mardi 18 novembre 2008

Alors alors on veut faire un snowboard

Ben c'est pas gagné ! Non je déconne, pas de souci, faire un snow c'est pas trop trop dur, ça demande juste un peu de matos, un bureau et un peu de jugeote (j'ai déjà le matos et le bureau).

Je suis en Erasmus à Stockholm cette année, et j'ai un cours où je dois construire un snowboard....ah le rêve ! Enfin bon, ça ne se résume pas juste à construire un snowboard, je dois aussi étudier la construction, faire des calculs dessus, et tout et tout ! D'où des étapes dans la construction que vous sauterez sûrement...

Bon trêve de parlotes, passons aux choses sérieuses directement !

0) Intro

Alors, pour construire un snow, qu'est ce qu'on prend ? Pis combien on en met ?

Pour répondre à ces questions, 2 choix :
- on check sur internet, on demande, on mate les magasines, les sites des marques, pour étudier la construction
- on fait des hypothèses (plausibles les hypothèses hein genre "et si on faisait un core en balsa" et pas du genre "et si on faisait un core en acier"

1er choix : trop facile, c'était pas vraiment le but de mon cours !

2eme choix : celui des gens qui se prennent la tête en se rajoutant des étapes pour le même résultat au final, mais bon comme je viens de le dire, si mon cours se résumait à la construction d'un snow...


Donc voila, choisissez maintenant ! Si vous penchez vers le 1, vous pouvez sauter les 2 prochains articles !

Obis) Tests sur des modèles existants

Bon, la on commence les choses sérieuses : pour constuire un snow, d'abord faut-il savoir prendre des références. En effet, un snow, c'est souple, mais souple comment ? En faisant des tests dessus, on va pouvoir chiffrer cette souplesse (ou plutôt rigidité).

Pour se faire, j'ai fait 2 tests essentiels (et d'autres, mais c'était vraiment juste pour le cours) :

1) Test en flexion :

Facile ce test. On pose la planche sur 2 appuis, on pose un poids dessus, on mesure la déflexion en plusieurs points, et c'est fait. J'ai pas de photo désolé !

2) Test en torsion :
Un peu plus compliqué à mettre en place mais pas tant. On fixe le milieu de la planche, et on applique un moment donné au niveau du tail, puis du nose. Pas de photo non plus !

Si vous voulez vraiment faire ces tests, pour moi ça été (pour une série de boards freestyle niveau débutant à moyen) :
déflexion au milieu de la planche : en moyenne 4 mm pour un poids appliqué de 3kg.
torsion : en moyenne 2° pour un moment appliqué de 3,5 Nm.

Il faut savoir que si l'on veut une planche plus technique, il faudra qu'elle soit plus rigide que ça en flexion, et carrément plus rigide en torsion.
Apres ces tests, on a des valeurs maintenant, qu'on va pouvoir exploiter avec ABAQUS.

0ter) Modélisation (optionnel)

Alors, comme je suis quand même sensé justifier mon diplôme d' ingénieur, à l'école on déconne pas, on regarde pas comment c'est fait ailleurs un snow, on cherche par soi-même !

Donc ma première étape a été de créer un modèle du snowboard sur Elements Finis, afin de pouvour un peu calculer : le nombre de couches de fibres qu'on va mettre, quelle type de fibres; l'épaisseur du core, le matériau du core, etc...

J'utilise donc ABAQUS pour faire en gros ceci :


Voila je vois maintenant la déflexion du snow, lorsque j'applique une charge.

Enfin bon on peut se passer de cette étape, d'autant plus que si on ne connait pas Abaqus, ben vas-y, prend les rames !

1) Création de la forme générale

Alors, maintenant ça rigole plus, on commence à sortir les couteaux (enfin presque).

Tout d'abord, il faut créer le modèle de notre futur snowboard ! Perso j'ai utilisé AutoCAD, un logiciel de conception asistée par ordinateur, afin de dessiner mon snow. Ensuite impression en A4, et enfin on colle tout pour avoir le dessin sur papier format 1:1 !


On peut aussi le faire à la main, à l'ancienne, mais bon faut être bon dessinateur.

2) découpe de la semelle

Une fois le dessin tout bien fait, on peut découper la semelle. Pour ce faire, rien de plus simple : on scotche le dessin sur la semelle et on découpe autour au cutter.

J'ai choisi de faire le tail/nose pointus, il fallait une idée originale pour le cours...

3) Création du moule

Pour donner au snowboard sa forme (tail/nose, cambrure), il faut faire un moule, qui sera la forme du snowboard (hauteur du nose/tail, éventuel cambre positif/inversé). Pour ma part, j'ai créé un snow sans cambre, ce qui fait que j'ai pas eu besoin de créer un moule pour tout le snowboard, j'ai juste créé le moule pour le tail et nose. Pour ce faire, rien de plus simple : une planche de bois, on découpe la forme qu'on veut plein de fois, on colle tout, et voila !
Une fois qu'on a notre forme générale, on colle sur le moule en bois une très fine plaque d'alu, ou de n'importe quel métal en fait (assez fin pour pouvoir le plier tout de même), afin d'avoir un moule imperméable à l'air.

4) Pliage des carres





Pour plier les carres, il faut avoir un petit instrument pas mal astucieux tout de même ; on peut le créer soi meme, c'est pas bien compliqué, un gros cylindre, un trou dedans, une tige filetée, un écrou au dessus, un autre cylindre sur la tige filetée, avec un roulement... ouais si en fait c'est un peu compliqué. Mais bon avec les photos on capte bien le truc.


On place la carre entre le gros cylindre et on plie en faisant tourner la tige autour du gros cylindre. C'est le cylindre bleu qui appuie sur la carre pour qu'elle prenne la forme du gros cylindre.
On peut fixer la carre en vissant le tout et en placant la carre entre le gros cylindre et la rondelle.
Avec cet outil donc, on plie les carres et on ajuste pile poil selon la semelle qu'on a découpé auparavant.

Finalement une fois les carres toutes faites, il ne reste plus qu'à les coller à la semelle à la glue, genre un point de glue tous les 10-20 cm, histoire que ça tienne et que les carres épousent bien la forme de la semelle.

5) Création du core



Perso, j'ai pris du frêne, parce que c'était ça ou du bouleau avec les ressources dispo du cours !

Donc, notre planche de frêne, on la débite en petites planchettes, de largeur la hauteur de la planche d'origine (dans mon cas 2,5 cm), et de hauteur environ 2 fois l'épaisseur maximum que l'on veut pour notre core.



Une fois que l'on a découpé ces planchettes, on les inspecte, et on dégage celles qui ont des noeuds (faiblardes !). Ensuite, on peut planéifier les surfaces des planchettes avec une planeuse (enfin en anglais on dit comme ça, sinon je crois que c'est une défonceuse).

La planeuse

Nos planchettes une fois découpées et planéifiées.

Une fois qu'on a fait tout ça, on peut coller nos planchettes côte à côte pour avoir notre core ! On colle à la colle à bois, PVA, classique. On pose des poids pour tout mettre à plat, et on serre avec des serre-joints.
Attention à pas trop serrer les serre-joints :inutile, en plus ça peut peter les côtés du core, et ça peut (ca nous est arrivé) créer une cambrure dans la largueur du core qui est bien relou à enlever (et cela malgré les 100kg qu'on avait posé dessus !)

6) Découpe du core







Après avoir collé notre core, il faut le faire à la bonne épaisseur !

Perso, j'ai un core de 163 cm, twin tip. L'épaisseur va de 1mm (au tail) jusqu'à 6,5 mm au milieu. Pour faire cette épaisseur :
1) repasser le core à la planeuse, pour avoir un core parfaitement plat.

Une fois qu'on a notre core tout prêt, on peut le passer à la, euh, disons désaipaississeuse ! Je sais le nom en anglais mais pas en français ^^ De toute façon les photos parlent d'elle même :

La fraise utiliséeEt l'outil ! On le passe sur le core pour enlever une certaine épaisseur de bois.

Pour arriver à l'épaiseur voulue, il faut créer une sorte de ligne en bois, ligne sur laquelle on va s'appuyer avec l'outil pour enlever juste l'épaisseur voulue (oula c'est compliqué à expliquer)
Ici on voit le support en métal (juste pour avoir une surface bien plane), avec des tiges traversantes (juste pour tenir la ligne en bois). Ensuite le gros truc en bois, c'est le support à désépaississeuse, et les lignes en bois sont sur le côté. Le gros truc en bois repose dessus, donc en réglant la désépaississeuse correctement on va pouvoir enlever juste la bonne quantité de bois.


Le bordel tout en place

Le gros truc en bois vu de dessous. Les lignes en alu sont juste des support pour que le gros truc en bois reste bien aligné lors du désépaisissage.

Bon désolé je crois que c'est l'article le plus fouilli du blog !

6 bis) (facultatif) Création des tips en mousse

Une fois le core créé, nous avons eu un léger souci : le tail/nose de notre core était bien trop résistant en flexion pour pouvoir le former ! Nous avons essayé de faire les tips plus fins, mais en vain, arrivés à 1mm la colle à lâché, donc problème pour nous. Nous avons donc coupé les tips en bois et les avons remplacé par de la mousse DIAB Divynicell H200 (pour + infos : http://www.matweb.com/search/datasheettext.aspx?matguid=3cdd461ae9414ee488bc50b0393096b2)

Avec 2,5 mm d'épaisseur de mousse, les tips étaient facilement pliables. Nous avons donc collé ces tips en mousse sur le core, à l'aide d'un gros biseau entre la mousse et le bois (pour augmenter la surface de contact) et d'araldite encore.

Les tips en mousse replaçant ceux en bois, trop rigides.

7) Collage de l'ABS

Après avoir fini notre core en bois, on peut coller les bandes d'ABS qui serviront à protéger le bois des attaques de l'humidité. Pour coller l'ABS, rien de plus simple : on découpe deux bandes de taille : épaisseur du core X 1cm . Ensuite la seule étape un peu technique est de traiter la surface d'ABS qu'on va coller au chalumeau pour améliorer l'adhésion. Ensuite on colle à l'araldite et on serre au serre joint encore histoire de bien faire adhérer l'ABS au core.

Traitement au chalumeau



Apres collage de l'ABS sur le core



Passage de l'ABS au rabot afin d'avoir la même épaisseur d'ABS que de core



Le résultat final ABS-bois avec araldite

8) découpe des fibres et du top sheet

Ben rien de fou hein, on coupe tout quoi ! Nous avons découpé deux couches de fibres de verres tri ax (les fibres sont tressées dans 3 directions : 0/45/-45°) de dimension 1.60X0.35 m² et deux plaques de fibres de carbone biax (45/-45) de dimension 30X35 cm². Pour ce qui est du top sheet, c'est de même, une plaque de 1.60X0.35 m².



Les fibres de carbone



Les fibres de verre



Le top sheet

9) Création du layup

Bon et bien maintenant on a tout de prêt, il ne reste plus qu'à tout coller !

Nous avons opté pour la méthode de lay-up à la main + collage sous vide (-1 bar). L'utilisation du vide va agir comme si nous pressions le snowboard à la presse mécanique, mais sans avoir de presse ! Une pompe à vide suffit. Nous allons voir ça plus en détail.

1) Tout préparer :
- la semelle est prête et propre
- les carres sont collées
- les fibres sont découpées, ainsi que le top sheet
- les moules des tips sont placés et scotchés sur la table de travail
- tout est prêt pour faire le vide :
- la patafix est placée (pour créer toute une poche imperméable)
- le sac à vide est découpé et prêt à être placé
- la grille de distribution de vide est découpée et prête à être placée

Pour mieux comprendre, rien de mieux qu'un ptit schéma !

Explication :
- peel ply : c'est une couche de protection, qui se trouve au dessus du top sheet. Elle évite que la grille de distribution colle au top sheet apres le pressage. A la fin de la presse du snow on l'enleve simplement.
- Distribution weave : c'est une grille en nylon (comme les cordages de pêche je crois), qui se pose donc sur la board et sous le plastique "vacuum bag" (sac à vide), afin que l'air puisse bien s'évacuer, et que la pression de -1 bar soit uniforme.

2) Une fois que tout ceci est fait, on peut préparer l'epoxy (ou le vinylester dans notre cas, résine à peu près similaire niveaux perfs). Pour préparer la résine, ben c'est selon ce que vous avez comme recette, si vous achetez de l'epoxy vous devrier avoir la recette avec.



Les moules placés, la patafix (tacky tape) placée tout autour du moule.


Une fois que l'on a tout préparé, on peut faire notre layup à la main. Je m'explique : on place la semelle sur la table, on étale un peu de vinylester (juste assez pour recouvrir la semelle), et on place la couche de fibres de verre. On remet du vinylester, on rétale, on place le bois, revinyl, refibre de verre, vinyl, fibre carbone, vinyl, top sheet, et c'est bon. On a donc fait tout notre layup à la main, en ayant bien pris soin de tout bien aligner (spécialement il faut que le core et l'ABS recouvrent totalement la semelle et les carres). On peut maintenant mettre tout ça sous vide, avec une pompe à vide, histoire d'avoir -1 bar dans le moule. On peut voir le dispositif sur la photo suivante.

La board placée sous le vide ! On voit la board sous le plastique de vide, avec entre les deux la grille de distribution (en vert). La board est noire et blanche : ou c'est noir, le peel ply a été imprégné en vinylester, ou c'est blanc, il est sec.



Mise en place du vide pour une durée de 12 heures environ.

Si possible, il estpréférable de chauffer tout le dispositif pendant la mise sous vide. Ainsi, le vinylester peut polymériser complètement. Je n'ai pas de photos, mais bon perso nous avons juste fait une espèce de grosse boite en carton pour recouvrir le moule, avec un radiateur électrique au bout pour chauffer le tout.

Au final on laisse donc tout l'attirail tourner, et une fois la nuit passée, on peut sortir notre snow fini...

10) Ouais !

Et voila ! Apres une nuit de vide dans le moule, le vinylester a polymérisé, le snow peut être sorti du moule, tout est bien qui finit bien. Enfin bon, il reste encore à couper tout le surplus, mais ce n'est pas vraiment le plus dur...

Quelques photos après finition :