Comprendre et concevoir une aspiration
Conception des dispositifs de captage de poussière et copeaux sur machines à bois
Les bois massifs et les panneaux semi-dérivés du bois possèdent des propriétés et caractéristiques très variées. Pendant leur usinage, ils produisent des particules de taille semblable (par exemple panneaux de particules...) ou hétérogènes.
Les produits a travailler peuvent être classes
en deux catégories :
1) les bois massifs provenant des résineux et des feuillus,
2) les panneaux semi-dérivés du bois :
– reconstitues : les panneaux de contre-plaqué, lamelles, OSB (Oriented Straight Board),
– agglomérés : les panneaux de fibres (MDF : Medium Density Fiberboard...), de particules recouverts d’un décor (stratifies, mélaminés...).
Les principales caractéristiques des essences de bois pouvant influencer la nature des polluants émis pendant l’usinage sont les suivants :
- La résistance mécanique : elle est influencée par la densité et l’humidité du matériau.
- Le façonnage : en général, les résineux sont plus faciles a façonner que les feuillus.
- Les singularités :
– les noeuds ;
– les singularités de croissance : torsion de fibre, contre-fil difficile a travailler ;
– les arrachements de fibres lors du sciage pour les résineux (épicéa...).
- Les vaisseaux (ou pores) : leur grosseur indique la finesse du grain, classe suivant leurs tailles .
- La densité : elle définit la dureté du bois .
- La morphologie : on trouve entre autres comme particules :
– les particules fibreuses de diamètre compris
entre 20 et 30 μm et de longueur variant de 20 a 250 μm,
– les particules sphéroïdales, par exemple dans le cas des bois durs, avec des diamètres de particules inférieurs a 10 μm.
Direction de projection des particules
Lorsque les particules cessent d’être emprisonnées entre l’outil et le matériau, elles se trouvent projetées a l’extérieur dans une direction appelée direction de projection.
Celle-ci suit les tangentes au profil de découpe de l’outil aux points de sortie du matériau usiné formant la source d’émission
Autres cas
Dans le cas d’outils travaillant selon un déplacement rectiligne (par exemple scie a ruban, ponceuse), on considérera comme plan radial le plan perpendiculaire aux axes des volants ou des poulies d’entraînement de l’outil.
L’amplitude radiale instantanée est donc définie comme étant l’étendue formée par la dispersion des particules dans le plan radial à tout instant de l’usinage
Proximité du dispositif de captage
L’ouverture du dispositif de captage doit bien évidemment être placée au plus près de la source, sans que cela constitue une priorité par rapport a la prise en compte des paramètres évoques ci-dessus.
L’éloignement du dispositif de captage se traduit par une augmentation de ses dimensions et du débit d’aspiration avec un risque de dégradation des performances de captage.
Cas selon les machines
Scie circulaire à table
Lame de scie circulaire travaillant en opposition et fixe en cours de travail.
Son plan peut être oriente (généralement de 90 a 45˚) par rapport au plan de la table.
L’outil est réglable en hauteur en fonction de l’épaisseur du matériau a couper.
La présence éventuelle d’un inciser provoque une émission supplémentaire sous la table.
La source est fixe et l’émission commence des que la lame sort de la partie supérieure de la pièce. On considère la direction des particules comme constante.
La poussière est toujours générée dans le plan de la lame :
– d’une part sous la table, a l’attaque et pendant toute la durée du sciage (émission principale),
– d’autre part a la sortie du plan supérieur de la pièce puis pendant tout le sciage (émission secondaire).
L’émission secondaire est tangentielle a la lame avec un angle de dispersion α d’une vingtaine de degrés pouvant varier suivant les caractéristiques de la denture.
Scie à ruban à table
La scie peut être équipée de ≪ ruban ≫ ayant des caractéristiques de largeur, d’épaisseur et de denture différentes suivant les travaux a réaliser. La forme de denture la plus utilisée est dite ≪ triangulaire couchée ≫.
Dans ce cas d’outils travaillant selon un déplacement rectiligne, le plan axial est perpendiculaire a l’axe des volants. L’angle de dispersion dans ce plan ne dépasse pas une dizaine de degrés.
Dans ce cas, le plan axial passe par le plan de l’outil et l’angle de dispersion ne dépasse pas une dizaine de degrés.
En résumé
Le principe fondamental de l’aspiration se base
1 sur le sens de rotation et de l’axe
2 sur l’épaisseur à couper
3 la dureté du matériaux
L’émission de la poussière et des copeaux sera Par exemple
Rectiligne pour une table de sciage
Curviligne pour une toupie
Vertical pour une scie a ruban