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