Stabilité dimensionnelle des matériaux courants

[theo]

Auriez vous connaissance d'un tableau qui classe les matériaux en planche courants par stabilité dimensionnelle. Acier, alu, PMMA, PS "verre synthétique", PVC expansé type Komacel, isorel, MDF, contreplaqué, OSB, agglo...

Ce qu'il faudrait, ce n'est pas seulement le coef de dilatation thermique, c'est une appréciation de la sensibilité à l'hygrométrie. Tout le monde sait que "le bois gonfle", mais savoir lesquels peuvent gonfler de combien aiderait à choisir en connaissance de cause. C'est valable également pour les plastiques ; le PA gonfle à l'eau et ce n'est peut-être pas le seul.

J'ai pas besoin d'une grande précision, je cherche juste à savoir si on peut faire un gabarit de perçage dans un matériau A pour percer dans un matériau B sans se retrouver avec une erreur de 2000 PPM parce que la température ou l'hygrométrie a changé.

Merci d'avance.

 

[Okapi]

Tous les coefficients de variation dimensionnelle thermique des métaux sont dans les livres professionnels de mécanique(genre FORTEC pour ma génération), on doit bien pouvoir trouver cela gratuitement sur le net.
Pour les matériaux synthétiques, thermoformables ou non, les fabricants le donnent en fonction du produit(certains sont légèrement sensibles à l'hygrométrie d'ailleurs).
Pour le bois, idem, tu dois trouver des données généralistes en fonction de chaque essence, mais seront toujours des approximations.

Pour un gabarit de perçage, n'oublie pas que si tu dois percer un certain nombre de trous, et avec une précision de moins de 2-3 dixièmes, l'usage d'un canon est fortement préconisé. ,

 

[JeanYves]

Bjr ,

En petite et moyenne serie , on utilise souvent de la planche d'AU4G avec des canons de percage montés à force pour faire cela .
On peut utiliser aussi de la tole bleue , sans canon , de quelques mm d'epai. , suivant la taille .

 

[Okapi]

Si tu veux faire au moins cher, le MDF à haute densité avec des canons en acier de décolletage est ce qui revient le moins cher, cela supporte l'arrosage au moins durant une heure sans déformation, et la précision obtenue est de l'ordre de +/-5 centièmes facilement avec un bon bridage, par contre il use les fraises HSS quand on le met en forme.

 

[JeanYves]

Bjr ,

Le MDF pour faire un calibre de percage ? ? ,
, avec l'humidite , il va gonfler et les cotes vont varier , faut oublier les centiemes .

Si tu veux un produit isolant il faut utiliser des thermodurcissables comme de la Canevasite ( Celoron) ou des stratifiés epoxy ou polyester ( Delmat ) .

 

[Okapi]

Je précise que pendant au moins une heure il ne bougera pas, il y a aussi des variétés totalement hydrofuges pour les cuisines et salles de bain, de plus il est isotrope, contrairement à la plupart des matières synthétiques, as-tu déjà essayé avec du haute densité, du HDF 0.8 par exemple Jean Yves, de plus il ne parle pas du tout d'isolation, juste de stabilité ?

C'est couramment employé en prototypage pour cette qualité d'isotropisme, le défaut étant sa toxicité avérée à l'usinage, mais pour un usage occasionnel ce n'est pas le même risque.

Par comparaison technique, le coefficient de dilatation dans le sens d'extrusion des résines les rend impropres à faire un gabarit de précision si on monte en température(cas du métal), les assemblages comme le Celeron sont très friands en eau, plus difficiles à obtenir pour notre ami et surtout beaucoup plus chers…

 

[JeanYves]

Re ,

Je vois que tu es monté d'un cran ! , le HDF est plus dense et plus resistant que le MDF , mais il a toujours une capacite d'absortion d'eau importante ( 9 % ) et ne tire pas sa reputation par la stabilite dimensionnelle .
J'ai fait quelques bricoles avec ça , je trouve que bien sollicité il se defait , c'est de la sciure et de la colle , hein !

Nous sommes d'accord sur l'aspect prix , mais nous ne savons toujours pas pour quoi faire exactement , parceque pour des petites quantités de pièce à percer il vaut mieux faire : tracer-pointer-percer .

Je suis sûr que de la matiere comme la Canevasite est beaucoup plus stable , absorbtion d'eau 1 %, vieille matiere , tres utile et toujours commercialisée .
Preuve evidente de sa stabilité , avec son voisin le stratifié FR 2 , on en faisait des circuits imprimes il n'y a pas si longtemps et peut etre encore ? .
Si on monte en gamme , et en prix aussi ! , les stratifies époxy FR4 sont reputés pour leur stabilite dimensionnelle absortion d'eau 0.2 % , avec lesquels on fait toujours des circuits imprimes .
C'est une matiere tres interessante , sauf pour les outils, d'autant plus avec sa tenue en temperature , que nous utilisions dans des cas semblables , calibre , gabarits etc ...
Bref , j'ai fait de nombreuses bricoles aussi avec ces matieres à titre personnel , en fraisage , tournage etc ... et j'en ai presque plus

Bien evidemment je parle des stratifies commercialises SANS cuivre .

L'isotropisme , là on s'en fout un peu ! , et de toute manière c'est le cas de ces matières .

 

[JeanYves]

Un point qu'il est bon de connaitre :
Un certain nombre de matieres ont une tendance à absorber de l'eau , ce qui peut provoquer du gonflement nefaste . Les proprietes mecaniques et dimensionnelles varient avec le taux d'humidité .
Une matiere à teneur en eau importante est mal adaptée pour la realisation de pièces precises .

 

[Okapi]

On ne doit pas avoir les mêmes fournisseurs de MDF ou de HDF, parce que j'en ai du totalement hydrofuge et que c'est courant, le fait qu'on emploie exactement dans le cas cité pour des gabarits de perçage complexes jetables, voire même de soudage, à très bas prix, et c'est précisément d'être isotrope que demande notre ami en fin de post, en l'arrosant on arrive très bien à souder au TIG des barres d'inox destinées à supporter des objets d'art avec des gabarits dans cette matière.

Là, je lui suggère une solution la plus économique possible, et tu dois connaître mon avis sur "pointer" en mécanique, l'erreur est acceptable en serrurerie, mais pas plus loin selon moi,le pointage optique reste la solution la plus précise à mes yeux, et un système revient à quelques € en le faisant soi-même.

J'avais présenté un système basé sur l'optique et la précision de l'œil, paru sur HomeMadeTools, les photos sont là, on arrive à une précision de moins du dixième en employant une pointe carbure ou une barre très bien affûtée, puisqu'on considère que 0,05mm. est visible à 20cm. en physiologie de l'œil.

 

[theo]

C'est précisément d'être isotrope que demande notre ami en fin de post

J'ai dit ça, moi ? Pourquoi est il important que le matériau soit isotrope ? Pour porter des canons de perçage, un matériau avec un coef de dilation important dans le sens de l'épaisseur et faible suivant les deux autres axes serait souvent préférable à un matériau avec un coef moyen dans les trois directions, non ?

Faut pas vous étonner si je pose des questions bizarres, c'est pas mon métier.

 

[Okapi]

Disons qu'il y a peu de matériaux dont le sens de dilatation soit l'épaisseur hors le bois(là par contre on atteint des sommets), le sens est généralement dirigé par le procédé de fabrication, extrusion, laminage, moulage,c'est pour cela qu'un matériau moyen dans toutes les directions pose le moins de problèmes en utilisation de ce type, puisque la compensation est égale, et la déformation répartie sur trois axes(et très faible en général).

Certains aciers ne peuvent être produits autrement qu'en barres par exemple, alors qu'une tôle est laminée donc travaillée sur les trois axes pour avoir la dimension finale, un étiré à chaud est détendu, alors qu'un étiré à froid non recuit a des tensions axiales, que tu vas retrouver lors de l'usinage si tu attaques un seul côté, et dont on doit tenir compte, j'ai à l'atelier un laminoir qui servait à faire des ressorts de pendule, et j'ai eu de cet acier d'époque, qui est à fibres très longues et ne supporte aucune déformation perpendiculaire, c'est très complexe comme question, et un peu HS par rapport à ta demande j'en conviens.

 

[JeanYves]

Bjr

Okapi , nous ne serons pas d'accord sur la camelote ,
tu m'aurais parlé d'autres stratifiés qui sont utilisé pour faire des cloisons et des portes sanitaires , OK .
Mais pas de ce medium , fut il amelioré , dans lequel un canon , un pied , une vis ne doit pas tenir bien longtemps ...

NOUS faisions des calibres de percage , de soudure et autres ...toute l'année , essentiellement en alliage d'alu pour le poids avec des canons du commerce , cela se justifiait pour les petites series , avant l'arrivée des machines CN .

Pointer je sais ce que c'est , en dessous de 0.2 il faut passer aux machines .

 

[Okapi]

J'ai dit une heure, lis bien, cela suffit souvent à faire le travail.

 

[theo]

Effectivement, pas besoin que ce soit isolant. J'ai parlé de bois parce que c'est pas cher. Certains plastiques ont l'avantage d'être transparent (PMMA, PS) ou bon marché (PVC expansé).

Pour les centièmes, n'en parlons pas. Les dixièmes, c'est déjà fort pour moi. Par contre, je peux être amené à faire des gabarits longs et là, je me méfie du coef de dilatation.

Je ne fais pas de grande série, je n'ai pas besoin d'une grande précision. Ce que je cherche c'est un matériau pas cher, dans lequel je puisse mettre des canons de perçage.

Le MDF/HDF imperméable, je ne connais pas. Okapi, si vous avez la référence, le nom du fabricant et/ou détaillant, ça m'intéresse.

J'ai fait quelques recherches de prix sur les feuilles de 4 mm (la hauteur des canons de 2) :

[table=border: 1px solid][tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid]Famille[/td][td=border: 1px solid]Matériau[/td][td=border: 1px solid]EUR
TTC
/m²[/td][td=border: 1px solid]Dilat.
therm.
PPM/K[/td][td=border: 1px solid]Absorption
d'eau[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid]Bois[/td][td=border: 1px solid]Massif[/td][td=border: 1px solid]?[/td][td=border: 1px solid]5-50[/td][td=border: 1px solid]Importante[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid]Métaux[/td][td=border: 1px solid]Alu AU4G[/td][td=border: 1px solid]217[/td][td=border: 1px solid]23[/td][td=border: 1px solid]~0[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]Acier brut[/td][td=border: 1px solid]146[/td][td=border: 1px solid]12[/td][td=border: 1px solid]~0[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]Acier bleu[/td][td=border: 1px solid]398[/td][td=border: 1px solid]12 ?[/td][td=border: 1px solid]~0[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid]Composites[/td][td=border: 1px solid]Papier bakélisé (FR2)[/td][td=border: 1px solid]62[/td][td=border: 1px solid]20-40[/td][td=border: 1px solid]0.6-0.9%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]Toile bakélisée (Céloron)[/td][td=border: 1px solid]88[/td][td=border: 1px solid]20-40[/td][td=border: 1px solid]0.5%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]Verre époxy (FR4)[/td][td=border: 1px solid]~125[/td][td=border: 1px solid]20[/td][td=border: 1px solid]0.13-0.2%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]Sandwich Al/PE (Reynobond)[/td][td=border: 1px solid]67[/td][td=border: 1px solid]24[/td][td=border: 1px solid]0.01%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid]Polymères[/td][td=border: 1px solid]PA6[/td][td=border: 1px solid]103[/td][td=border: 1px solid]70-120[/td][td=border: 1px solid]2-10%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid]opaques[/td][td=border: 1px solid]PA66[/td][td=border: 1px solid]163[/td][td=border: 1px solid]~85[/td][td=border: 1px solid]3-4%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PE HD 250 extrudé[/td][td=border: 1px solid]28[/td][td=border: 1px solid]120[/td][td=border: 1px solid]0.01%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PE HD 500 extrudé[/td][td=border: 1px solid]43[/td][td=border: 1px solid]120[/td][td=border: 1px solid]0.01%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PE HMG 1000 extrudé[/td][td=border: 1px solid]117[/td][td=border: 1px solid]120[/td][td=border: 1px solid]0.01%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]POM[/td][td=border: 1px solid]139[/td][td=border: 1px solid]~90[/td][td=border: 1px solid]0.25%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PP extrudé[/td][td=border: 1px solid]29[/td][td=border: 1px solid]58-180[/td][td=border: 1px solid]0.01%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PVC expansé Forex/Foamalux/Simopor[/td][td=border: 1px solid]14[/td][td=border: 1px solid]?[/td][td=border: 1px solid]?[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PVC rigide gris[/td][td=border: 1px solid]49[/td][td=border: 1px solid]~65[/td][td=border: 1px solid]0.07-0.4%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid]Polymères[/td][td=border: 1px solid]PMMA coulé (Altuglas CN)[/td][td=border: 1px solid]94[/td][td=border: 1px solid]50-90[/td][td=border: 1px solid]0.3%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid]transparents[/td][td=border: 1px solid]PMMA extrudé (Altuglas EX)[/td][td=border: 1px solid]56[/td][td=border: 1px solid]50-90[/td][td=border: 1px solid]0.35%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PMMA choc ext. (Altuglas EI choc 50)[/td][td=border: 1px solid]112[/td][td=border: 1px solid]50-90 ?[/td][td=border: 1px solid]0.35% ?[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PS choc[/td][td=border: 1px solid]46[/td][td=border: 1px solid]34-70[/td][td=border: 1px solid]0.05-0.6%[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PS cristal décor Wattolène[/td][td=border: 1px solid]44[/td][td=border: 1px solid]34-70 ?[/td][td=border: 1px solid]0.05-0.6% ?[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PVC rigide transparent[/td][td=border: 1px solid]74[/td][td=border: 1px solid]~65 ?[/td][td=border: 1px solid]0.07-0.4% ?[/td]
[/tr]
[tr=border: 1px solid]
[td=border: 1px solid].[/td][td=border: 1px solid]PC Makrolife[/td][td=border: 1px solid]109[/td][td=border: 1px solid]66[/td][td=border: 1px solid]0.15%[/td]
[/tr][/table]

Les matériaux les moins chers sont le PEHD 250 et le PP mais leurs coefficients de dilatation thermique sont parmi les plus élevés (de l'ordre de 10 fois celui de l'acier).

En dehors des métaux, qui sont hors de prix actuellement, les composites ont les meilleurs coefs (mais pas les meilleurs prix).

Je penche pour le PS. Son coef est parmi les plus faibles des polymères, il absorbe peu l'eau, il est transparent (ce qui pourrait être utile) et pas trop cher.

Le PMMA me tente parce qu'on trouve facilement des chutes, mais je ne suis pas sûr de sa stabilité avec l'humidité.

 

[JeanYves]

Bsr ,

C'est interessant ce petit tableau .
Le PE je dirai non , parceque même en HD ce n'est pas tres rigide , c'est "savonneux" (autolubrifiant ) , les canons ne tiendront pas serrés .
Le PMMA , le plexi , je dirai non aussi , car quand tu vas monter des canons , il va eclater , il est plutot fragile .

Dans cette categorie , il reste le PVC rigide , plutot l' ABS que le PS qui se travaillent aisement .

Mais je reste sur mon idée , pour faire cela il faut utiliser les matieres plastiques thermodurcissables , Canevasite ou Celoron ( 2 marques differentes , même produit ) ou stratifié epoxy .

Mais donne nous un exemple de l'utilisation que tu en fais .

 

[theo]

Mais donne nous un exemple de l'utilisation que tu en fais .

Des gabarits de perçage tout bêtes comme ça (mais avec des canons et un matériau plus stable que l'isorel) :

Gabarits de perçage​

Le PE je dirai non , parceque même en HD ce n'est pas tres rigide , c'est "savonneux" (autolubrifiant ) , les canons ne tiendront pas serrés .
Le PMMA , le plexi , je dirai non aussi , car quand tu vas monter des canons , il va eclater , il est plutot fragile .

Compris. Mais au prix où sont les canons, pas question de monter à force. Je veux pouvoir les récupérer sans détruire le gabarit. D'où ma question de l'autre jour.

Dans cette categorie , il reste le PVC rigide , qui se travaille aisement et permet de faire des pièces precises .

Mais je reste sur mon idée , pour faire cela il faut utiliser les matieres plastiques thermodurcissables , Canevasite ou Celoron , (autre marque ) ou stratifié epoxy .

Parce que les composites ont moins de chance d'éclater à l'insertion du canon que les plastiques ?

 

[JeanYves]

Bsr ,

Et pourquoi pas un gabarit en tole ordinaire ? , c'est deja beaucoup mieux que de l'Isorel !

Les canons à collerette sont en principe monté à force et pas prevus pour etre demonté , contrairement aux amovibles qui sont montes glissant juste et tenus par une vis , donc aussi taraudage .
Dans de la canevasite ou du FR4 tu montes des canons legerement dur , bien evidemment pas aussi dur que dans de l'alu ou l'acier .
L'interet de ces matières est aussi que quand tu fais un trou de Ø 10 , avec de bons outils , il fait 10 , il ne reserre pas comme dans les thermoplastiques .