Comment reproduire les nervures de bois avec un laser

Des chercheurs du Warwick Manufacturing Group (WMG, le groupe pour les activités de production de Warwick) de l'Université de Warwick ont mis au point une technique laser pour donner à la surface d'un panneau de MDF (pour « medium-density fibreboad », appelé aussi medium ou panneau de fibres à densité moyenne) une finition qui rappelle les nervures du bois massif.

Le projet de recherche LaserCoat regroupe, outre le WMG, sept organisations universitaires concernant la recherche ou le commerce. Il est en partie financé par le Technology Strategy Board (le TSB, voir le rapport d'Ambassade Le rapport Sainsbury : état des lieux et perspectives des politiques publiques d'innovation au Royaume-Uni [1]).

Le MDF est un matériau d'utilisation versatile et peu coûteux, fabriqué à partir de déchets de production mélangés à de la résine et de la cire puis pressés pour former des panneaux lisses. Mais son aspect brut peu attrayant fait qu'il n'est pas toujours prisé pour certaines applications (par exemple pour les portes ou pour les parcloses de fenêtres) et qu'il est généralement recouvert de peinture ou de placages collés.

Le procédé LaserCoat utilise un laser CO2 d'une puissance de 200 W couplé à un lecteur optique 3D. Afin de graver des motifs dans le MDF, le laser est opéré à 90 % de sa puissance sur les surfaces planes et à 60 % de sa puissance sur les arêtes : ces puissances sont suffisantes pour brûler la surface et créer des régions plus sombres qui reproduisent l'apparence des grains du bois. En variant la puissance et la vitesse de déplacement du faisceau laser, les chercheurs créent des marques plus ou moins sombres. Celles-ci sont suffisamment profondes pour être visibles après que la surface a été peinte, donnant ainsi un effet de vrai bois. Appliquée sur un matériau qui dispose déjà d'une couche supérieure d'une différente couleur, par exemple un panneau de particules mélaminé, la technique produit un effet de bois décoloré.

Le laser peut également être utilisé pour recuire sélectivement des revêtements à base de poudre appliqués électrostatiquement sur la surface : on peut ainsi produire différentes couleurs et motifs. Les épaisseurs des revêtements varient entre 0,05 et 0,1 mm en fonction des conditions d'application. Toutefois, les chercheurs de Warwick reconnaissent que le procédé de gravure est pour l'instant plus facile à réaliser que celui de revêtement. Dans ce dernier cas, en effet, l'humidité présente dans le MDF et nécessaire au dépôt électrostatique de la poudre peut causer, lors du recuit, l'apparition de bulles dans la couche de peinture.

L'équipe de Warwick doit également raffiner les conditions d'utilisation du laser : l'utilisation du laser de 200 W entraîne une certaine lenteur du procédé, mais le laser de 6 kW dont dispose l'équipe s'avère trop puissant. En effet, il perce des trous dans le MDF, trous qui ne sont pas sans évoquer les vers du bois. Ces trous pourraient être causés soit par un pic de puissance au démarrage, soit par un délai dans le temps de déplacement du faisceau.

Le projet LaserCoat est soutenu par la Furniture Industry Research Association (FIRA, l'association de recherche de l'industrie de l'ameublement) et par la Timber Research and Development Association (TRADA, l'association de recherche et de développement du bois). Les autres partenaires du WMG sont : Sonneborn & Rieck, un producteur de revêtements pour le bois, le métal et le plastique ; Norbord Ltd, un producteur de panneaux à base de bois ; Exel Industrial Ltd, un fournisseur d'équipement d'application pour peinture et poudre et de pompage de fluides ; Granwax, un fabricant de produit d'entretien et de finition pour les sols ; et Howarth (Timber) Windows and Doors Ltd, un fabricant d'huisseries.

Le Warwick Manufacturing Group (WMG)

Le WMG a été créé en 1980 par le professeur Kumar Bhattacharyya afin de renforcer les industries britanniques de production à travers l'application de travaux de recherche de premier plan et le transfert de connaissances. Le groupe emploie maintenant 200 personnes à temps plein ainsi que 150 collaborateurs sur le site de l'Université de Warwick. Il développe des projets de recherche innovants et partage ses connaissances avec une large gamme d'entreprises et de personnes à travers des travaux en collaboration, des programmes de transfert de connaissance, des travaux de thèse, des formations universitaires de troisième cycle et des formations sur mesure pour les dirigeants. La recherche est financée par le secteur public et par le secteur privé et implique toujours étroitement l'industrie dans les étapes de conception, de développement et de mise en oeuvre. Les équipes de recherche sont composées de personnes issues de l'industrie ou de l'université et spécialisées dans une large gamme de domaines : on y trouve des ingénieurs, des physiciens, des spécialistes des matériaux, des mathématiciens, des designers, des informaticiens, des sociologues, des économistes et des experts du transfert de connaissances. Le domaine de compétence du WMG a été élargi au-delà des seules activités de production et il inclut maintenant, entre autres, la santé, la banque, le cadre bâti et les technologies numériques.

Pour plus d'information :
[1] Le rapport Sainsbury : état des lieux et perspectives des politiques publiques d'innovation au Royaume-Uni (1/12/2007), pdf de 24 pages - Ambassade de France au Royaume-Uni 

Source : Université de Warwick (10/03/08) - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/380EF

- Photonics.com (13/03/08) - http://www.photonics.com/content/news/2008/March/13/90976.aspx

- Warwick Manufacturing Group - http://www2.warwick.ac.uk/fac/sci/wmg

Rédacteur: Dr Anne Prost
Origine : BBE Royaume-Uni, numéro 85 (17/04/2008) - Ambassade de France au Royaume-Uni / ADIT -
E Royaume-Uni numéro 85 (17/04/2008) - Ambassade de France au Royaume-Uni / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/54016.htm

Article mis en ligne le 9 juillet 2008