WO1994017971A1 - Procede de fabrication d'instruments de musique et instruments obtenus suivant ce procede - Google Patents

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WO1994017971A1
WO1994017971A1 PCT/FR1994/000153 FR9400153W WO9417971A1 WO 1994017971 A1 WO1994017971 A1 WO 1994017971A1 FR 9400153 W FR9400153 W FR 9400153W WO 9417971 A1 WO9417971 A1 WO 9417971A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N7/00—After-treatment, e.g. reducing swelling or shrinkage, surfacing; Protecting the edges of boards against access of humidity
    • B27N7/005—Coating boards, e.g. with a finishing or decorating layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N5/00—Manufacture of non-flat articles
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10D—STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; AEOLIAN HARPS; SINGING-FLAME MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10D9/00—Details of, or accessories for, wind musical instruments
    • G10D9/08—Material for manufacturing wind musical instruments; Treatment of the material

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a material intended to constitute a blank for a musical instrument and in particular for a wind instrument, such as, for example, a clarinet or an oboe. It also relates to musical instruments as well as materials capable of constituting a blank thereof.
  • the instrumental invoice uses, to make quality wind instruments, woods made of rare species such as rosewood or more particularly ebony. These woods are chosen partly because of their acoustic qualities but also because of their solidity and hardness, which make them suitable for undergoing the mechanical processing required by the fact that they have to support the various control mechanisms. of the instrument.
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a method making it possible to produce a material from which it is possible to manufacture, in a completely traditional manner, musical instruments and in particular wind instruments, which have very different acoustic qualities. made comparable to those of traditional high-end instruments, this process using, as base material, what usually constitutes the machining waste of traditional instruments.
  • This method further proposes to improve, in a particularly notable manner, the resistance to the transverse mechanical stresses undergone by the instrument.
  • the present invention thus relates to a method of manufacturing a material intended for the production of a musical instrument, and in particular a wind instrument, characterized in that it comprises the steps consisting in: powder consisting of at least one type of wood,
  • the process according to the invention provides substantial savings since it makes it possible to use, as a basic material, on the one hand, the chips and other residues originating from the traditional machining of wind instruments and, on the other hand On the other hand, blocks of quality precious wood but whose characteristics, and in particular the dimensional characteristics, are insufficient to constitute such or such part of an instrument.
  • the method according to the invention also makes it possible to produce a basic material intended to constitute a musical instrument, which • is perfectly isotropic, as shown by the equality of the elastic moduli transverse and longitudinal obtained, this value of the modulus of elasticity can be adjusted to a desired value, by varying the nature and the quantity of staple fibers mixed with the wood powder.
  • the method also makes it possible to adjust the density of said material by varying the level of compression applied to the mixture during the heating step.
  • a pre-draft, or "core”, free of fibers is first produced, which is then coated with a material provided with fibers, or "skin".
  • a "core” is thus constituted, by implementing the steps consisting in: - producing a powder consisting of at least one type of wood,
  • a reserve is formed in the center of the core molding step, corresponding substantially to the hollowed-out central part of the instrument.
  • the central recess can be produced using a mold provided with a retractable movable central core. Although this recess is preferably formed at a dimension lower than its final value on the finished instrument, so that it can be tuned to the desired timbre by means of reamers, as it is practiced according to traditional techniques, it can also be formed directly at its final rating.
  • the present invention therefore makes it possible to constitute blanks which are, on the one hand, easily machinable to the reamer, due to the low relative hardness of the core, and which, on the other hand, are particularly resistant to the stresses and in particular to the torsional and bending stresses to which wind instruments are usually subjected.
  • the production of the core by molding makes it possible to obtain a perfectly centered central recess which ensures effective guidance of the reamers.
  • the latter are usually made of mild steels, so that they cannot be used to machine materials of great hardness.
  • the present invention makes it possible to produce wind instruments capable of being adjusted by means of conventional mild steel blades and which, nevertheless, have qualities of mechanical resistance at least equal to those of traditional instruments.
  • the present invention also relates to a material called base material intended to constitute the blank from which at least a part of a musical instrument is machined, and in particular a wind instrument, characterized in that it is consisting of a mixture of a powder, in the compressed state, of at least one type of wood with staple fibers, and in particular short fibers.
  • the base material intended, after machining, to constitute at least part of a musical instrument and in particular a wind instrument is characterized in that it is constituted
  • core consisting of a compressed powder, of at least one type of wood
  • skin an external part, or "skin", surrounding the core, consisting of a mixture, in the compressed state, of a powder of at least one type of wood with staple fibers, and in particular fibers short, the elastic modulus of the skin being greater than that of the core.
  • the present invention also relates to a musical instrument, and in particular a wind instrument, produced from the basic material previously mentioned.
  • Figure 1 is a schematic view, in vertical section, illustrating the step of molding a core of a blank of a body of a wind instrument produced according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic view in vertical section of the step illustrating the molding of a skin around the core formed during the molding step illustrated in FIG. 1.
  • Figure 3 is a schematic sectional view of a blank of a body of a wind instrument produced according to the invention.
  • the basic material of this clarinet body consists of two kilograms of ebony waste, for example from the chips remaining after the conventional manufacture of wind instruments.
  • This waste is steamed, under controlled humidity conditions of less than 5%, then is subjected to sieving (sieve of 5/10) in order to remove the impurities.
  • the waste is then crushed so as to obtain a pulverulent wood reduced to the state of "flour".
  • carbon fibers 50 grams are then mixed with the pulverulent wood from which the impurities which they may have previously removed have been removed, for example by cleaning them by incineration, by heating them to a high temperature, of the order of 500 ° C. .
  • the carbon fibers are then ground and graded to a length between about 2 mm and 10 mm and, more precisely in the present example, to a length of 3 mm, so as to form short staple fibers which can be mixed uniformly with the wood powder.
  • the fibers are separated before mixing, by adding a viscous product to them, known as a "debonding" product.
  • the Applicant has successfully used two types of deliant products.
  • a first type of debonding product consists of products which, after ensuring their debinding function, can be eliminated at least in part, for example by evaporation.
  • the applicant has thus obtained good results using, as a debonding agent, wallpaper glue based on carbomethylcellulose, the water of which it contains has been removed by evaporation, once the mixture of fibers and wood powder was made.
  • a second type of debonding product consists of products which, on the contrary, after ensuring their function as a debonding product, remain inside the mixture, but in a form which does not affect the mechanical qualities of the final blank.
  • the applicant has thus used resins which, after their action of unbinding fibers, are hardened, so that their presence does not affect the characteristics of the final product.
  • a debonding product consisting of wallpaper glue and, after mixing with the ebony powder in a mixer, for example of the kneader type, we have parboiled the mixture to remove the water contained therein.
  • the mixture obtained is then placed in a mold where it is subjected to a pressure of 200.10 5 Pa for fifteen minutes at a temperature of 150 ° C, sufficient to produce the fusion of the natural resins contained in the ebony powder and to allow good diffusion of these resins in the mixture.
  • a pressure of 200.10 5 Pa for fifteen minutes at a temperature of 150 ° C, sufficient to produce the fusion of the natural resins contained in the ebony powder and to allow good diffusion of these resins in the mixture.
  • the mold is removed and the blank of the clarinet body is obtained.
  • the invention makes it possible to improve the isotropic nature of the material constituting the instrument.
  • the longitudinal elastic modulus of the material according to the invention is significantly lower than that of natural ebony, which is not a problem since, on the one hand, it is possible to increase it up to the value of the latter (by varying the nature of the fibers and their quantity) and where, on the other hand, the value obtained is quite sufficient, since the main stresses undergone by instrument are not longitudinal constraints but transverse constraints.
  • the invention makes it possible to improve, in a notable way, the transverse elastic modulus of the material, thus giving the instrument a resistance which those of the prior art did not possess.
  • the product obtained is thus perfectly capable of constituting, from the mechanical point of view, but also from the aesthetic and tactile point of view, a material, or a blank, from which a clarinet body will be machined.
  • a material or a blank, from which a clarinet body will be machined.
  • the other parts of the clarinet can be obtained according to an identical procedure.
  • a mold provided with a retractable movable core after molding, which makes it possible to form, directly, by molding, the central orifice of the body of the instrument.
  • the present invention also has the advantage of making it possible to control without difficulty the density of the base material, and therefore that of the instrument which will be cut therein, by varying the particle size of the wood powder used, and the compression rate applied.
  • density of the basic material we also control its isotropy parameter, so that it is thus possible to use, for making certain musical instruments, and notably clarinets, woods, such as for example the iroko or red cedar (also known as “red cedar”) could not so far be used on the one hand because of their densities which are too different from that of conventional instruments and, on the other hand, because they are too anisotropic.
  • the compression ratios are cc advantageously between 50.10 J Pa and 500.10 Pa.
  • the compression ratio will be higher, for example of the order of 700.10 5 Pa.
  • the process for manufacturing the base material or the blank is carried out in two stages, namely a first stage during which the central part, or core, of the instrument is manufactured, this central part being made of an easy-to-machine material, and a second step during which the core is coated with an external coating, or skin, of which the mechanical qualities and in particular the hardness and the modulus of elasticity are superior to those of the core.
  • pre-preform mold As shown in FIG. 1, to form the core, or pre-draft, of the part, wood in powder form is placed in the hollow 2 of a mold 1, called pre-preform mold, which is subjected to conditions pressure and temperature identical to those mentioned above.
  • the shape and dimensions of the hollow 2 of the mold 1 are such that a core 3 is thus obtained, the external dimensions of which are sufficient to allow the central bore and the adjustment of the instrument to be carried out subsequently.
  • the core 3 is then placed in another mold 5, called the preform mold, in which it rests, for example, on bosses 7 situated at its ends, so that its periphery is clear.
  • the free parts of the mold 5 are then filled with a mixture of wood in powder form and carbon fibers, this mixture being prepared as described above, then the assembly is brought to a temperature of approximately 150 ° C. under a pressure of approximately 200.10 5 Pa for a period of approximately 10 to 15 minutes so as to cause the natural resins contained in the wood to merge.
  • an epoxy-type resin such as that sold by the company Shell under the epikote reference 828.
  • the finished instrument must have a hollowed-out central part, to constitute, during the molding step, a reserve in the center of the blank, or of the core, so as to forming, by molding, on the instrument, said hollowed-out central part.
  • the invention is particularly interesting for constituting blanks from which we will then cut, using techniques of the type used in traditional invoicing, the various parts of an instrument, it also makes it possible to obtain directly by molding these different parts, which represents a significant gain in terms of the cost price of the instrument.
  • the instrument consists of several parts, in particular tubular parts, which are assembled into each other by interlocking, and in order to compensate for the fragility created by the reduction in material necessary for the realization of the interlocking, there is in the areas where the latter are made, a greater density of short or long fibers oriented or not.
  • This form of implementation of the invention overcomes a defect inherent in wooden musical instruments constructed according to traditional methods, namely a lack of resistance to the junction of two nested parts.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau destiné à la réalisation d'un instrument de musique ainsi que les instruments obtenus suivant ce procédé. Ce dernier est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à réaliser une poudre constituée d'au moins un type de bois, incorporer à cette poudre de bois des fibres discontinues, et notamment des fibres courtes, ces fibres étant choisies de façon telle qu'en jouant sur leur nature et leur quantité on ajuste le module d'élasticité du matériau à la valeur souhaitée pour l'instrument, disposer le mélange de poudre de bois et de fibres ainsi obtenu dans un moule (1) où on le chauffe à une température suffisante pour fondre les résines naturelles contenues dans le bois, tout en le maintenant sous une pression comprise entre 50.105 Pa et 700.105 Pa, fonction de la densité que l'on souhaite obtenir pour l'instrument, refroidir le mélange, tout en maintenant ladite pression, au moins pendant le début du refroidissement.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'INSTRUMENTS DE MUSIQUE ET INSTRUMENTS OBTENUS SUIVANT CE
PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau destiné à constituer une ébauche d'un instrument de musique et notamment d'un instrument à vent, tel que, par exemple, une clarinette ou un hautbois. Elle concerne également des instruments de musique ainsi que des matériaux aptes à constituer une ébauche de ces derniers.
De façon traditionnelle, la facture instrumentale fait appel, pour réaliser les instruments à vent de qualité, à des bois constitués d'essences rares tels que le palissandre ou plus particulièrement l'ébène. Ces bois sont choisis en raison d'une part de leurs qualités acoustiques mais également en raison de leur solidité et de leur dureté, qui les rendent aptes à subir les usinages mécaniques nécessités par le fait qu'ils ont à supporter les différents mécanismes de commande de l'instrument.
A l'heure actuelle, les facteurs d'instruments à vent ont de plus en plus de difficultés à se procurer des bois de grande qualité, ceci d'une part en raison de l'appauvrissement des ressources naturelles et, d'autre part, en raison des dispositions législatives diverses visant à réglementer la distribution des bois d'essences rares. On a donc essayé de créer des matériaux de substitution qui soient exploitables sur le plan industriel et qui présentent les mêmes qualités que les matériaux traditionnels sur le plan de l'acoustique, des caractéristiques mécaniques et de l'aspect extérieur, tant tactile que visuel. On a ainsi proposé de réaliser des instruments à vent dans des matériaux tels que les résines de synthèse. Ce choix permettait de disposer de matériaux dont on contrôlait parfaitement les diverses caractéristiques mécaniques telles que la densité, la dureté et la résilience. De ce fait on se proposait d'améliorer ainsi, du même coup, à la fois le caractère de reproductibilité du matériau utilisé et son prix de revient. Malheureusement, en raison des faibles qualités acoustiques des instrument à vent ainsi obtenus, ceux- ci ont été réservés à des utilisations mineures, si bien que les instruments de haute qualité sont toujours actuellement fabriqués dans des matériaux traditionnels.
On sait également que, dans la facture traditionnelle, et malgré le coût et les difficultés d'approvisionnement des bois d'essences rares, seuls environ vingt pour cent du matériau de base constituant l'ébauche sont utilisés, les quatre-vingt pour cent restant étant éliminés sous forme de copeaux ou de déchets divers. Par ailleurs, si les instruments à vent tradi ionnels possèdent une excellente résistance aux contraintes longitudinales, il n'en est malheureusement pas de même en ce qui concerne les contraintes transversales et ces mêmes instruments sont alors d'une extrême fragilité.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé permettant de réaliser un matériau à partir duquel on peut fabriquer, de façon totalement traditionnelle, des instruments de musique et notamment des instruments à vent, qui possèdent des qualités acoustiques tout à fait comparables à celles des instruments traditionnels de très haut de gamme, ce procédé utilisant, en tant que matériau de base, ce qui constitue habituellement les déchets d'usinage des instruments traditionnels. Ce procédé se propose de plus d'améliorer, de façon particulièrement notable, la résistance aux contraintes mécaniques transversales subies par l'instrument. La présente invention a ainsi pour objet un procédé de fabrication d'un matériau destiné à la réalisation d'un instrument de musique, et notamment d'un instrument à vent, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : - réaliser une poudre constituée d'au moins un type de bois,
- incorporer à cette poudre de bois des fibres discontinues, et notamment des fibres courtes, ces fibres étant choisies de façon telle, qu'en jouant sur leur nature et leur quantité, on ajuste le module d'élasticité du matériau à la valeur souhaitée pour l'instrument,
- disposer le mélange de poudre de bois et de fibres ainsi obtenu dans un moule où on le chauffe à une température suffisante pour fondre les résines naturelles contenues dans le bois, tout en le maintenant sous une pression comprise entre 50.10 Pa et ^OO.IO5 Pa, fonction de la densité que l'on souhaite obtenir pour l'instrument,
- refroidir le mélange en maintenant ladite pression, au moins pendant le début du refroidissement. Le procédé suivant l'invention procure des économies substantielles puisqu'il permet d'utiliser, en tant que matériau de base, d'une part, les copeaux et autres résidus provenant de l'usinage traditionnel des instruments à vent et, d'autre part, des blocs de bois précieux de qualité mais dont les caractéristiques, et notamment les caractéristiques dimensionnelles, sont insuffisantes pour constituer telle ou telle partie d'un instrument.
Le procédé suivant l'invention permet également de réaliser un matériau de base destiné à constituer un instrument de musique, qui • est parfaitement isotrope, ainsi que le montre l'égalité des modules d'élasticité transversal et longitudinal obtenus, cette valeur du module d'élasticité pouvant être ajustée à une valeur souhaitée, en jouant sur la nature et la quantité de fibres discontinues mélangées à la poudre de bois. Le procédé permet également d'ajuster la densité dudit matériau en jouant sur le niveau de la compression appliquée au mélange au cours de l'étape de chauffage.
Dans un mode de mise en oeuvre particulièrement intéressant de l'invention on réalise tout d'abord une préébauche, ou "âme", exempte de fibres, que l'on enrobe ensuite d'un matériau pourvu de fibres, ou "peau". Suivant ce mode de mise en oeuvre de l'invention on constitue ainsi une "âme", en mettant en oeuvre les étapes consistant à : - réaliser une poudre constituée d'au moins un type de bois,
- disposer celle-ci dans un moule où on la chauffe à une température suffisante pour fondre les résines naturelles contenues dans le bois, tout en la maintenant sous une pression comprise entre 50.105 Pa et 700.10 Pa, fonction de la densité que l'on souhaite obtenir pour l'âme,
- refroidir l'âme, tout en maintenant ladite pression, au moins pendant le début du refroidissement, - démouler l'âme, la placer dans un moule et disposer autour d'elle le susdit mélange, de façon à constituer une "peau", - chauffer l'ensemble constitué de l'âme et de la peau à une température suffisante pour fondre les résines naturelles contenues dans le bois pulvérulent, tout en le maintenant sous une pression comprise entre 50.105 Pa et 700.105 Pa, fonction de la densité que l'on souhaite obtenir, refroidir l'ensemble tout en maintenant ladite pression au moins pendant le début du refroidissement. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, lorsque l'instrument comporte une partie centrale évidée, on constitue, au cours de l'étape de moulage de l'âme, une réserve au centre de celle-ci, correspondant sensiblement à la partie centrale évidée de l'instrument. Une telle disposition permet de supprimer l'opération de perçage axial de ce dernier qui est habituellement délicate et onéreuse à réaliser. L'évidement central pourra être réalisé en utilisant un moule pourvu d'un noyau central mobile rétractable. Bien que cet evidement soit formé, de préférence, à une cote inférieure à sa valeur définitive sur l'instrument terminé, de façon à pouvoir accorder celui-ci au timbre désiré au moyen d'alesoirs, comme il est pratiqué selon les techniques traditionnelles, il peut également être formé directement à sa cote définitive.
La présente invention permet donc de constituer des ébauches qui sont, d'une part, facilement usinables à l'alésoir, en raison de la faible dureté relative de l'âme, et qui, d'autre part, sont particulièrement résistantes aux contraintes et notamment aux contraintes de torsion et flexion auxquelles sont habituellement soumis les instruments à vent.
On remarquera également que la réalisation de l'âme par moulage permet d'obtenir un evidement central parfaitement centré qui assure un guidage efficace des alésoirs. Par ailleurs, on sait que ces derniers sont habituellement réalisés dans des aciers doux, si bien qu'ils ne peuvent être utilisés pour usiner des matériaux d'une grande dureté. La présente invention permet de réaliser des instruments à vent aptes à être réglés au moyen d'alesoirs conventionnels en acier doux et qui, néanmoins, possèdent des qualités de résistance mécanique au moins égales à celles des instruments traditionnels.
La présente invention a également pour objet un matériau dit matériau de base destiné à constituer l'ébauche à partir de laquelle on usine au moins une partie d'un instrument de musique, et notamment un instrument à vent, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un mélange d'une poudre, à l'état comprimé, d'au moins un type de bois avec des fibres discontinues, et notamment des fibres courtes.
Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention le matériau de base destiné, après usinage, à constituer au moins une partie d'un instrument de musique et notamment d'un instrument à vent, est caractérisé en ce qu'il est constitué
- d'une partie centrale, ou "âme", constituée d'une poudre comprimée, d'au moins un type de bois, et
- d'une partie externe, ou "peau", entourant l'âme, constituée d'un mélange, à l'état comprimé, d'une poudre d'au moins un type de bois avec des fibres discontinues, et notamment des fibres courtes, le module d'élasticité de la peau étant supérieur à celui de 1 'âme.
La présente invention a également pour objet un instrument de musique, et notamment un instrument à vent, réalisé dans le matériau de base précédemment mentionné.
On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est une vue schématique, en coupe verticale, illustrant l'étape de moulage d'une âme d'une ébauche d'un corps d'un instrument à vent réalisée suivant l'invention.
La figure 2 est une vue schématique en coupe verticale de l'étape illustrant le moulage d'une peau autour de l'âme formée au cours de l'étape de moulage illustrée par la figure 1.
La figure 3 est une vue schématique en coupe d'une ébauche d'un corps d'un instrument à vent réalisée suivant l'invention.
On décrira tout d'abord un premier mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, appliqué à la fabrication d'une ébauche d'un corps de clarinette en ébène.
La matière de base de ce corps de clarinette est constituée de deux kilogrammes de déchets d'ébène, provenant par exemple des copeaux restant après la fabrication conventionnelle d'instruments à vent. Ces déchets sont étuvés, dans des conditions d'hygrométrie contrôlées inférieures à 5%, puis sont soumis à un tamisage, (tamis de 5/10) afin d'en éliminer les impuretés. Les déchets sont ensuite broyés de façon à obtenir un bois pulvérulent réduit à l'état de "farine".
En fonction de l'instrument que l'on souhaite obtenir, et notamment de sa couleur, on pourra utiliser un seul bois ou, au contraire, un mélange de bois de natures différentes.
On mélange ensuite au bois pulvérulent 50 grammes de fibres de carbone desquelles on a éventuellement ôté précédemment les impuretés qu'elles pouvaient contenir, en les nettoyant par exemple par incinération, en les chauffant à une température élevée, de l'ordre de 500°C. Les fibres de carbone sont ensuite broyées et calibrées à une longueur comprise entre environ 2 mm et 10 mm et, plus précisément dans le présent exemple, à une longueur de 3 mm, de façon à constituer des fibres courtes discontinues qui puissent être mélangées uniformément avec la poudre de bois. Pour réaliser une bonne homogénéité du mélange poudre/fibres on réalise, préalablement au mélange, la séparation de ces fibres en leur ajoutant un produit visqueux, dit produit "déliant". La demanderesse a utilisé avec succès deux types de produits déliants. Un premier type de produit déliant est constitué par des produits qui, après avoir assuré leur fonction de déliant, peuvent être éliminés au moins en partie, par exemple par évaporation. Le demandeur a ainsi obtenu de bons résultats en utilisant, en tant que produit déliant, de la colle à papier peint à base de carbométhylcellulose, dont l'eau qu'elle contient a été éliminée par évaporation, une fois que le mélange des fibres et de la poudre de bois a été effectué.
Un second type de produit déliant est constitué par des produits qui, au contraire, après avoir assuré leur fonction de déliant, restent à l'intérieur du mélange, mais sous une forme qui ne porte pas atteinte aux qualités mécaniques de l'ébauche définitive. Le demandeur a ainsi utilisé des résines qui, après leur action de déliant des fibres, sont durcies, si bien que leur présence ne porte pas atteinte aux caractéristiques du produit définitif. Dans le présent mode de mise en oeuvre de l'invention on a choisi d'utiliser un produit déliant, constitué de colle à papier peint et, après mélange avec la poudre d'ébène dans un mélangeur, par exemple du type pétrin, on a procédé à l'étuvage du mélange pour éliminer l'eau contenue dans celui-ci.
On dispose ensuite le mélange obtenu dans un moule où on le soumet à une pression de 200.105 Pa pendant quinze minutes à une température de 150°C, suffisante pour produire la fusion des résines naturelles contenues dans la poudre d'ébène et permettre une bonne diffusion de ces résines dans le mélange. Après avoir laissé l'ensemble se refroidir jusqu'à une température d'environ 90°C, en le maintenant sous pression au cours de ce refroidissement, on procède au démoulage et l'on obtient l'ébauche du corps de clarinette. On a représenté dans le tableau ci-dessous quelques paramètres mécaniques de l'ébauche du corps de clarinette obtenu et d'un échantillon d'ébène, du type utilisé dans la facture instrumentale conventionnelle.
Densité Dureté Module Module moyenne (Brinell) d'élasticité d'élasticité longitudinal transversal
Ebène naturel 1,2 22,6 1.400 daN/mm2 700 daN/mm2
Matériau 1,2 35,6 900 daN/mm2 900 daN/mm2 suivant
1 ' invention Ces résultats montrent que l'invention permet d'améliorer le caractère isotrope du matériau constituant l'instrument. En effet on constate sur le tableau que le module d'élasticité longitudinal du matériau suivant l'invention est nettement inférieur à celui de l'ébène naturel, ce qui n'est pas gênant dans la mesure où, d'une part, on peut l'augmenter jusqu'à la valeur de celui-ci (en jouant sur la nature des fibres et sur leur quantité) et où, d'autre part, la valeur obtenue est tout à fait suffisante, puisque les contraintes principales subies par l'instrument ne sont pas des contraintes longitudinales mais des contraintes transversales. On constate également que l'invention permet d'améliorer, de façon notable, le module d'élasticité transversal du matériau, conférant ainsi à l'instrument une résistance que ne possédaient pas ceux de la technique antérieure.
Le produit obtenu est ainsi parfaitement apte à constituer, du point de vue mécanique, mais également du point de vue esthétique et tactile, un matériau, ou une ébauche, à partir duquel on usinera un corps de clarinette. Bien entendu les autres pièces de la clarinette pourront être obtenues suivant un mode opératoire identique.
On pourrait également utiliser d'autres fibres susceptibles de modifier la dureté et/ou le module d'élasticité du matériau constituant l'ébauche, de façon à pouvoir régler le module d'élasticité de celle- ci à une valeur souhaitée, fonction de la nature de l'instrument que l'on souhaite réaliser. Parmi les fibres ayant donné de bons résultats pour accroître le module d'élasticité du matériau obtenu, et outre les fibres de carbone déjà citées, on peut retenir les fibres d'aramides (commercialisées notamment sous la marque déposée "KEVLAR"), les fibres de verre, et les fibres de cellulose.
Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, on fait appel à un moule pourvu d'un noyau mobile rétractable après le moulage, ce qui permet de former directement, de moulage, l'orifice central du corps de l'instrument.
La présente invention présente également l'avantage de permettre de contrôler sans difficultés la densité du matériau de base, et donc celle de l'instrument qui sera taillé dans celui-ci, en jouant sur la granulométrie de la poudre de bois utilisée, et le taux de la compression appliqué. En contrôlant la densité du matériau de base on contrôle également son paramètre d'isotropie, si bien qu'il est ainsi possible d'utiliser, pour fabriquer certains instruments de musique, et notamment des clarinettes, des bois qui, comme par exemple l'iroko ou le cèdre rouge (dit également "red cedar") ne pouvaient jusqu'à présent être utilisés en raison d'une part de leurs densités trop différentes de celle des instruments classiques et, d'autre part, de leur caractère par trop anisotrope. La demanderesse a établi que, dans le domaine des instruments à vent, les taux de compression étaient c c avantageusement compris entre 50.10J Pa et 500.10 Pa. Cependant, dans d'autres domaines d'instruments de musique tels que, par exemple, les instruments à percussion le taux de compression sera plus élevé, par exemple de l'ordre de 700.105 Pa.
Afin d'améliorer la résistance mécanique, et notamment la résistance à la flexion de l'instrument, le procédé de fabrication du matériau de base ou de l'ébauche est mis en oeuvre en deux étapes, à savoir une première étape au cours de laquelle on fabrique la partie centrale, ou âme, de l'instrument, cette partie centrale étant constituée d'un matériau facile à usiner, et une seconde étape au cours de laquelle on enrobe l'âme d'un revêtement externe, ou peau, dont les qualités mécaniques et notamment la dureté et le module d'élasticité sont supérieurs à celles de l'âme.
Comme représenté sur la figure 1, pour constituer l'âme, ou préébauche, de la pièce on dispose dans le creux 2 d'un moule 1, dit moule de préébauche, du bois sous forme pulvérulente, que l'on soumet à des conditions de pression et de température identiques à celles mentionnées précédemment. La forme et les dimensions du creux 2 du moule 1 sont telles que l'on obtient ainsi une âme 3 dont les dimensions externes sont suffisantes pour permettre de réaliser ultérieurement l'alésage central et le réglage de 1'instrument.
On dispose ensuite l'âme 3 dans un autre moule 5, dit moule d'ébauche, dans lequel elle prend par exemple appui sur des bossages 7 situés à ses extrémités, de façon que sa périphérie se trouve dégagée. On remplit alors les parties libres du moule 5 avec un mélange de bois sous forme pulvérulente et de fibres de carbone, ce mélange étant préparé ainsi qu'exposé précédemment, puis on porte l'ensemble à une température d'environ 150°C sous une pression d'environ 200.105 Pa pendant une durée d'environ 10 à 15 minutes de façon à provoquer la fusion des résines naturelles contenues dans le bois.
Au cours de cette "cuisson sous pression" on provoque une interpénétration de l'âme et de la peau, telle que ces deux éléments tendent à se comporter ensuite comme une pièce unique. On refroidit ensuite l'ensemble constitué de l'âme 3 et de la peau 9, tout en maintenant la pression appliquée jusqu'à ce que sa température descende au dessous d'un certain seuil, par exemple 90°C, puis l'on procède au démoulage de l'ébauche. Cette dernière comprend donc, comme représenté sur la figure 3, une peau externe 9 possédant des qualités mécaniques et un aspect remarquables et une âme 3 qui, après perçage, est apte à être "réglée", sans aucune difficulté avec un alésoir traditionnel, et dont les qualités sont telles qu'elles confèrent à l'instrument terminé des qualités acoustiques identiques voire même supérieures à celles des instruments traditionnels.
On peut également, ainsi que mentionné précédemment, utiliser, en tant que produit déliant, une résine de type époxy, telle que celle commercialisée par la Société SHELL sous la référence épikote 828. Une fois le mélange effectué on pourra ajouter à celui-ci un produit lui permettant de se fixer.
Il est ainsi possible, dans le cas où l'instrument terminé doit comporter une partie centrale évidée, de constituer, au cours de l'étape de moulage, une réserve au centre de l'ébauche, ou de l'âme, de façon à former, de moulage, sur l'instrument, ladite partie centrale évidée.
Bien que l'invention soit particulièrement intéressante pour constituer des ébauches dans lesquelles on viendra ensuite tailler, suivant des techniques du type de celles utilisées dans la facture traditionnelle, les diverses pièces d'un instrument, elle permet également d'obtenir directement par moulage ces différentes pièces, ce qui représente un gain important au niveau du prix de revient de l'instrument. Dans le cas où l'instrument est constitué de plusieurs pièces, notamment de pièces tubulaires, qui sont assemblées les unes dans les autres par emboîtement, et afin de compenser la fragilité créée par la diminution de matière nécessaire à la réalisation de l'emboîtement, on dispose dans les zones où ces derniers sont réalisés, une plus grande densité de fibres courtes ou longues orientées ou non.
Cette forme de mise en oeuvre de l'invention permet de pallier un défaut inhérent aux instruments de musique en bois construits suivant les méthodes traditionnelles, à savoir un manque de résistance à la jonction de deux pièces emboîtées.

Claims

REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'un matériau destiné à la réalisation d'un instrument de musique et notamment d'un instrument à vent, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à :
- réaliser une poudre constituée d'au moins un type de bois,
- incorporer à cette poudre de bois des fibres discontinues, et notamment des fibres courtes, ces fibres étant choisies de façon telle qu'en jouant sur leur nature et leur quantité on ajuste le module d'élasticité du matériau à la valeur souhaitée pour 1' instrument,
- disposer le mélange de poudre de bois et de fibres ainsi obtenu dans un moule où on le chauffe à une température suffisante pour fondre les résines naturelles contenues dans le bois, tout en le maintenant sous une pression comprise entre 50.10J Pa et 700.10 Pa, fonction de la densité que l'on souhaite obtenir pour l'instrument, refroidir le mélange, tout en maintenant ladite pression, au moins pendant le début du refroidissement.
2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'on constitue une préébauche, ou "âme", en mettant en oeuvre les étapes consistant à :
- réaliser une poudre constituée d'au moins un type de bois ,
- disposer celle-ci dans un moule où on la chauffe à une température suffisante pour fondre les résines naturelles contenues dans le bois, tout en la maintenant sous une pression comprise entre 50.10J Pa et 700.10 Pa, fonction de la densité que l'on souhaite obtenir pour l'âme,
- refroidir l'âme tout en maintenant ladite pression, au moins pendant le début du refroidissement. - démouler l'âme, la placer dans un moule et disposer autour d'elle le susdit mélange de poudre de bois et de fibres, de façon à constituer une "peau",
- chauffer l'ensemble constitué de l'âme et de la peau à une température suffisante pour fondre les résines naturelles contenues dans le bois, tout en le maintenant sous une pression comprise entre 50.105 Pa et 700.105 Pa, fonction de la densité que l'on souhaite obtenir, refroidir l'ensemble tout en maintenant ladite pression au moins pendant le début du refroidissement.
3.- Procédé suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, préalablement au mélange des fibres avec le bois pulvérulent, on "délie" les fibres en les mélangeant avec un produit "déliant".
4.- Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le produit déliant est un produit visqueux et notamment une résine.
5.- Procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce que l'on élimine, au moins en partie, le produit déliant une fois le mélange des fibres avec le bois pulvérulent réalisé.
6.- Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel l'instrument comporte une partie centrale évidée, caractérisé en ce que l'on constitue, au cours de l'étape de moulage, une réserve au centre de l'ébauche ou de l'âme, de façon à former, de moulage, sur l'instrument, ladite partie centrale évidée.
7.-Ebauche destinée à constituer un instrument de musique et notamment un instrument à vent, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un mélange, à l'état comprimé, d'une poudre d'au moins un bois avec des fibres discontinues, et notamment des fibres courtes.
8.- Ebauche suivant la revendication 7 caractérisée en ce qu'elle comporte :
- une partie centrale, ou "âme" (3), constituée d'une poudre d'au moins un bois à l'état comprimé,
- une partie externe, ou "peau" (9), entourant l'âme (3), constituée d'un mélange d'une poudre d'au moins un type de bois, à l'état comprimé, avec des fibres discontinues, et notamment des fibres courtes, le module d'élasticité de la peau (9) étant supérieur à celui de l'âme (3).
9.- Instrument de musique, et notamment instrument à vent, caractérisé en ce qu'au moins l'une de ses pièces est constituée d'un mélange, à l'état comprimé, d'une poudre d'au moins un type de bois avec des fibres discontinues.
10.- Instrument suivant la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comporte
- une partie centrale, ou "âme" (3), constituée d'une poudre d'au moins un type de bois à l'état comprimé,
- une partie externe, ou "peau" (9), entourant l'âme (3), constituée d'un mélange à l'état comprimé d'une poudre d'au moins un type de bois avec des fibres discontinues, et notamment des fibres courtes, le module d'élasticité de la peau (9) étant supérieur à celui de 1'âme (3) .
11.- Instrument suivant la revendication 10 caractérisé en ce que le bois constituant la peau (9) est le même que celui constituant l'âme (3).
12.- Instrument suivant l'une des revendications 9 à 11 caractérisé en ce que les fibres sont des fibres de carbone.
13.- Instrument suivant l'une des revendications 9 à 12 caractérisé en ce que les fibres sont des fibres courtes, c'est à dire des fibres dont la longueur est inférieure à cinq centimètres.
14.- Instrument suivant l'une des revendications 9 à 13, constitué de plusieurs pièces, notamment des pièces tubulaires, assemblées les unes dans les autres par emboîtement, caractérisé en ce que les zones proches desdits emboîtements comportent une plus grande densité de fibres que les autres zones de 1 ' instrument.
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