Un conte de deux séquences de courage

C'est l'histoire d'une machine et de deux méthodes différentes pour réaliser le travail. Les deux méthodes semblent très similaires au premier abord, mais l'effet sur le bois ne l'est pas. Récemment, j'ai rendu visite à un client à Rochester, dans l'État de New York. Je travaillais pour Flex-Trim (mon ancien employeur) sur des brosses pour une machine à bois Quick et je répondais à des préoccupations de clients concernant le ponçage. La première chose que j'ai remarquée concernant le produit, c'est le vernis très dur sur les portes. Les brosses avaient beaucoup de mal à rouvrir la surface. D'ailleurs, même les ponceuses orbitales avaient du mal ! Je suis bien trop curieux pour la laisser tranquille, alors j'ai demandé à voir la ponceuse. Ils utilisent une tête Timesaver 3 plus récente, avec tambour, tambour et tête combinée. La séquence de granulométrie est de 120-180-220. L'enlèvement de matière requis est de 0,015 pouce au total, sans compter les imperfections des joints des portes et des cadres. J'ai parlé au propriétaire du polissage des portes et il savait que cela posait problème, mais sa principale préoccupation était de réduire le temps nécessaire pour éliminer les rayures avec les ponceuses orbitales. L'objectif était de rendre les rayures aussi fines que possible afin de réduire la main-d'œuvre. En réalité, cette séquence rendait l'élimination des rayures plus difficile.

Laissez-moi vous expliquer.

Lorsqu'une bande coupe proprement, elle coupe facilement la pièce jusqu'à obtenir une épaisseur très uniforme (dépendant également de la dureté du tambour). Le bois cède sous le tambour, lequel présente une certaine déflexion. Cette déflexion augmente avec l'usure de la bande ou la surpression de ponçage. Cette augmentation de la pression de ponçage produit également un effet de modelage sur le bois, le tambour s'adaptant progressivement à la structure du grain de la pièce. Cela produit des creux et des creux sur la pièce selon la dureté du bois, la dureté du tambour et l'état de la bande. Lorsque la courroie polit et brise le grain du bois, elle crée une surface « écrouie » qui présente ces reliefs. Cet effet peut laisser une surface très polie, avec des rayures plus profondes sous la surface. Cette surface polie est généralement solide, avec des rayures dues aux courroies précédentes encore présentes. Couper une surface polie est difficile, même pour une ponceuse orbitale équipée d'un disque tranchant. Vos ponceuses manuelles ou orbitales devront donc poncer la surface dure et polie jusqu'à atteindre les creux et éliminer les rayures. Il faudra plus de temps pour éliminer toute trace de rayure. Si l'on ajoute à cela l'inconstance de l'opérateur avec une ponceuse manuelle et le manque d'agressivité de la plupart des systèmes de ponçage orbital, vous vous retrouverez avec des zones de grain ouvertes, tandis que d'autres resteront fermées, car l'opérateur les aura tout simplement manquées ! L'effet de ce phénomène sur la formation des marques orbitales fera l'objet d'un autre article. (N'aimerions-nous pas tous savoir d'où viennent VRAIMENT les marques orbitales ?)

La séquence de grain

Sur le papier, la séquence de grains d'origine devrait facilement permettre d'enlever la quantité de matière requise. Une bande de grain 120 peut enlever environ 0,010" à vitesse d'avance normale, une bande de grain 180 environ 0,004" et une bande de grain 220 0,002" sans dommage. Ce devrait être le meilleur choix pour cette opération. Après tout, il correspond parfaitement au modèle d'enlèvement de matière 70 %-20 %-10 %. 70 % correspondent à 0,0105", 20 % à 0,003" et 10 % à 0,0015". Selon tous les experts du ponçage, c'est le ratio idéal et donc la séquence de grains idéale pour cette situation. En réalité, la première tête est complètement usée, contrairement à la seconde. Mais combien de temps une bande de grain 120 usée au maximum pourra-t-elle produire une épaisseur de pièce précise pour la tête suivante ? La seconde bande sera usée au maximum en quelques heures au mieux. La première bande ponce le matériau jusqu'au fond des grains, créant une pression importante sur la résine et produisant de la chaleur. Deux ennemis du grain ouvert du bois et du papier de verre en général. Que se passe-t-il lorsque le joint irrégulier atteint la première tête ? Il peut atteindre au moins l'enlèvement de matière total (0,015 po) au-dessus du haut de la pièce ! La première tête enlève maintenant 0,025 po à plusieurs endroits sur chaque pièce. Une séquence de ponçage optimale ne permettra jamais d'atteindre le maximum de chaque bande. Les bandes à grain inférieur seront généralement plus proches de leur maximum, mais cela est dû aux limites de précision des machines et aux faibles quantités d'enlèvement nécessaires. Si nous optimisons cette séquence de ponçage, les taux d'enlèvement de matière préconisés par les grands gourous du ponçage seront alors perdus ! Je ne suis pas du genre à surcharger un client qui commence à se faire à l'idée qu'une séquence de ponçage plus grossière résoudra ses problèmes sans nécessiter davantage de ponçage manuel. J'ai donc décidé de lui recommander une petite modification pour augmenter ses chances de succès. Nous avons d'abord reconfiguré la séquence de ponçage actuelle. Nous avons réglé la première à 0,010 po, la seconde à 0,004 po et la dernière à 0,002 po (le réglage optimal pour cette séquence, mais pas pour cette application). Cela a permis de réduire la pression excessive des deux dernières têtes et de la réappliquer à la première. Cela réduira la durée de vie de la bande sur la première tête, mais comme les deux autres têtes ne font qu'éliminer les rayures de la première, elles dureront plus longtemps et résisteront mieux aux chocs lorsque la 120 commencera à tomber en panne. Avant ce changement, les deux dernières têtes prenaient plus de matière que prévu ; il a donc fallu les changer. La surface de la pièce est devenue beaucoup plus ouverte à la teinture. Le bois avait un aspect nettement plus poudreux et mou, signe d'un manque de pression et de chaleur. Ce phénomène ne durera pas. Des modifications plus importantes devront être apportées pour résoudre définitivement le problème. Mes recommandations de départ pour une séquence de granulométrie sur cette machine sont les suivantes : 100, 150, 180. Cette séquence permet d'enlever la majeure partie de la matière, tout en conservant une couleur beaucoup plus uniforme et un grain ouvert. Le grain 100 permet d'enlever 0,017 pouce au total, le grain 150 0,006 pouce et le grain 180 0,004 pouce.

Maintenant, place à la mise en place.

Je vais configurer la séquence de granulométrie à l'envers. Je sais qu'il faut enlever au moins 0,002" pour effacer une rayure de 150 grains, et je ne veux pas meuler au-delà de la base du motif de rayure de 150 grains afin de laisser le grain ouvert aux taches. Meuler au-delà de cette rayure forcerait ma courroie à éliminer plus que les crêtes et les creux du motif de rayure, mais créerait une nouvelle base de rayure dans le matériau solide. Cette action doublerait littéralement mon enlèvement de matière sans même m'en rendre compte ! C'est là que la surpression sur la courroie commence à briser les grains et que le polissage commence à se manifester. Au maximum, je prendrai 0,0005 à 0,001 pouce de plus que la profondeur moyenne de la rayure. Cela compense les irrégularités de l'abrasif. (Aucun abrasif n'est parfait, mais vous le saviez.) Ma dernière tête doit donc prendre environ 0,0025 à 0,003 pouce. Il faut au moins 0,005 pouce pour que ma deuxième tête supprime la rayure de grain 100. Je ne vais pas m'inquiéter d'en ajouter davantage sur cette bande, cela devrait suffire. Nous n'enlèverons rien de plus que la rayure d'origine. Ma première tête absorbera la quantité non absorbée par les deux premières. Nous ne connaissons pas la quantité exacte. Nous ne l'avons jamais connue ! Les différences d'épaisseur des pièces et des joints modifieront constamment cette valeur. Si nous enlevons effectivement 0,015 po, comme nous voulions le faire avec la séquence initiale, les deux dernières têtes enlèveront environ 0,008 po. Soit plus de 50 % du total ! (Je pense que tous les gourous du ponçage à l'ancienne ont fait semblant !) Cela signifie-t-il que notre configuration est incorrecte ? Ou que notre capacité est bien supérieure à celle que nous utilisons, et qu'elle est configurée pour le bon modèle de scratch, au lieu d'un ratio ridicule ? En fin de compte, c'est la machine qui détermine la séquence de ponçage finale. Bien que mon client ait hésité à l'essayer, la machine était parfaitement adaptée aux ponçages 80-120-180. Il s'agit d'une rupture radicale par rapport à la séquence de ponçage initiale, mais elle propulse la machine vers un niveau de performance inédit. La durée de vie des courroies serait considérablement prolongée, offrant la finition ouverte souhaitée pendant toute leur durée de vie. La dernière tête est une combinaison de tambour et de plateau. Cela permet deux points de contact différents et une élimination beaucoup plus facile des rayures de la deuxième tête. C'est particulièrement pratique pour les sauts de deux grains. La rayure d'une bande de grain 120 est d'environ 0,004 pouce, selon la dureté du tambour. C'est le maximum pour une bande de grain 180, et l'utilisation d'un plateau est inefficace. L'utilisation d'un tambour sur la dernière tête permet d'éliminer facilement cette rayure. Il suffit de retirer environ 0,0005 pouce du plateau pour éliminer la rayure du tambour de grain 180. Dans cette configuration, le plateau peut fonctionner pendant des mois sans remplacement, parfois même sans réglage du plateau à vessie ! Le 120 doit enlever au moins 0,008" pour éliminer la rayure du grain 80. Le 180 enlève 0,004". Cela représente un total de 0,012" sur les deux dernières têtes pour un motif de rayure correct. Maintenant, quand on passe une pièce dans la machine et qu'on enlève 0,015 pouce, la première tête n'en prend que 20 %. (J'entends les anciens crier d'ici ! « Il est fou ! ») Rappelons-nous l'écart entre les pièces qui a été à l'origine de cette idée. Nous enlevons 0,030" à certains endroits, et non 0,015" sur la majeure partie de la surface. Maintenant, la première tête enlève 0,018" à certains endroits et 0,003" à d'autres. Vous voyez ce que je veux dire ? Soudain, le rapport est presque identique, mais seulement lorsque nous atteignons la limite maximale de la capacité de granulométrie. Qui voudrait pousser cela à la limite en permanence ? La séquence de granulométrie 80-120-180 est idéale pour les machines équipées d'un tambour ou d'une tête combinée en dernière position. Elle est moins adaptée aux machines équipées uniquement d'un plateau en dernière position. Ces machines seraient plus performantes avec la séquence 100-150-180, car elle ne nécessite que 0,002 ou 0,003 de grain de la dernière tête. Cette opération est beaucoup plus facile avec le plateau. Des vitesses d'avance plus lentes seront également nécessaires pour permettre au plateau de fonctionner. L'avantage net de la séquence de grains 80-120-180 ou 100-150-180 est une rayure beaucoup plus ouverte, réduisant considérablement le temps de ponçage manuel nécessaire pour éliminer les rayures laissées par la bande large, car elle ne sera ni polie ni durcie. La pointe de la rayure jusqu'au fond ne mesure que 0,001 pouce, ce qui en fait le ponçage le plus facile que la plupart des gens aient jamais vu. Le ponçage transversal est généralement réduit de quelques minutes par porte à moins de 10 secondes par rail. Les tourbillons sont considérablement réduits si la ponceuse ne ponce que jusqu'au fond de la rayure. (Oups, je dévoile mon prochain article !) J'espère que cet article vous donnera des idées pour obtenir la meilleure finition possible. Il est tout aussi important de respecter les minimums pour éliminer une rayure que les maximums pour obtenir une rayure ouverte. Créer une rayure de base avec la première tête, puis ne supprimer que ce motif, est la clé pour ouvrir le grain du bois et le maintenir ouvert.