Brevet FR2868725A1 — publié le 20051014

L'invention a trait à un procédé de fabrication d'une lame pour outil tranchant, notamment pour un couteau, une paire de ciseaux, une scie, un appareil ménager ou électroménager ou encore une machine industrielle, cette lame comprenant au moins une arête tranchante s'étendant sur au moins une partie de sa périphérie. Au sens de l'invention, un outil tranchant d'un appareil ménager ou électroménager comprend des lames de hachoir, de trancheuse, cela que l'outil tranchant possède une lame pourvue d'une arête rectiligne ou non rectiligne, qu'il soit entraîné manuellement ou par une force motrice externe. Cet outil peut être, par exemple, une machine industrielle à lame circulaire, ou encore à lame annulaire. Ces lames sont utilisées pour trancher ou couper différents matériaux et sont réalisées en métal ou en un alliage métallique. Notamment, ces lames sont réalisées en aciers au carbone ou en aciers inoxydables dont la dureté est adaptée à l'utilisation de l'outil. On peut également rencontrer des lames réalisées à partir d'une ou de plusieurs céramiques ou d'autres matériaux susceptibles d'assurer la coupe ou le tranchage lorsqu'ils sont utilisés dans des conditions particulières. Ces lames ont en commun d'être équipées d'au moins une arête tranchante, cette arête formant la zone de la lame en contact, par au moins un point, avec le matériau à couper. De telles lames sont susceptibles de présenter une usure prématurée de l'arête tranchante, notamment en cas d'utilisation répétée et/ou de mauvaise utilisation. II est alors nécessaire de reformer cette arête tranchante par affûtage, aiguisage ou meulage. Dans tous les cas, cette opération ne peut être répétée indéfiniment. En effet, elle aboutit à une diminution des dimensions de la lame préjudiciable à son intégrité et à sa durée de vie. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un procédé de fabrication d'une lame permettant de préserver l'arête tranchante de la lame et, ainsi, d'augmenter la durée de vie de cette dernière tout en minimisant, voire en supprimant, les opérations d'aiguisage ou d'affûtage de la lame. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une lame pour outil tranchant, notamment pour un couteau, une paire de ciseaux, une scie, un appareil ménager ou électroménager, ou encore une machine industrielle, cette lame comprenant au moins une arête tranchante s'étendant sur au moins une partie de sa périphérie, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) réaliser un corps de lame possédant au moins un bord libre prévu au voisinage de l'emplacement de la ou de chaque arête tranchante, b) déposer sur au moins un bord libre un matériau d'appoint d'une dureté supérieure à la dureté du corps de la lame, de manière à former un cordon ou une bande sur au moins une partie du bord libre, c) retirer de la matière du corps de la lame, à partir d'une région voisine de l'arête tranchante et dépourvue de matériau d'appoint, jusqu'à ce qu'une zone d'extrémité du cordon ne soit plus en contact avec le corps de la lame, d) former l'arête tranchante par enlèvement de matériau d'appoint dans la zone d'extrémité. Ainsi, grâce au procédé de l'invention, on réalise une lame dont l'arête tranchante est formée dans un matériau d'appoint d'une dureté supérieure à la lame. Ceci permet d'obtenir une lame dont la qualité et la durée de vie du tranchant sont supérieures à celles couramment rencontrées. Ce procédé de fabrication d'une lame confère à celle-ci une grande modularité. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, le procédé peut incorporer une ou plusieurs des étapes suivantes: - Le corps de la lame est réalisé en au moins un acier au carbone ou au moins un acier inoxydable. - Le bord libre est formé par une partie du corps de la lame s'étendant selon un plan principal orienté selon un angle non nul par rapport à un plan principal du corps de la lame. - On réalise le retrait de matière du corps de la lame et/ou l'enlèvement de matériau d'appoint par meulage, usinage, ou abrasion. - Le retrait de matière est effectué à partir d'un bord du corps de la lame opposé par rapport au plan principal au bord du corps de la lame sur lequel est déposé le matériau d'appoint. - Le matériau d'appoint est rapporté sur le corps de la lame par frittage à l'aide d'un faisceau laser. L'invention a également pour objet un outil tranchant, notamment couteau, paire de ciseaux, scie, appareil ménager ou électroménager ou machine industrielle, qui comprend au moins une lame équipée d'au moins une arête tranchante réalisée conformément à une des caractéristiques ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de deux modes de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une lame pour outil tranchant réalisée conformément à l'invention, - la figure 2 est une vue de côté du corps de la lame représenté à la figure 1, lors de l'étape a) du procédé, sans le matériau d'appoint, - la figure 3 est une vue de côté analogue à la figure 2, à la fin de l'étape b), le corps de la lame étant pourvu du matériau d'appoint, - les figures 4 et 5 sont des vues analogues à la figure 3 du corps de la lame à différents stades de l'étape c) du procédé, - la figure 6 est une vue analogue aux figures précédentes, l'arête tranchante étant en fin de formation, lors de l'étape d) du procédé, - la figure 7 est une vue de côté de l'extrémité tranchante d'une lame finie réalisée selon le procédé, - la figure 8 est une vue de face, schématique, représentant le dépôt de matériau d'appoint sur le corps de la lame conformément à l'étape b) du 20 procédé et - la figure 9 est une vue schématique, analogue à la figure 8, d'un autre mode de mise en oeuvre du procédé. La lame 1 représentée à la figure 1 est une représentation simplifiée d'une lame. Celle-ci est, par ailleurs, équipée d'un support ou d'un moyen de fixation, non représenté, de la lame, et/ou d'un moyen de préhension également non représenté de la lame, par exemple un manche. Cette lame 1 présente un corps de lame 2 dont les dimensions sont légèrement inférieures à la dimension globale de la lame 1 finie. Ce corps de lame 2 supporte une arête tranchante 3 dont le fil, c'est-à-dire la zone en contact avec le produit à couper, est formé par du matériau d'appoint. Le corps de lame 2 est réalisé en métal, ou en alliage métallique, notamment en au moins un acier au carbone ou en au moins un acier inoxydable, éventuellement en une ou plusieurs céramiques. La réalisation du corps 2 de la lame est effectuée par des techniques connues en soi, comme par exemple par usinage, moulage, forgeage, frittage ou meulage. Le corps 2 de la lame, comme représenté à la figure 2, possède une face F légèrement inclinée, sur au moins une partie, en direction de l'arête tranchante 3. Cette face F est orientée angulairement, selon un angle a non nul par rapport à un plan principal P du corps 2 de la lame. Cette inclinaison permet de déposer, comme illustré à la figure 3, une bande ou un cordon 4 de matériau d'appoint M. Ce matériau d'appoint M est composé d'un seul matériau, ou d'un mélange de matériaux, dont la dureté est supérieure à la dureté du corps 2 de la lame. Ce matériau d'appoint M se présente sous une forme pulvérulente ou sous une forme pâteuse. Dans ce cas, les grains ou particules de matériau, d'une dureté élevée, sont agglomérés par un liant. Le matériau d'appoint M est formé, par exemple, de grains de carbure de tungstène. Lorsque le matériau M est pulvérulent, la poudre est, par exemple, à base de Nickel dans laquelle sont inclus des grains de carbure de tungstène. Sous la forme pâteuse, les grains de carbure de tungstène sont enrobés avec un alliage nickel/chrome. Le dépôt de ce matériau d'appoint M sur le corps 2 de la lame et sa solidarisation par rapport au corps 2 de la lame se font par différentes techniques, connues en soi, consistant à chauffer le matériau d'appoint M de manière à ce que celui-ci fusionne, au moins partiellement, avec le corps 2 de la lame. Avantageusement, le dépôt, comme illustré à la figure 8, peut se faire par un dispositif d'alimentation en poudre ou en cordon pâteux associé à un faisceau laser, situé immédiatement après la sortie du système d'alimentation qui permet une élévation rapide pendant un temps très court mais à une température suffisante du matériau M, pour assurer la fixation au corps 2 de la lame. Cette technique, dite de frittage ou de fusion par laser, est effectuée de manière à ce que le faisceau laser soit orienté selon une direction globalement perpendiculaire à la face F du corps 2 de la lame sur laquelle est déposée le matériau M. Dans un autre mode de réalisation, représenté à la figure 9, on peut envisager une orientation angulaire non nulle du faisceau laser de manière à ce que le frittage s'effectue angulairement par rapport à la face F. Ceci permet de préformer le matériau d'appoint en façonnant une ébauche de l'arête tranchante et ainsi de faciliter l'usinage de cette dernière. Le retrait de matériau d'appoint est, grâce à l'ébauche, moins important. Le dépôt et le frittage du matériau d'appoint M s'effectuent de manière à ce qu'une des zones d'extrémités Z du cordon 4 soit adjacente à l'extrémité de la face F du corps 2 de la lame. Sur la face Fo, opposée à la face F, on effectue, comme illustré aux figures 4 et 5, un retrait de matière du corps 2 de la lame. Ce retrait est fait par des techniques connues en soi, par exemple l'usinage, le meulage ou l'abrasion. On retire la matière constitutive du corps de la lame au voisinage de l'arête tranchante 3 selon une direction et sur une surface permettant d'aligner, comme représenté à la figure 7, cette face Fo dans le prolongement d'une des faces FA de l'arête tranchante 3, une fois finie. Ainsi, les faces Fo et FA sont globalement coplanaires. L'arête tranchante 3 finie a deux faces FA, FB orientées angulairement selon un angle R non nul, compris avantageusement entre 5 et 60 degrés de manière que ces deux faces FA, FB définissent une arête tranchante 3 en forme de pointe 5. La formation de cette pointe 5 s'effectue par des techniques connues en soi d'enlèvement de matériau M à partir de la face FA. Cet enlèvement, notamment par usinage, meulage ou abrasion, est localisé à une zone d'extrémité Z ou un bord libre du cordon 4. Cette zone d'extrémité Z est constituée par la région du cordon 4 ne reposant pas sur la face F du corps 2, une fois le retrait de la matière du corps 2 de la lame effectuée. Ainsi, comme représenté à la figure 7, l'arête tranchante 3 est formée par une bande de matériau d'appoint M, cette bande reposant, partiellement, sur un bord du corps 2 de la lame. Dans une autre configuration, on peut prévoir un retrait ou un lamage dans la face F du corps 2, de manière à former une zone de réception du matériau d'appoint M. La profondeur de ce retrait ou lamage est adaptée pour que, une fois déposée, la face supérieure libre du cordon 4 de matériau d'appoint M soit globalement coplanaire à la face F du corps 2. On peut envisager, dans un autre mode de réalisation, le dépôt du matériau d'appoint M sur seulement une partie de l'arête tranchante, par exemple sur la partie la plus fréquemment sollicitée, afin d'augmenter la durée de vie de cette seule partie. Dans une autre configuration, les faces FA, FB de l'arête 3 sont perpendiculaires. Dans un autre mode de réalisation, on peut utiliser un matériau d'appoint d'une teinte différente de la teinte du corps de la lame. De même les dimensions et les formes du cordon de matériau d'appoint peuvent être différentes de celles décrites. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une lame pour outil tranchant, notamment pour un couteau, une paire de ciseaux, une scie, un appareil ménager ou électroménager, ou encore une machine industrielle, cette lame (1) comprenant au moins une arête tranchante s'étendant sur au moins une partie de sa périphérie, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) réaliser un corps (2) de lame possédant au moins un bord libre (F) prévu au voisinage de l'emplacement de la ou de chaque arête tranchante (3), b) déposer sur au moins un bord libre (F) un matériau d'appoint (M) d'une dureté supérieure à la dureté du corps de la lame, de manière à former un cordon (4) ou une bande sur au moins une partie dudit bord libre, c) retirer de la matière du corps (2) de la lame, à partir d'une région voisine (Fo) de l'arête tranchante (3) et dépourvue de matériau d'appoint (M), jusqu'à ce qu'une zone d'extrémité (Z) du cordon (4) ne soit plus en contact avec le corps (2) de la lame, d) former l'arête tranchante (3) par enlèvement de matériau d'appoint (M) dans ladite zone d'extrémité (Z). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (2) de la lame est réalisé en au moins un acier au carbone ou en au moins un acier inoxydable. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit bord libre est formé par une partie (F) du corps (2) de la lame s'étendant selon un plan principal orienté selon un angle (a) non nul par rapport à un plan principal (P) du corps (2) de la lame. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réalise le retrait de matière du corps (2) de la lame et/ou l'enlèvement de matériau d'appoint (M) par meulage, usinage ou abrasion. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit retrait de matière est effectué à partir d'un bord (Fo) du corps (2) de la lame opposé par rapport au plan principal (P) au bord (F) du corps (2) de la lame sur lequel est déposé le matériau d'appoint (M). 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau d'appoint (M) est rapporté sur le corps (2) de la lame par 10 frittage à l'aide d'un faisceau laser. 7. Outil tranchant, notamment couteau, paire de ciseaux, scie, appareil ménager ou électroménager ou machine industrielle, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une lame équipée d'au moins une arête tranchante (3) réalisée conformément à une des revendications précédentes.