Amélioration de la performance des équarrisseuses-fragmenteuses lors de l'usinage de billes d'épinette noire et de sapin baumier



L'équarrisseuse-fragmenteuse est une machine qui produit des équarris et des copeaux dans une seule opération et souvent sans produire de la sciure. Les équarris sont destinés à la construction en bois et les copeaux voués à la fabrication de pâte à papier. Ces machines produisent souvent une proportion très élevée de copeaux en dehors des dimensions exigées par les usines de pâte. Également, les surfaces des équarris produits sont parfois très rugueuses et avec présence d'arrachements importants. De plus, le travail de la machine est grandement affecté lors de l'usinage en conditions hivernales. Ce projet a donc étudié l'effet des principales variables de coupe des équarrisseuses dans le but d'améliorer leur performance.

Les résultats ont montré que la vitesse de coupe n'a pas eu un effet sur la qualité de surface des équarris. La qualité est ainsi meilleure lors de l'usinage en conditions estivales et à faibles largeurs et hauteurs de coupe. Également, la distribution des copeaux devient mois large et les surfaces plus lisses à mesure que la position d'entrée de la bille par rapport à l'axe de rotation de la tête porte-couteaux est plus basse. De plus, il a été constaté qu'uniquement les températures au-dessous de 0ºC eurent un effet significatif sur les propriétés mécaniques associées au procédé de fragmentation. D'autre part, les efforts de coupe deviennent plus faibles et  la qualité de surface s'améliore lors de la réduction de la profondeur de coupe, de l'augmentation de l'angle d'attaque et lorsque l'orientation de coupe change de 0º-90º vers 30º-60º. Finalement, les résultats ont aussi montré que le système Microtrack 7000, le profilomètre Micromeasure et les routines développées à partir du logiciel LabView, sont capables de détecter, caractériser et quantifier la qualité de surface du bois produite par cette machine.

Les potentielles retombées pour l'industrie sont: 

  1. que l'alimentation des billes le plus bas possible dans la machine améliore sa performance,
  2. qu'il faut ajuster les conditions d'opération de la machine selon la saison;
  3. que l'utilisation des têtes porte-couteaux des diamètres supérieurs améliore la qualité de surface des équarris;
  4. que l'usinage à 1 mm de profondeur de coupe, un angle d'attaque de 65º et une orientation de coupe de 30º-60º permet une meilleure qualité de surface du bois d'épinette noire.

Chercheur responsable

Roger Hernandez, Université Laval

Équipe de recherche

  • Bernard Giguère
  • Ahmed Koubaa, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Benoît Laganière, Forintek Canada Corporation
  • Martin Vaillancourt

Durée

2007-2011

Montant

210 000 $

Partenaire financier

  • Ministère des Ressources naturelles et de la Faune

Partenaires du projet

  • FPinnovations
  • Équipements Comac Inc.
  • USNR/Kockums Cancar Co.

Appel de propositions

Transformation des produits de bois - 1er concours