ANNEXE A Résumé du sondage réalisé aux entreprises d'aboutage du bois

Table des matières

Un sondage a été réalisé dans 5 entreprises d'aboutage du bois au Québec, afin d'identifier les paramètres qui influencent de façon importante ce procédé de transformation. Les aspects étudiés étaient la matière première, les antécédents généraux du procédé d'aboutage tels que l'usinage, l'application de l'adhésif, l'assemblage et le pressage des joints. Les aspects reliés aux essais de contrôle de qualité de joints ont aussi été surveillés. Les résultats de ce sondage sont montrés aux tableaux A1 à A7.

Tableau A. 1. Sondage sur la matière première.

 

Usine A

Usine B

Usine C

Usine D

Usine E

Espèce(s)

Épinette noire

Épinette noire (80%).

MSR 2100 et 1650 pour structure

Épinette noire 100%,

Épinette noire >90%

Épinette noire >95%

Approvisionnement

Du nord

(Côte-Nord et Lac-St.-Jean)

Usines du Lac St. Jean appartenant à l'entreprise Abitibi Consolidated (donc, matière première contrôlée)

De l'usine de Produits Forestiers Alliance à Dolbeau

Nord de l'Abitibi.

(Matériaux Blanchet et Scierie Landrienne). Bois pre-raboté et classes en MSR 2100 et 1650

De la région Parc Chibougamau, du Mont Valin et de la Côte-Nord. Achète du bois MSR ou N°2 et Meilleur, sec et raboté.

Type de séchage

Au four

(à forfait) et entreposage à l'air libre

90% séché chez eux et 10% séché dans une autre usine de sciage de Abitibi à St-Prime

Le bois est séché, par Alliance et par Cambeau à Dolbeau. À moyenne température (Plus utilisé) et à haute température.

À moyenne température. Surtout fait par les fournisseurs

Paie un bonus à la qualité pour un séchage à 17%± 3%. Selon l'échelle COFI (sapin de Douglas) sur appareil de mesure Delmhorst.

Teneur en humidité (%)

12%-16%

Entre 14 à 17% (<17% à l'échelle Douglas). Vise COV < 20%

le matériel > 17% échelle Douglas va au colombage

Vise 16%, obtient entre 12% à 23% (trop variable) utilisation d'un détecteur d'humidité à plaque (capacitance)

Entre 10 à 25% (à l'échelle Douglas), en moyenne 15% à 17%. Alors qu'on viserait plutôt de 11 à 15%.

Moyenne de 17% ± 3% cœur-surface (à l'échelle Douglas), en moyenne 12%. La ligne de production possède un détecteur d'humidité à plaques de capacitance (Wagner) ajusté à 19% H.

Température du bois (été, hiver) (°C)

-

Vise 20°C. En dessous de 15°C, c'est critique.

Vise d'avoir le bois à 20-22°C. Le plus froid accepté est 15°C

Entre 10°C à 30°C pendant l'été et 10°C min pendant l'hiver

70°F (21°C)

Espace disponible pour conditionnement (m2). Capacité d'entreposage (en 1000pmp et en heures d'opération)

Capacité de 16 paquets

± 3000pi2,

capacité de 1,5 semaines de production

2x106 ppm

Capacité d'entreposage=3 à 5 jour de production

@45000 pmp/faction x 2 faction de 12h/j.

Entrepôt 350.000 pmp de capacité soit d'environ une semaine de production (55 à 60000pmp/faction de 10 h). Au futur il y a un projet pour l'entreposage de 1,4x106 pmp.

Capacité de 1200000pmp de bois MSR ou de 800000 pmp de bois latté. Environ 1 semaine de production (@1000000 pmp/semaine)

Conditionnement (T° et HR)

26°C, 60%HR

Entrepôt chauffé à 20°C mais il ne dispose pas d'injection d'humidité (sans contrôle)

35°C, 50% HR

(hiver, trop sec) à 70%

Entrepôt à T° 10°C et 20%-30% HR en hiver. (Ambiant très sec). Chauffage par le plancher

Entrepôt à 30°C et 60% HR. En bas de 60 à 70°F de température du bois.

Temps de conditionnement

Le bois est introduit à l'intérieur deux jours avant d'être usiné.

3 jour en général

3 à 5 jour (le bois rejeté à l'entrée de l'usine pour excès d'humidité, est retourné à l'entreposage approx. 7 jours).

-

Entre 30 à 40 heures en été, pas encore d'expérience en hiver.

Autres

-

-

-

-

11h par session de travail/semaine. Ils achètent le bois vert, autour 75% d'humidité.

Tableau A. 2. Contrôle de la qualité de la matière première.

 

Usine A

(pour poutrelle aboutée)

Usine B

(Selon SPS-1, sauf demande spéciale du client)

Usine C

(norme de ligne de maison)

Usine D

(Selon SPS-1 2 et meilleur)

Usine E

En dehors du joint Au niveau du join

Flache sur

max 1/4" sur l'épaisseur et 7/8"

C'est le défaut majeur

-

1/3 de la largeur

1/3 épais pleine longueur.

ν largeur

1/3 épais

¼ de la long.

ν largeur et

1/2épaisseur

1/3 épais, 1/3 large ou l'équivalent, 2/3 épais par 1/2 large, 1/4 de la longueur.

Déviation du fil

Max 1 dans 10

-

1/10

-

-

1650: 1 dans 10

2100: 1 dans 12

Roulures, fentes, gerces

Sur la face

Sur les côtés

Sur les bouts

. Max 2" de long

. Non-admis

. Max 3" de long et 3/4" d'épaisseur

-

-

Roulure de surface: ¼ de la longueur max.

Roulures à travers: 2’ de long max

Roulure et fente interdit

Non admise dans le joint

Pourriture non-fermé

Pourriture fermée

Carie alvéolaire

Piqué blanc

Non-admis

Non-admis

Non-admis

Non-admis

Non-admis

Non-admis

Non-admis

Non-admis

Non admis

Un peu, enlevé

Non admis

Non admis

-

Nœuds

max 3/4" de diam.

-

¾ sur la face

-

3/16"max

1650: 1/4"

2100: 1/6"

Trous de nœuds

max 3/4" de diamètre et 1 trou au 2'

-

-

-

3/16"max

-

Autres critères

Au joint de collage

Max 3/8" de déplacement de résine naturelle

Max 3/8" de déplacement de nœud sain, étoilé

Max 3/8" de déplacement carie alvéolaire

-

Trous divers: Ils ne tolèrent aucun par question d'apparence.

-

-

-

Épaisseur de la pièce

Épaisseur:

Largeur

11/2" Minimum

29/16" (2x3) et

39/16" (2x4) Minimum

-

-

-

-

-

Bois altéré

-

-

-

Non admis

Non admis

 

Piqué blanc

-

-

-

1/3 volume

Non admis

 

Tableau A. 3. Antécédents généraux du procédé d'aboutage.

 

Usine A

Usine B

Usine C

Usine D

Usine E

Marque

 

Western Pneumatic

     

Vitesse de la chaîne

60 pièces/min (considérer 12" d'espace entre pièces)

-

1 taquet par pi. = 12 pouces.

(90% production en 2"x3" et 10% en 2"x4")

65% de 150 pieds/min= 98 pieds/min, 12 po entre les taquets

Variable, 40 à 60 taquets/min:

9" de séparation entre les taquets

Vitesse d'avance

60 pièces/min (considérer 12" d'espace entre pièces)

60 pièces/min (considérer 12" d'espace entre pièces)

60 pieds/min

258 pieds/min (Vitesse max 400 pi/min @ 75%)

-

Vitesse de rotation

3600 tr/min

3600 tr/min

Entre 3400 à 3800 tr/min. Exploré entre 4200 et 2800

2800 tr/min n'a pas donné de bons résultats

60% à 75% de 3550 tr/min (têtes à vitesse variable)

2048 tr/min-65%, 2205 tr/min-70%, 2363 tr/min-75 %, 2520 tr/min-80%,

# de couteaux par boulon

5 minces

1 gros

En fonction des produits, mais pour le joint sans épaulement 6 couteaux

D'après le catalogue Wisconsin. .

5 couteaux minces et 1 gros.

5 couteaux mince et 1 gros.

# de boulon par tête

6

6

6

16

10

Configuration des joints

Inversée

Inversée et Sans épaulement

Mâle-femelle

Inversée

Mâle-femelle

Types des couteaux

AC 16-139

AC 16-107

AC-16 139 (Joint de 1.113 po)

Wisconsin. Aiguisage fait à l'extérieur.

ACEco. 16-007 et 16-008

Wisconsin. Types de couteaux (structural): BG-1101 et BG-1102 et pour le (colombage): BG-737 et BG-738.

Angle d'attaque

22°

Set-up angle 16,5°

-

Entre 15° et 20°

15°

Diamètre de porte-outils

150 mm

Cercle de coupe 10,25 po

Cercle de coupe 10,25 po

19,5" (495 mm) au bout des dents ou 16 po tête seulement

13,5" dent à dent

Avance par couteau

0,033 po

0,033po

0,032

0,035

0,026-0,029 po

Marques de couteaux par pouce

30

30

28-32

13,76-36

38

Pression initiale

Non-contrôle

10 psi sur chaque piston hydraulique, ne peux pas connaître la pression exercée sur le bois, presse en continu à 250 pieds/min

Presse en continu, entre 30 et 40 psi (sur les rouleaux)

Presse en continu

Le système d’alimentation est doté de 3 rouleaux roulant respectivement à 450 pieds/min, 380 pieds/min et 350 pieds/min. C'est ce qui génère la pression initiale.

Pression finale

f(espèce)±450psi pour le 2x3

Pas quantifié.

-

-

-

Temps de pression initiale

1 secs (No 2 et Meilleur), 2 secs (MSR)

Temps de cuisson ± 15 secondes (65 pieds de four)

-

-

Tunnel à 280 à 380 pieds/min (vise 350 pieds/min en moyenne),

tunnel de 60 pieds

Temps de pression finale

3 secs (temps de cycle 5 secs)

15 min après le pressage et avant essai de traction

-

-

-

Changements des couteaux

Chaque 1000 pieds linéaires

Tous les 4 heures, c'est qui représente 8000 à 10000 joints, plus souvent si fibre arrachée ou si le bruit à l'usinage change ou si le peigne bouge à l'encollage

Chaque 12 heures ou si pas correct (p. ex. si arrachement excessif)

Après 10 heures ou 1 fois/faction, 4 factions/semaine (vendredi maintenance)

Après 11 heures (10 1/4 heures de production, 615 minutes)

Nombre de joints par semelles

7 joints par semelle

4,5 pieds de longueur des blocs (semelles de 14 à 48 pieds de longueur)

5,5 pieds de longueur moyenne de bloc.

Moyenne entre 42"et 54" (mín 13"et max 93") en blocs de 48".

5 pieds de longueur moyenne de blocs

Tableau A. 4. Application de l'adhésif.

 

Usine A

Usine B

Usine C

Usine D

Usine E

Type d'adhésif

*Isocyanate à 1 composant) (marque Mira-lok 1075, distribué pour Nacan). Semble meilleure que la colle Résorcinol. Utilisé depuis février

Phénol résorcinol formaldéhyde (Borden J3021)

Catalyseur (liquide) FM 7340

Phénol Résorcinol marque Borden 3021

Catalyseur FM 7340

Phénol Résorcinol marque Borden FJ 3021

Catalyseur FM 7340

Phénol Résorcinol marque Borden Cascophen FJ 3021

Catalyseur Cascoset FM 7340

Systèmes d'application

Injection

Willamette. (Mélange de la colle et le catalyseur par cylindre à rotations calibrées)

Willamette Valley

Willamette Valley

Valve proportionnelle dessinée par CFL et contrôlée par ordinateur, système d’alimentation électrique.

Séchage de la colle

à l'air

Par presse à haute fréquence avec 3 tunnels (un de 17 pieds et deux de 24 pieds)

25 kw/tunnel

Tunnel haut fréquence de 50 pieds avec 2 générateurs RFS

Tunnel haut fréquence, 3 sections de 40 KW/section, de marque RFS

Four haut fréquence, trois tunnels, le premier est de marque SRT et les deux autres LNL

Température de la colle à l'intérieur du dépôt

22-23°C

-

T° ambiant 18°C à 27°C

T° à 20°C en chambre conditionnée

18-19°C

Pression d'application

100 psi

-

-

Contrôlée à l'air comprimé, varie entre 20 et 30 psi.

35-40psi (38 psi donne la quantité idéale)

Formulation de la colle

-

-

-

Mélangé sur la ligne à une

ratio de colle versus catalyseur de 2,34:1

Mélangé sur la ligne. Colle versus catalyseur 2,1(à 2,33):1 (le ratio est mesuré et testé plusieurs fois par jour)

Viscosité

-

Ils ne sont pas équipés pour la mesurer. Il y a un refroidissement de la colle (entre 15 et 18°C). Ils contrôlent le temps de gel (qui doit être de 15 à 20 min)

Ils mesurent plutôt le rapport catalyseur-résine. Entre 2 à 2,6.

Visent 2,3.

Mesure avec viscosimètre Cole-Parmer digital, 98936 Series

-

Grammage (colle par surface de joint)

-

-

Ajusté de façon empirique, pas calculé

S'il y a trop de colle, on génère des arcs électriques qui sont souvent observés lors qu'on obtient des résultats de tests très bas

7 à 9 g/joint

Contrôlé par ordinateur, on vérifie l'excès de squeeze-out, le volume de colle influence la température dans le four

Temps gel

-

-

-

19 minutes ± 5

Test de gel 19 min (12 à 20)

Autres

-

-

-

-

Problèmes de constance dans la viscosité et la couleur varie également

Tableau A. 5. Assemblage et pressage des joints.

 

Usine A

Usine B

Usine C

Usine D

Usine E

Configuration de la presse à haute fréquence

(pour quelle vitesse, humidité et température).

Pas de presse RF, utilisation de colle isocyanate

-

Deux générateurs de 35 pieds et ils visent des températures de pressage entre 85°C et 95°C. La vitesse dans la presse est approximativement de 285 pieds/min, mais elle est variable. À humidité fixe, on peut augmenter l'ampérage pour augmenter la vitesse de passage. Si l'humidité augmente trop, il faut ajuster l'ampérage pour éviter les arcs. Au démarrage de la presse, il faut ajuster la température à l'aide de thermocouples. On part à relativement faible ampérage et vitesse. Aux paramètres de démarrage, on vérifie la température lorsqu'on obtient 70 à 75oC, on augmente graduellement l'ampérage jusqu'à atteinte 85oC. Par la suite, on peut continuer à augmenter l'ampérage pour augmenter la vitesse jusqu'à atteinte des paramètres de croisière

3 sections de 40KW par section fours de 20 pieds/section.

Ajustement selon la To de sortie (entre 80 et 90oC) et brûlures (arcs).

3 sections de 50KW, 75KW et 75 KW. Première presse SRT, 2 autres LNL. Longueur tunnel: 60 pieds (20 pieds chacun). Entrée Tunnel 1 à 70oF, sortie à 135 oF. Entrée Tunnel 2 à 135 oF, sortie à 150 oF. Entrée Tunnel 3 à 150 oF et sortie à 150-160 oF

Temps de presse

-

-

10 à 12 sec

2,5 secs dans les rouleaux presseurs (10 pieds),

250 pieds/min dans le tunnel de 60 pieds (15 sec)

60 pieds @ 350 pieds/min

Temps de durcissement (après pressage)

-

-

40 à 60 min avant test de tension en ligne

¾ heures (si 48 pieds de semelles)

60/48 X ¾ heures (si 60 pieds de semelles)

32/48 X ¾ heures (si 32 pieds de semelles)

10 à 20 minutes

Température à la sortie de la RF

-

-

-

-

140° à 150°F

Tableau A. 7. Autres aspects reliés au procédé d'aboutage du bois.

Usine A

Usine B

Usine C

Usine D

Usine E

Actuellement l'entreprise ne travaille pas avec Phénol Résorcinol, cependant, durant l'hiver, l'utilisation de cette colle a eu beaucoup des problèmes à cause de l'humidité et la température.

D'après eux, un autre aspect intéressante a étudier peut être la qualité des joints avec du bois provenant des arbres vivant et des arbres morts (brûlés ou seulement morts debout)

Le gros problématique a été toujours le séchage à haute température. Si le bois est trop séché, ils trouvent des problèmes de torsion et des dimensions.

-

Il y deux lignes d'aboutage: structurel et non-structurel. (Les produits fabriqués sont principalement du colombage, puis des classes mécaniques 2100 et 1650.)

Parfois arrivent des pièces d'une même espèce qui sont très légères. Ces types de pièces sont très difficiles à travailler

Le fil soulevé est un problème puisque empêche le collage des joints. L'influence des paramètres d'affûtage est autre aspect à surveiller.

Avoir l'humidité adéquate est un problème. Le facteur COFI pour calibrer des hygromètres est adapté pour le Douglas fir donc la mesure de l'humidité de l'épinette noire est prise avec cette échelle et toujours ils trouvent autour de 5% de plus dans les méditions d'humidité.

Il y a des problèmes avec la variabilité de la densité entre deux pièces à abouter parce qu'il y a des grands écarts entre eux.

Chaque 5 minutes ils mesurent la température de la colle des entures.

À la rainureuse ils ont eu des problèmes d'usure

Ils ont des problèmes de chauffage des couteaux c'est qu'implique des points croisés. Ils ont aussi des problèmes de glaçage de surfaces et ceci n'aide pas au collage.

Ils changent le porte-outil chaque 12 heures mais pas le deux en même temps. Si le bois a trop d'arrachement ils vont changer le porte-outil.

Il n'y a pas de contrôle de l'humidité.

Le gap critique est 1/32"

Le problème le plus important d'après l'ingénieur est l'effet de la vitesse de coupe sur la qualité du collage. Ils travaillent sur un angle d'attaque plus grand que celui recommandé

Les types de joint essayés sont: Inversée et Sans épaulement. Le joint du type Sans épaulement est 2% plus résistant (MOR flexion à plat) que le joint inversée.

D'après l'ingénieur de l'usine, il est très intéressant d'étudier les caractéristiques d'usinage d'aboutage du bois avec un adhésif du type isocyanate car le phénol-résorcinol n'a pas un bon futur entre les entreprises productrices du bois collé structurelles.

Le bois d'épinette noire a beaucoup de bois de compression, surtout dans le bois de tourbières coupées en hiver. Ça a un effet mais ça ne semble pas dramatique

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Leur perception est que leur problème le plus important est l'usure des couteaux et la détermination du temps entre les changements de couteaux.

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Trop de déviation du fil est aussi un problème car la machine de classement MSR par Rayon-X ne détecte pas ce type de défaut.

La variabilité de longueurs entre les pièces à abouter parce qu'il y a des grands écarts entre eux et ça cause beaucoup d'arrêts.

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Présence de roulures, on les constate souvent seulement après les essais destructifs

Une possibilité de recherche dans le domaine d'aboutage c'est le rapport T°/ Humidité du bois.

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Ils ont de problèmes de pénétration de la colle

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Quand changer les porte-outils? C'est ça la question

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L'affûtage et la qualité de l'affûtage est un problème

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Il y a un problème de rendement qui est de l'ordre de 70 à 75% seulement.

Excès d'humidité, quand ça arrive, les valeurs de résistance en tension deviennent trop faibles

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D'après eux, il est très important étudier l'angle d'attaque par rapport aux porte-outils.

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L'affûtage des couteaux est un aspect primordial.