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De la poudre pour revêtir le matériau bois

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Revêtement spécifique de haute qualité issu de l'innovation suisse et de la coopération internationale - une coproduction de l’équipe de recherche BFH et de ses partenaires économiques

Comme dans l’expression « C’est la première impression qui compte », les consommateurs et les utilisateurs sont sensibles à l’aspect visuel des produits. Les exigences concernant les surfaces des produits sont donc en constante augmentation.

Aujourd'hui, les surfaces soumises à des conditions sévères, telles que celles des appareils électroménagers, des véhicules et des bâtiments, sont recouvertes par une fine pellicule de peinture par poudre projetée. Pour les utilisateurs de ces produits métalliques traités en surface, les avantages sont bien connus:

  • très haute résistance aux rayures
  • haute résistance chimique
  • grande variété des couleurs
Revêtement par poudre projetée de l’aménagement intérieur de la tour Roche à Bâle

Cette technologie sera maintenant utilisée non seulement pour des surfaces en MDF (panneau de fibres à densité moyenne), mais aussi pour d'autres matériaux bois. En effet, une poudre spéciale pour matériaux bois ainsi que les moyens de sa mise en œuvre ont été mis au point. Des entreprises hautement spécialisées en revêtement du bois utilisent la projection de peinture en poudre pour le MDF depuis 15 ans environ, mais seulement pour des produits de grande valeur. Ainsi, des fabricants de meubles de renom, par exemple en Suisse et en Allemagne, ont créé de nouvelles gammes de produits recouverts de peinture en poudre. Un autre exemple de revêtement de ce type est l’aménagement intérieur de la tour Roche à Bâle, qui consiste en 5500 pièces usinées complexes recouvertes de peinture en poudre.

Défis de la peinture en poudre sur les matériaux bois

Les peintures en poudre sont d’abord projetées de façon électrostatique, puis elles sont fondues par échauffement, pour devenir une couche couvrante intégrale. Cette couche est ensuite liée chimiquement et rendue solide par la chaleur. Ce sont ces étapes technologiques qui posent problème pour une application sur les matériaux bois. En effet, le matériau bois est poreux, il contient une haute teneur en air et il est très sensible à la chaleur. Le réchauffement du matériau bois conduit à l’émission de gaz et à la propagation de fissures dans le matériau.

Par conséquent, pour les matériaux bois, la technologie de revêtement par poudre projetée est un véritable défi, pour lequel il faut s’orienter vers un compromis technique. L’échauffement doit être assez fort pour faire fondre la poudre, puis la durcir, mais sans endommager le matériau. Ceci est réalisé avec des émetteurs modernes à infrarouges. De plus, une peinture en poudre spéciale, qui durcit à basse température, a été développée pour la projection sur les matériaux bois. A la Haute école spécialisée bernoise BFH, l'équipe de recherche du Domaine de compétences Production et planification intégrées a travaillé sur ces sujets et ce, au sein de plusieurs projets. C’est ainsi, par exemple, que l’entreprise IGP Pulvertechnik SA (Wil / Canton SG) a développé avec la BFH une poudre pour revêtement qui durcit à température particulièrement basse et qui ne nécessite qu’une seule opération de revêtement. À l'heure actuelle, cette technologie continue d’être développée dans le cadre du projet de recherche international « Ecofurn ».

Pour bénéficier d’une projection électrostatique, le matériau doit posséder une certaine conductivité électrique, ceci afin d’attirer les charges électriques des particules de peinture en poudre. Or, le bois et les matériaux bois sont généralement de faibles conducteurs. Il a donc fallu mettre au point une nouvelle technologie pour assurer néanmoins un revêtement de qualité. A ces fins, il a fallu régler deux paramètres. Un rayonnement infrarouge active la conductivité électrique des matériaux bois sur leur surface, et le dispositif électrostatique de revêtement par poudre est géré avec un contrôle actif de champ magnétique, développé par l’entreprise suisse Wagner SA (SG). Ces technologies sont également disponibles dans les locaux de la BFH pour la recherche et l'enseignement. Les équipements ont été bâtis en collaboration avec les principaux fournisseurs de ces technologies et ont constamment évolué au cours de la dernière décennie. Ces mêmes équipements ont permis de faire progresser la recherche et d’enseigner l’état de l’art de la technologie à l’ensemble des étudiant-e-s de la BFH.

Rayonnement électrique infrarouge pour la fusion et le durcissement de la poudre de revêtement

Les avantages technologiques du revêtement en poudre

Outre les excellentes propriétés du produit, le revêtement par poudre projetée a également de grands avantages technologiques. Ainsi, comme pour les peintures liquides, les bords et les coins sont aussi recouverts uniformément grâce au revêtement électrostatique. Les éléments à enduire sont traités en une seule passe technologique sur tous les côtés, il n'y a donc pas de transitions à gérer entre chaque surface.

Les avantages sont aussi écologiques, ce qui est important pour les producteurs et pour les utilisateurs. Les effets nocifs des solvants volatils (composés organiques volatils COV) peuvent être évités avec le revêtement par poudre, qui ne nécessite pas de solvant. Et le revêtement en poudre empêche en grande partie les émissions nocives de substances présentes dans le matériau bois.

Le revêtement peut être réalisé de manière entièrement automatique en une ou deux passes. Avec la fusion et le durcissement maitrisés en une seule étape technologique, les temps de traitement peuvent être considérablement réduits par rapport à la plupart des revêtements liquides. Aujourd'hui, les systèmes de revêtement en poudre permettent une production flexible, avec par exemple un rapide changement de couleur de revêtement. Les idées et les principes de la philosophie industrielle 4.0 se trouvent bien mis en œuvre dans cette technologie. Après leur revêtement par poudre projetée, les pièces finies peuvent être emballées sans temps de séchage supplémentaire et livrées « juste à temps ». Par exemple, pour l’ensemble conséquent des éléments d’intérieur de la tour Roche, on pourrait aujourd’hui les fournir à temps et sans défaut.

Perspectives de la peinture en poudre pour le bois

Les avantages du revêtement par poudre projetée sont applicables dans les grands projets prestigieux d’immeubles de bureaux ainsi que d’aménagements intérieurs. En plus des produits haute qualité des leaders du marché, le revêtement par poudre projetée sur MDF sera de plus en plus utilisé pour des productions de masse et ce, à l’échelle mondiale. Dans ce cadre, les avantages financiers et les courts délais de traitement sont des atouts qui s’ajoutent aux bonnes propriétés d'utilisation.

Le futur acheteur de mobilier en peinture laquée bénéficiera de plus en plus de la possibilité du MDF avec revêtement en poudre de haute qualité. Peut-être verrons-nous aussi l’application de cette technologie pour les meubles et l'aménagement intérieur du nouveau Campus BFH Biel/Bienne.

 

 «Ecofurn», un projet de recherche international – les partenaires

  • Haute école spécialisée bernoise BFH, Bienne (CH)
  • Kompetenzzentrum Holz Sarl, Linz (AT)
  • J.Wagner SA, Altstätten (CH)
  • Heraeus hoblelight Sarl, Hanau (DE)
  • Tiger Coatings Sarl et CoKG, Wels (AT)
  • Ramseier Woodcoat SA, Thun (CH)
  • Sauter Sarl, Überlingen (DE)
  • Vitra Factory Sarl, Birsfelden (CH)
  • Fritz Egger Sarl & Co, St. Johann (AT)