A - L’outil
L’outil compris au sens large, se définit par un objet permettant de réaliser des opérations qui ne sont pas exécutées uniquement par l’intelligence, le savoir, la main.
Les premiers outils remontent à plusieurs milliers d’années avant notre ère. Certains restent inchangés, d’autres ont été modifiés selon les bouleversements de l’Histoire, les découvertes, le confort, les mutations des métiers.
Un lieu unique en France centralise et conserve 12 000 outils de façonnage à main en bois, fer, cuir, pierre des XVIIe, XVIIIe et XIXe siècles. Il s’agit de la Maison de l'Outil et de la Pensée Ouvrière à Troyes dite MOPO.
Le compas et l’équerre au côté du fil à plomb :
outils indispensables pour l’art du trait et de la géométrie. |
B - L’outillage
L’outillage, désigne quant à lui l’« ensemble des outils nécessaires à l'exercice d'un métier, d'un travail, à la pratique d'une activité manuelle; ensemble des outils et des machines nécessaires à la marche d'une entreprise, d'une exploitation ».
Chaque métier dispose du sien. Il n'est pas aisé de s'y retrouver tant le sujet est vaste, tant les outils sont infinis. Par conséquent, ce qui suit portera essentiellement sur certains outils de coupe utilisés par les professionnels des métiers de la seconde transformation du bois.
• Fonctions d’un outil :
L'outil permet d’accomplir une tâche selon un besoin défini selon la matière à transformer. Ce dernier peut avoir toutes les caractéristiques ou en combiner plusieurs.
Selon Maxime Despretz, Compagnon mécanicien outilleur de précision ; au-delà des considérations manuelles, mécaniques, électriques : une machine est un outil à part entière au même titre que peut l’être un outil manuel. La seule différence est l’énergie qui permet de le faire fonctionner.
Ainsi, l’outil manuel est « un instrument utilisé pour réaliser une action sur de la matière. Il peut être utilisé directement par l’homme ou par l’intermédiaire d’une machine. »
« Une machine est un appareil mécanique utilisant une ou plusieurs énergies. Elle est pilotée par l’homme et peut effectuer des tâches complexes. »
• Les typologies d’outils :
La machine :
La machine-outil :
Elle désigne une machine qui va servir à faire le lien entre l’homme et l’outil pour lequel ce dernier va effectuer la tâche pour lequel il a été conçu.
La scie sauteuse peut être citée comme exemple pour comprendre ce qu'est une machine-outil. En effet, la main de l’homme va agir sur la scie sauteuse. Sur la scie sauteuse, le porte-outil est intégré directement à la machine-outil. La lame sera insérée. Le porte-pièce est indépendant de la scie sauteuse.
La machine d’usinage à commande numérique dite CNC :
Ce n’est pas la main qui va agir sur l’outil mais le programme rentré dans la machine qui va lui permettre de réaliser le mouvement : accélération, décélération.
Outil sur-mesure :
Un outil peut répondre à plusieurs besoins, il est polyvalent. Afin d’aplanir une pièce, la fraise par exemple rentre dans cette catégorie avec un cycle d’hélices de plusieurs diamètres : 12, 20, 30. La matière sera retirée grâce aux allers-retours. Pour usiner un trou, la fraise peut accomplir beaucoup d’opérations différentes.
Si peu de pièces sont à usiner, cela évite d’acheter un foret de chaque diamètre.
En revanche, si l’artisan a besoin de faire 10 000 trous de diamètre 10. C’est plus rentable d’acheter un foret de 10. En effet si la fraise est utilisée pour cette opération, elle ne sera pas performante.
Outil spécifique :
Il permet d’exécuter une seule opération comme un foret étagé.
L’usage d’un outil, d’une machine dépend toujours de la quantité de pièces à réaliser. La notion de rentabilité est à considérer.
Parmi ces outils tant sur mesure que spécifique, on trouve la machine spéciale.
C - Composition d’un outil de coupe
L’outil de coupe est doté d’une lame qui va opérer une action sur le matériau. Sa composition dépend du travail demandé et de l’action opérée sur le matériau. L’outil de coupe dépend de la performance, de la rentabilité et du besoin.
Il y a toujours un ratio à trouver entre l’outil de coupe et sa capacité à arracher la matière sans la détériorer. On parle alors de mauvais état de surface.
L’outil sera conçu selon le composant de la pièce à usiner :
• un matériau dur permet d’arracher la matière
• un matériau tendre permet de couper la matière
On ne peut pas usiner un matériau dur avec un outil conçu dans un matériau moins dur. À titre d'exemple : couper de la pierre avec du bois est impossible.
L’outil de coupe peut être en :
• acier rapide
• acier rapide avec un revêtement pour durcir la surface
• carbure de tungstène
• mélange d’eau et de sable à haute pression
• laser
• diamant synthétique
Pour la fraise :
• insert en céramique
• insert en diamant synthétique
• matériau composite de type cermet (céramique associée à une matrice métallique).
Exemples d’applications : La machine spéciale peut couper des matériaux en plastique, des résines, des matériaux composites.
L’usage d’un foret devra tenir compte de :
• l’angle de coupe adapté au matériau selon sa dureté, son élasticité.
• l’angle de dépouille,
• l’angle de contre-dépouille,
• les angles d’hélices.
D - Des attentes multiples
L’outil rend service à l'utilisateur par la main. Une analyse fonctionnelle du besoin est incontournable afin de cerner les évolutions du produit dans un environnement spécifique.
À titre d'exemple, les attentes, les performances et les résultats seront différents si :
• un menuisier utilise une perceuse à colonne (machine semi-assistée) : l’effort est amené par un manche mécanique,
• un charpentier utilise un outil à main : la vitesse sera moins précise mais plus robuste pour le charpentier.
À ces considérations, l’artisan recherche un produit de qualité. Il a souvent à faire le choix entre :
• des outils standards,
• des outils normalisés,
• des outils certifiés,
• des outils spécifiques,
• des outils spécifiques standards
Un même outil dispose de différentes gammes de qualités différentes, de budgets différents.
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