Vaporisateurs electriques pour la “plastification” du bois.

Le bois, une matière première de grande valeur, présente des caractéristiques structurelles particulières qui découlent de sa nature biologique.

Contrairement aux autres matériaux, tels que les métaux, par exemple, la déformation des éléments en bois représente très souvent une inconnue résultant de la répartition inégale des fibres le long de la section.

Avec sa gamme de vaporisateurs, ISVE est en mesure de « plastifier » le bois en le soumettant à l’action du vide et de la vapeur d’eau. Dans cette condition, l’élément peut être facilement plié ou façonné.

Les vaporisateurs sont disponibles en autoclave simple ou double, de longueur variable en fonction des besoins du client.

 

 

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Cintrage du bois massif

Le bois est une matière première extrêmement précieuse qui possède des caractéristiques structurales particulières dérivant de sa nature biologique. Contrairement à d’autres matériaux, notamment les métaux, la déformation du bois représente très souvent une inconnue liée à la distribution inhomogène des fibres le long de la section.

Dans les produits semi-ouvrés soumis à l’opération de cintrage, on remarque deux types d’efforts:

  • de traction dans la zone périphérique convexe
  • de compression dans la zone intérieure concave de l’arc.

Soumis à des contraintes supérieures à la limite d’élasticité, le bois se casse à partir des couches superficielles de la partie extérieure de l’arc de cintrage.

Pour rester dans le domaine des déformations élastiques, le cintrage à température ordinaire retourne à l’état primitif quand la contrainte cesse.

Pour maintenir une déformation permanente, il faut donc augmenter la “plasticité” du bois, c’est-à-dire sa capacité de prendre une forme déterminée.

 


La plasticization du bois massif

La fabrication du bois en trois étapes

La plastification de la matière ligneuse augmente grâceau réchauffement à partir de 70°C de température pour arriver au niveau optimum à 145-150°C. Pour ce qui est de l’humidité, les valeurs les meilleures se situent aux alentours de 14-16% mais peuvent arriver jusqu’à 25%.

Du point de vue physique, on obtient la plastification maximale au niveau de la compression, la minimale dans la zone de traction (allongement). Pendant le traitement, la ligne neutre – c’est-à-dire la zone où les deux efforts s’équilibrent – a tendance à se déplacer vers l’extérieur de l’arc, augmentant ainsi la section plastique.

 

Pour faciliter davantage encore ce déplacement, il convient de se servir de dispositifs (formes profilées) qui empêchent les allongements pendant le cintrage. Si, enfin, on laisse refroidir et sécher le bois cintré chaud dans la forme, le cintrage se stabilise et le bois retrouve sa résistance primitive.

La fabrication des bois solides cintrés peut donc se résumer en trois étapes:

  1. plastification par l’action de la chaleur;
  2. cintrage;
  3. stabilisation du cintrage par séchage du bois à des températures supérieures à 65°C.

Pour pouvoir obtenir des résultats satisfaisants, il faut utiliser du bois sans loupes ni défauts comme la déviation des fibres et les tensions internes. L’espèce de bois la plus appropriée est le hêtre, suivi de frêne, érable, bouleau, chêne, châtaignier, robinier, cerisier, micocoulier, etc. En revanche, les conifères et les bois tropicaux ne sont pas indiqués.

 


Aperçu: le processus de plastification

Trois systemes industriels pour le cintrage du bois

En milieu industriel, on applique pour le cintrage trois systèmes de réchauffement :

  1. réchauffement en bain d’eau;
  2. vaporisation;
  3. réchauffement diélectrique.

Réchauffement en bain d’eau

Dans le bain d’eau chaude, on maintient la température de 70-80°C pendant un temps d’immersion apte à garantir la distribution uniforme de la chaleur le long de toute la section du bois. Ce système, utilisé principalement pour le bouleau et le frêne, présente l’inconvénient de “trop mouiller” le bois qui devient mou, difficile à cintrer et à stabiliser. On observe aussi souvent une désagréable variation de la couleur du bois. Par rapport aux méthodes décrites ci-dessous, le bain d’eau est avantageux dans les cas où le cintrage n’intéresse qu’une partie de la longueur des pièces puisqu’il est possible de n’accomplir qu’une immersion limitée.


La vaporisation

Utilisée généralement pour le hêtre, cette opération est exécutée dans les vaporisateurs métalliques cylindriques à la pression atmosphérique avec vapeur saturée à 100°C. Le vaporisateur doit être bien isolé, en métal antirouille et protégé contre la corrosion. Pendant le traitement, les pièces deviennent humides extérieurement jusqu’à 25%, jusqu’à 40% même si la vapeur d’eau condensée reste à l’intérieur du cylindre. Il a été établi qu’en présence de vapeur d’eau condensée, on a une plastification meilleure et plus rapide.

En ce qui concerne les temps de traitement, il faut éviter que le bois tende à trop plastifier et se déforme dans la section transversale pendant le cintrage. Une période de vaporisation variable de 45 à 60 minutes pour chaque 25 mm d’épaisseur selon le type de bois pourrait être suffisante. À la fin du processus, on a un gradient d’humidité de l’extérieur vers l’intérieur qui facilite le séchage ultérieur.


Réchauffement diélectrique

Ce dernier procédé utilise du courant électrique à une fréquence de 5-15 MHz qui provoque le réchauffement immédiat de toute la masse de bois à 100°C sans perte d’humidité. Parmi ses avantages principaux, il convient de souligner la possibilité de plastifier des produits en bois semi-ouvrés présentant des défauts dans la fibre ; au nombre des inconvénients, le coût d’exploitation élevé de cette application qui limite ses secteurs d’utilisation.


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