FR2686539A1 - STONE ETCHING METHOD AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION. - Google Patents
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Abstract
Ce procédé consiste à projeter sur la surface de la pierre à graver (4) des particules de grenaille d'acier coulé conservant une forme générale sphérique pendant toute leur durée d'utilisation, possédant une dureté de l'ordre de 460 à 550 Vickers, la projection des particules étant effectuée à une vitesse de l'ordre de 75 à 85 m-s- 1 , et avec un angle d'incidence compris entre 70degré et 90degré . Application à la décoration d'articles en pierre.This process consists in projecting onto the surface of the stone to be engraved (4) particles of cast steel grit retaining a general spherical shape throughout their duration of use, having a hardness of the order of 460 to 550 Vickers, the projection of the particles being carried out at a speed of the order of 75 to 85 ms-1, and with an angle of incidence of between 70 degree and 90 degree. Application to the decoration of stone articles.
Description
PROCEDE DE GRAVURE SUR PIERRE ET DISPOSITIF POUR SA MISESTONE ETCHING METHOD AND DEVICE THEREFOR
EN OEUVREIN WORK
La présente invention a pour objet un procédé de gravure sur pierre et un dispositif pour sa mise en oeuvre. The present invention relates to a method of etching stone and a device for its implementation.
Il serait souhaitable dans de nombreuses applica- It would be desirable in many applications
tions de pouvoir procéder de façon simple, qu'il s'agisse d'une technique artisanale ou d'une technique industrielle, à la gravure de blocs de pierre, ou de plaques de pierre pour leur procurer une esthétique particulière, ou encore pour leur conférer un caractère antidérapant dans la mesure o des plaques de pierre sont utilisées comme dalles de revêtement de sol. On trouve des applications de pierre gravée dans to be able to proceed in a simple way, whether it is a craft technique or an industrial technique, the engraving of blocks of stone, or stone slabs to give them a particular aesthetic, or for their provide anti-slip character as stone slabs are used as flooring tiles. We find stone applications engraved in
les revêtements de sol, les revêtements de façades d'im- meubles, ou encore pour la décoration de pierres tombales. floor coverings, facades of building fronts, or for the decoration of tombstones.
Actuellement, il est connu de réaliser la gravure de lettres ou de dessins de petites dimensions au moyen d'abrasifs classiques comme le corindon, le carbure de silicium ou le sable Toutefois, ces abrasifs ne sont pas très agressifs vis-à-vis de matériaux durs comme la pierre, de telle sorte qu'une telle mise en oeuvre ne peut être qu'artisanale Il est également possible de graver un matériau dur tel que la pierre avec des pointes vibrantes Currently, it is known to achieve the engraving of letters or small drawings by means of conventional abrasives such as corundum, silicon carbide or sand However, these abrasives are not very aggressive vis-à-vis materials as hard as stone, so that such an implementation can only be artisanal It is also possible to engrave a hard material such as stone with vibrating points
en acier ou carbure, ou avec des outils diamantés, ce qui nécessite toutefois la mise en oeuvre d'un matériel coû- made of steel or carbide, or with diamond tools, which requires the use of costly
teux, manipulé par des opérateurs très bien formés. Le but de l'invention est de fournir un procédé de mise en oeuvre simple et rapide, ne nécessitant pas l'in- two, handled by very well trained operators. The object of the invention is to provide a simple and rapid implementation method, not requiring the in-
tervention d'opérateurs très qualifiés, et permettant un travail, soit à un stade artisanal, soit à un stade indus- highly qualified operators, and allowing work, either at an artisanal stage or at an indus-
triel, avec la possibilité de varier de façon très simple les décors obtenus sur différents supports en pierre. Un autre but de l'invention est de fournir un pro- triel, with the possibility to vary in a very simple way the decorations obtained on different stone supports. Another object of the invention is to provide a
cédé de gravure qui permette le ménagement d'évidements profonds ou l'ébauche de sculptures sur des pierres engraved to allow the care of deep recesses or the roughing of sculptures on stones
tendres ou dures.tender or hard.
A cet effet, le procédé qu'elle concerne, consiste à projeter sur la surface de la pierre à graver des particules de grenaille d'acier coulé conservant une forme générale sphérique pendant toute leur durée d'utilisation, possédant une dureté de l'ordre de 460 à 550 Vickers, la projection des particules étant effectuée à une vitesse de For this purpose, the method it relates to is to project on the surface of the stone to be etched particles of cast steel shot retaining a generally spherical shape throughout their duration of use, having a hardness of the order from 460 to 550 Vickers, the projection of the particles being carried out at a speed of
l'ordre de 75 à 85 m-5-1, et avec un angle d'incidence com- 75 to 85 m-5-1, and with a similar angle of incidence
pris entre 700 et 900.taken between 700 and 900.
Il est particulièrement important de tenir compte des caractéristiques de ce procédé, notamment en ce qui concerne le caractère sphérique des particules de grenaille pendant toute la durée d'utilisation En effet, dans la mesure o seraient utilisées des particules possédant des surfaces acérées, qui sembleraient à priori It is particularly important to take into account the characteristics of this process, particularly with regard to the spherical character of the particles of shot throughout the duration of use Indeed, to the extent that would be used particles having sharp surfaces, which would seem a priori
plus adaptées pour graver de la pierre, ces particules risquent de venir s'inclure dans la pierre avec les risques de voir ultérieurement de la rouille apparaître20 sur la surface du bloc de pierre. These particles, which are more suitable for engraving stones, may be included in the stone with the risk of subsequent rust appearing on the surface of the block of stone.
Avantageusement, les particules de grenaille sont en un acier à structure martensitique à haute teneur en Advantageously, the particles of shot are made of a steel with a martensitic structure with a high content of
carbone, supérieure à 0,85 %.carbon, greater than 0.85%.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les particules de grenaille ont un diamètre compris entre 0,3 et 1 mm, de préférence de l'ordre de 0,6 mm Il est possible de retenir des particules de grenaille selon la According to another characteristic of the invention, the particles of grit have a diameter of between 0.3 and 1 mm, preferably of the order of 0.6 mm. It is possible to retain particles of grit according to the
spécification SAE J 444: 5230.SAE J 444 specification: 5230.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la projection de particules de grenaille est réalisée à l'aide d'une buse disposée entre environ 400 et 800 mm de According to another characteristic of the invention, the projection of particles of shot is carried out using a nozzle disposed between about 400 and 800 mm of
la surface à graver.the surface to be engraved.
Dans la mesure o seulement une partie de la sur- In so far as only part of the over-
face de la pierre doit être gravée, celle-ci est revêtue d'un cache comportant une ouverture laissant libre la par- tie à graver Ce cache, qui est fixé sur le bloc ou sur la face of the stone must be engraved, it is covered with a cover with an opening leaving free the part to be engraved This cache, which is fixed on the block or on the
plaque à graver, est réalisé par exemple en matériaux syn- plate to be engraved, is made for example of syn-
thétiques, et doit posséder de bonnes qualités de résis- tance aux impacts des particules de grenaille métallique. Il est également possible de prévoir des caches en acier. theories, and must possess good resistance to the impacts of metal shot particles. It is also possible to provide steel covers.
Une installation pour la mise en oeuvre de ce pro- An installation for the implementation of this
cédé comprend un système de projection de la grenaille, un système de récupération de la grenaille après projection, et des particules de pierre qui se présentent sous forme de poudre, un système de nettoyage et de recyclage de la includes a shot blasting system, a post shot blasting system, and stone particles in powder form, a cleaning and recycling system for
grenaille, ainsi qu'un système d'aspiration et de filtra- shot, as well as a suction and filter system
tion des poussières préservant l'air ambiant. Dust protection preserving the ambient air.
Dans le cas d'une application industrielle, le In the case of an industrial application, the
dispositif comprend une enceinte fermée équipée d'un sys- device comprises a closed chamber equipped with a system
tème de translation des blocs ou des plaques de pierre, et translation of blocks or slabs of stone, and
de deux sas disposés en amont et en aval de l'enceinte. two locks arranged upstream and downstream of the enclosure.
Dans un tel cas, la projection de grenaille peut être effectuée à partir d'une turbine centrifuge, d'axe parallèle à la direction de défilement des blocs ou In such a case, the projection of shot can be performed from a centrifugal turbine, axis parallel to the direction of movement of the blocks or
plaques de pierre.stone slabs.
Dans le cas d'une installation plus artisanale, In the case of a more artisanal installation,
avec actionnement manuel, le dispositif travaille en dis- With manual operation, the device works in
continu La plaque ou le bloc est positionné à l'intérieur de l'enceinte, l'opérateur pouvant intervenir manuellement Continuous The plate or block is positioned inside the enclosure, the operator being able to intervene manually
à l'intérieur de celle-ci, soit en étant muni d'un sca- phandre, soit à l'aide de manchettes qui pénètrent à l'in- inside it, either by being equipped with a scapharm, or by means of cuffs which penetrate into the
térieur de l'enceinte, l'opérateur manipulant manuellement la buse de projection de particules de grenaille, cette projection étant assurée par un système de type sableuse à30 surpression fonctionnant à une pression de l'ordre de the interior of the enclosure, the operator manually manipulating the projection nozzle of particles of shot, this projection being provided by a system of sand type overpressure operating at a pressure of the order of
6 bars ( 1 bar = 105 Pa).6 bars (1 bar = 105 Pa).
De toute façon, l'invention sera bien comprise à In any case, the invention will be well understood in
l'aide de la description qui suit, en référence aux des- using the following description, with reference to the following
sins schématiques annexés représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé: attached schematic lines representing, by way of non-limiting examples, two embodiments of the device for implementing this method:
Figure 1 est une vue en perspective très schéma- Figure 1 is a very schematic perspective view
tique d'un dispositif de gravure industrielle; tick of an industrial engraving device;
Figure 2 est une vue en perspective d'un disposi- Figure 2 is a perspective view of a device
tif de gravure artisanale.tif of artisanal engraving.
Le dispositif représenté à la figure 1, est un The device shown in FIG.
dispositif à usage industriel pouvant s'adresser essen- a device for industrial use which can
tiellement à la gravure de motifs décoratifs sur les plaques de revêtements de façades d'immeubles, ou de the engraving of decorative motifs on the facade cladding panels of buildings, or
motifs utilitaires antidérapant sur les plaques de revête- non-skid utility patterns on the coating plates-
ment de sol.soil.
Ce dispositif comprend une enceinte de grenail- This device comprises a chamber of grenaille-
lage, équipée d'un dispositif de transport 3 en continu, à vitesse réglable, destiné à déplacer les plaques de pierre 4 à l'intérieur de l'installation En amont et en aval de l'enceinte 2, sont disposés deux sas 5 permettant au lage, equipped with a transport device 3 continuous, adjustable speed, for moving the stone plates 4 inside the installation upstream and downstream of the chamber 2, are arranged two airlock 5 allowing the
dispositif de travailler en continu. device to work continuously.
Comme montré au dessin, chaque plaque 4 peut être As shown in the drawing, each plate 4 can be
revêtue d'un cache 6 dans lequel sont ménagées des ouver- covered with a cover 6 in which are opened openings
tures 7 laissant apparentes les parties de la surface de 7 leaving apparent the parts of the surface of
la plaque sur lesquelles une gravure doit être réalisée. the plate on which an engraving must be performed.
La partie supérieure de l'enceinte 2 est équipée d'une turbine centrifuge 8, dont l'axe est parallèle à la direction de défilement des plaques, et centrée sur le passage des plaques, à une distance d'environ 800 mm du The upper part of the chamber 2 is equipped with a centrifugal turbine 8, the axis of which is parallel to the running direction of the plates, and centered on the passage of the plates, at a distance of about 800 mm from the
plan de défilement.scrolling plan.
La turbine doit projeter environ 100 kg de gre- The turbine must project about 100 kg of
naille à la minute, cette quantité pouvant varier entre 60 et 300 kg suivant le rendement demandé, à une vitesse nibble at the minute, this quantity being able to vary between 60 and 300 kg according to the yield required, at a speed
d'environ 80 m-5-1.about 80 m-5-1.
Pour un débit de 100 kg de grenaille par minute, et pour obtenir une profondeur de gravure de 0,5 à 1 mm, la vitesse de défilement doit être réglée entre 0,4 et 1,6 m/mn, ceci en fonction de la dureté de la pierre à graver. L'intérieur de l'enceinte est reliée à un disposi- tif de filtration comportant un cyclone 9, des filtres 10, et une centrale d'aspiration 12 L'extrémité inférieure de l'enceinte 2 est conformée en trémie 13, dans le fond de laquelle est disposée une vis sans fin 14, amenant les particules de grenaille et les particules de pierre à l'extrémité inférieure d'un élévateur à godets 15 En par- tie haute, les particules sont reprises par une vis sans fin 16 qui les amène à un dispositif de séparation à air 17, l'air aspiré à travers le rideau de grenaille déviant les particules légères vers l'arrière d'o elles retombent en partie dans le bac 18, les plus fines étant entraînées For a flow rate of 100 kg of shot per minute, and to obtain an engraving depth of 0.5 to 1 mm, the speed of movement must be set between 0.4 and 1.6 m / min, this depending on the hardness of the stone to be engraved. The inside of the chamber is connected to a filtration device comprising a cyclone 9, filters 10, and a suction unit 12. The lower end of the chamber 2 is shaped as a hopper 13, in the bottom of which is disposed a worm 14, bringing the particles of grit and the stone particles to the lower end of a bucket elevator 15 In high part, the particles are taken up by a worm 16 which the leads to an air separation device 17, the air sucked through the shot curtain deflecting the light particles towards the rear where they fall partially into the tray 18, the finest being driven
vers le cyclone 9 et le dépoussiéreur 10. to cyclone 9 and the dust collector 10.
A titre d'exemple, pour le débit indiqué précédem- For example, for the flow indicated above,
ment, la consommation de grenaille est d'environ 2 kg par The consumption of shot is approximately 2 kg per
heure de travail, temps pendant lequel peuvent être gra- hour, during which time it can be
vées une centaine de plaques de 400 x 400 mm en pierre de dureté moyenne La consommation de grenaille est tout à fait modérée puisqu'elle est donc de l'ordre de 20 g par plaque. La figure 2 représente un dispositif visant plus spécialement des applications artisanales, dans lequel les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que One hundred 400 x 400 mm plates made of medium hard stone. The consumption of shot is quite moderate since it is therefore of the order of 20 g per plate. FIG. 2 represents a device aimed more specifically at craft applications, in which the same elements are designated by the same references as
précédemment Ce dispositif vise plus spécialement la gra- vure de motifs ou d'inscriptions personnalisées, comme tel est le cas en art funéraire, ou l'évidement de blocs25 divers, tels que des cendriers, ou encore l'ébauche d'ob- This device is more particularly aimed at the engraving of motifs or personalized inscriptions, as is the case in funerary art, or the recessing of various blocks, such as ashtrays, or the draft of ob- jects.
jets sculptés avant finition manuelle par des procédés classiques. sculpted jets before manual finishing by conventional methods.
L'enceinte de grenaillage 22 comporte dans ce cas un hublot 23 permettant à l'opérateur de suivre l'opéra- In this case, the blasting chamber 22 comprises a window 23 enabling the operator to follow the operation
tion de gravure, et deux manchettes 24, permettant à l'opérateur de manipuler une lance 25 dont l'extrémité engraving, and two cuffs 24, allowing the operator to manipulate a lance 25 whose end
libre est équipée d'une buse 26 de projection des parti- is equipped with a nozzle 26 for projecting
cules de grenaille.shots.
Etant donné qu'il s'agit d'une gravure artisanale, l'installation est arrêtée à la fin de chaque opération de gravure pour réaliser le retrait de la plaque gravée, et la mise en place d'une nouvelle plaque qui, dans ce cas, est supportée par un chariot 27 La mise en pression des particules est réalisée par un appareil 28 de type sableuse à surpression fonctionnant avec une pression de l'ordre de 6 bars, de façon à avoir une pression à la buse 26 de 5 à 5,5 bars La buse est une buse Venturi longue, Since this is an artisanal engraving, the installation is stopped at the end of each engraving operation to achieve the removal of the etched plate, and the establishment of a new plate which, in this case, is supported by a carriage 27 The pressurization of the particles is carried out by a device 28 of the type with overpressure blast operating at a pressure of the order of 6 bars, so as to have a pressure at the nozzle 26 from 5 to 5.5 bar The nozzle is a long Venturi nozzle,
d'un diamètre de l'ordre de 10 mm.with a diameter of the order of 10 mm.
Pendant l'opération de gravure, la buse est main- During the engraving operation, the nozzle is
tenue aussi perpendiculaire que possible à la surface de la pierre, à une distance de l'ordre de 40 à 80 cm, et est animée d'un mouvement de balayage rapide et croisé pour held as perpendicular as possible to the surface of the stone, at a distance of the order of 40 to 80 cm, and is animated by a rapid sweeping movement and crossed for
obtenir une bonne régularité de la gravure. to obtain a good regularity of the engraving.
A titre indicatif, une gravure d'une profondeur de 1 mm d'une surface totale de 200 cm 2 sur une plaque de 400 x 400 mm, demande moins de 2 mn avec une consommation As an indication, an engraving with a depth of 1 mm of a total surface of 200 cm 2 on a plate of 400 x 400 mm, requires less than 2 minutes with a consumption
de particules de grenaille de l'ordre de 20 g. particles of grit of the order of 20 g.
Ces valeurs sont données à titre indicatif puisque l'attaque d'une surface polie est plus lente que celle These values are given as an indication since the attack of a polished surface is slower than
d'une surface brute En travail d'évidement, il est pos- In a recess work, it is pos-
sible d'enlever plusieurs décimètres cubes par heure. sible to remove several cubic decimetres per hour.
Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante, en fournissant un procédé et un dispositif pour la mise en As is apparent from the foregoing, the invention provides a great improvement to the existing technique, by providing a method and a device for the implementation of
oeuvre de celui-ci, de conception simple, assurant d'ex- the work of the latter, of simple design, ensuring
cellents résultats même lorsque la mise en oeuvre est these results even when the implementation is
effectuée par un personnel peu expérimenté. performed by an inexperienced staff.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au As goes without saying, the invention is not limited to the embodiments of this device, described above as examples, it embraces the
contraire toutes les variantes.otherwise all variants.
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20060929 |