ES3063096T3

ES3063096T3 - Wood forming process

Info

Publication number: ES3063096T3
Application number: ES22786476T
Authority: ES
Inventors: Laurent Torriani; Carole Chapelat
Original assignee: Creaholic SA
Current assignee: Creaholic SA
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2026-04-15
Anticipated expiration: 2042-09-23
Also published as: JP2024533708A; AU2022351701A1; EP4405149A1; EP4405149C0; KR20240073909A; US20250114962A1; PL4405149T3; CN118215562A; WO2023047347A1; CA3232867A1; CH718995A1; EP4405149B1

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Procedimiento de conformado de la madera

[0003] Campo técnico

[0004] La presente invención se refiere a un procedimiento de conformado de la madera, según el preámbulo de la reivindicación 1. Tal procedimiento es conocido por el documento US 987368 A.

[0005] Estado de la técnica

[0006] De manera general, el prensado de la madera es una técnica conocida para fabricar objetos de madera. Esta técnica, que consiste en aplicar una fuerza importante contra la superficie de una pieza en bruto de madera, a menudo colocada en un molde, permite comprimir la madera con el fin de darle una forma predefinida, al tiempo que aumenta la resistencia del objeto debido a su densificación. Esta técnica tiene además la ventaja de permitir la creación de formas huecas que no se pueden fresar, por ejemplo formas poligonales con ángulos agudos, lo que no es posible mediante fresado debido al diámetro del cabezal de fresado.

[0007] En la gran mayoría de los casos, la compresión se lleva a cabo en una dirección perpendicular a las fibras de la madera. En efecto, la presión necesaria para comprimir un trozo de madera en una dirección transversal a las fibras es mucho menor que la necesaria para comprimir el mismo trozo de madera en una dirección paralela a las fibras. En otras palabras, acercar las fibras por compresión requiere menos energía que aplastar una fibra sobre sí misma.

[0008] También se ha sugerido comprimir la madera en una dirección paralela a las fibras. Sin embargo, estos procedimientos no se utilizan mucho. En efecto, las presiones aplicadas durante la compresión paralela a las fibras de la madera pueden ser extremadamente altas e imposibles de obtener con prensas comunes u objetos de grandes dimensiones.

[0009] El documento EP1706248 describe un objeto de madera tal como una carcasa para un dispositivo electrónico obtenido mediante la compresión de una pieza en bruto previamente mecanizada (por ejemplo mediante fresado). En este documento, el fondo de la matriz (o molde) en la que se coloca la pieza en bruto está fuertemente curvada con el fin de evitar los problemas de desmoldeo, así como nitidez de los contornos del objeto final. La pieza requiere un mecanizado, por ejemplo un fresado, previo a la creación de una cavidad cuya profundidad simplemente se reforzará mediante prensado. Sólo el fondo de la cavidad está sometido a compresión; sin embargo, la superficie superior de la pieza en bruto no sufre deformación bajo la acción de la prensa de conformación. El aspecto estético de los bordes externos e internos del objeto está determinado principalmente por el fresado.

[0010] Breve resumen de la invención

[0011] Un objetivo de la presente invención es proponer un procedimiento para conformar un objeto de madera libre de las limitaciones de los procedimientos conocidos en la técnica anterior.

[0012] Otro objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para conformar un objeto de madera que sea ecológico y económico.

[0013] Otro objetivo de la invención es proponer un procedimiento para conformar un objeto de madera que permita obtener rápidamente caras laterales y frontales particularmente limpias y con cantos vivos.

[0014] Otro objetivo de la invención es proponer un procedimiento para conformar un objeto de madera que permita obtener rápidamente lados resistentes a los golpes y a la humedad.

[0015] Según la invención, estos objetivos se consiguen en particular mediante un procedimiento para conformar un objeto de madera que comprende las siguientes etapas:

[0016] - obtener una pieza en bruto cortando una pieza de madera según una dirección transversal a las fibras de la madera;

[0017] - posicionar la pieza en bruto mediante una matriz;

[0018] - prensar la pieza en bruto mediante una prensa de conformación colocada contra una cara libre de la pieza en bruto, ejerciendo presión según una dirección paralela a las fibras de madera

[0019] caracterizado por que la presión cuando tiene lugar el prensado es mayor que 1,5*10<6>N/m<2>,

[0020] por que el prensado se lleva a cabo en frío,

[0021] por que el prensado se lleva a cabo en seco,

[0022] y por que la matriz tiene un lado de posicionamiento en apoyo contra la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado y formando un primer ángulo que no excede 5º con las fibras de madera de la pieza en bruto posicionada en la matriz, y/o por que la prensa de conformación tiene un lado de punzonado en apoyo contra la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado, formando el lado de punzonado un segundo ángulo que no excede 5º con las fibras de madera de la pieza en bruto posicionada en la matriz.

[0023] La presión cuando tiene lugar el prensado es preferentemente mayor que 2*10<6>N/m<2>, preferentemente mayor que 5*10<6>N/m<2>. La fuerza utilizada para prensar las fibras en el sentido paralelo a las fibras es del orden de diez a veinte veces mayor con respecto a una compresión perpendicular a las fibras.

[0024] El lado de punzonado se desliza a lo largo de las fibras de la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado. El lado de punzonado puede deslizarse a lo largo de las fibras de la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado, sin participar en su compresión longitudinal, o sólo de manera muy limitada si los lados de punzonado no son paralelos a las fibras.

[0025] En un modo de realización, todo el lado de punzonado y el lado de posicionamiento deslizan a lo largo de las fibras de la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado.

[0026] La compresión paralelamente a las fibras de la madera confiere ventajas al objeto resultante.

[0027] En particular, las caras, las aristas y los contornos del objeto final están particularmente definidos ya que están definidos por las fibras de madera que están comprimidas sobre sí mismas, pero conservan su rectilinealidad. En el caso de lados de punzonado y de posicionamiento paralelos a las fibras de madera cuando tiene lugar el prensado, las caras laterales del objeto a lo largo de estos lados están definidas por la superficie lateral de fibras contiguas comprimidas, sin que los extremos de las fibras aparezcan en estas caras.

[0028] Esto da como resultado caras laterales de alta calidad, que tienen una rugosidad muy baja, en particular caras laterales particularmente lisas al salir de la prensa.

[0029] Incluso un ángulo menor que 5º entre los lados de punzonado y/o de posicionamiento por un lado y las fibras de madera por el otro lado permite limitar el número de fibras cuyo extremo termina en caras laterales del objeto, y por lo tanto obtener caras limpias y lisas.

[0030] Estas caras laterales y/o frontales, definidas por fibras comprimidas en el sentido longitudinal, son particularmente resistentes a los golpes y a la humedad.

[0031] La pieza en bruto no requiere el mecanizado previo de una cavidad o de un alojamiento cóncavo.

[0032] La o las porciones cóncavas de la pieza se pueden obtener únicamente mediante prensado, sin mecanizado previo. Gracias a las altas presiones utilizadas, no es necesario humedecer ni calentar la madera para deformarla. La presión mayor que 1,5*10<6>N/m<2>, preferentemente mayor que 2*10<6>N/m<2>, preferentemente mayor que 5*10<6>N/m<2>, permite obtener objetos con caras y aristas definidas, incluso objetos con un perfil o una cavidad poligonal. Las pruebas han mostrado que una presión mayor que 1,5*10<6>N/m<2>permite comprimir por lo menos 50 % de la altura (en el sentido de las fibras de madera) de la pieza en bruto para especies de madera que tienen una densidad menor o igual a 0.5 kg/dm<3>. A modo de ejemplo, para una madera con una densidad media de 0.5 kg/dm<3>, la altura de la pieza en bruto se puede comprimir como máximo 50 % sin que el objeto final sufra. Para maderas de menor densidad, se puede ejercer una compresión aún mayor sin sufrir daños, por ejemplo para una madera con una densidad de 0.4 kg/dm<3>se puede comprimir la altura máxima de la pieza en bruto de 60 % sin afectar a la integridad del objeto.

[0033] La prensa de conformación y la matriz pueden tener lados de guiado que se deslizan uno contra el otro durante el prensado. El o los lados de guiado permiten ventajosamente sujetar la matriz con precisión durante el prensado, para garantizar una deformación controlada y un conformado de precisión. De esta manera, la pieza en bruto queda inmovilizada en el momento del prensado.

[0034] Un lado de guiado de la matriz puede guiar la prensa de conformación durante el prensado, contribuyendo así a obtener lados definidos de las partes comprimidas.

[0035] La etapa de prensado se puede realizar mediante una prensa de conformación que comprende un primer lado perpendicular a las fibras de madera, y un segundo lado plano, estando los dos lados planos unidos por el lado de punzonado.

[0036] La etapa de prensado puede comprender una fase de guiado de la prensa de conformación, guiando el lado de guiado de la matriz la prensa de conformación.

[0037] Los lados de guiado son ventajosamente paralelos a la dirección de prensado.

[0038] Los lados de guiado son ventajosamente paralelos a la dirección longitudinal de las fibras de la madera.

[0039] La madera queda así comprimida longitudinalmente, presionándose lateralmente contra el lado de posicionamiento de la matriz.

[0040] Una altura máxima de la pieza en bruto en el sentido de las fibras de la madera se puede reducir cuando tiene lugar el prensado.

[0041] La altura del lado de guiado de la matriz puede ser mayor que la altura máxima de la pieza en bruto antes del prensado.

[0042] Se puede estructurar la primera superficie, la segunda superficie y/o un fondo de la matriz.

[0043] La resolución mínima del relieve de la estructuración puede ser muy fina, es decir, estar comprendida entre 10 µm y 50 µm, permitiendo así la realización de estructuras muy finas en la superficie de la madera.

[0044] El lado de punzonado puede comprender un primer chaflán que permite en particular suavizar la transición lado interior/fondo interior del objeto realizado.

[0045] El primer chaflán puede formar un ángulo con una superficie de fondo de la matriz de como máximo 35º.

[0046] El lado de posicionamiento de la matriz puede comprender un segundo chaflán que permite en particular suavizar la transición lado exterior/fondo exterior del objeto realizado.

[0047] El segundo chaflán puede formar un ángulo con una superficie de fondo de la matriz de como máximo 55º. La prensa de conformación puede comprender un perfil transversal o longitudinal escalonado, permitiendo en particular la aproximación de curvas difíciles de realizar.

[0048] El paso del escalonado puede ser muy fino, típicamente comprendido entre 0.01 mm y 0.2 mm.

[0049] El procedimiento puede comprender una etapa de extracción de la pieza en bruto de manera que se desolidarice de la pieza en bruto de la matriz y/o de la prensa de conformación después de la etapa de prensado de la pieza en bruto.

[0050] La pieza en bruto puede tener una densidad antes del prensado menor que 0.75 kg/dm<3>, preferentemente menor que 0.5 kg/dm<3>.

[0051] La madera de la que se corta la pieza en bruto puede ser castaño, ocume, pino arolla, tilo, aliso, álamo, balso, abeto rojo, abeto, arce, nogal, fresno o haya.

[0052] Se puede introducir una etapa de mecanizado mecánico de la pieza en bruto antes de la etapa de prensado para aumentar su porosidad y reducir su densidad.

[0053] El mecanizado mecánico puede comprender varias microperforaciones en el sentido de las fibras de la madera. Las microperforaciones se pueden realizar mediante una broca, o mediante estampación, por ejemplo utilizando agujas insertadas simultáneamente en una dirección paralela a las fibras de la madera.

[0054] Un extremo de la prensa de conformación en contacto con la pieza en bruto puede comprender un perfil biselado. Según la invención, estos objetivos se consiguen también mediante el objeto de madera obtenido mediante el procedimiento descrito anteriormente.

[0055] Breve descripción de las figuras

[0056] Ejemplos de realización de la invención se muestran en la descripción ilustrada por las figuras adjuntas, en las que:

[0057] - La figura 1 ilustra posibles cortes de una pieza en bruto en un bloque de madera.

[0058] - La figura 2 ilustra una matriz que contiene una pieza en bruto de madera.

[0059] - La figura 3a ilustra una etapa de prensado en la que una prensa de conformación se coloca contra una pieza en bruto en una matriz.

[0060] - La figura 3b ilustra una etapa de prensado en la que la prensa de conformación ha comprimido parte de la pieza en bruto.

[0061] - La figura 4 ilustra una sección transversal de una matriz que contiene una pieza en bruto de madera, estando inclinado el lado de posicionamiento de la matriz.

[0062] - La figura 5 ilustra una sección transversal de una matriz que contiene una pieza en bruto de madera, así como una prensa de conformación, estando inclinados el lado de posicionamiento de la matriz y el lado guía de la prensa.

[0063] - La figura 6 ilustra una sección transversal de una prensa de conformación que tiene un punzón con un lado de punzonado inclinado.

[0064] - La figura 7 ilustra una sección transversal de una matriz con un alojamiento particular que contiene una pieza en bruto de madera.

[0065] - La figura 8 ilustra una sección transversal de una prensa de conformación que tiene un perfil particular con dos punzones.

[0066] - La figura 9 ilustra una sección transversal de una matriz cuyo fondo está estructurado.

[0067] - La figura 10a ilustra una sección transversal de una prensa de conformación antes del prensado, lo que permite diversas presiones sobre la superficie de una pieza en bruto.

[0068] - La figura 10b ilustra una sección transversal de una prensa de conformación después del prensado, lo que permite diversas presiones sobre la superficie de una pieza en bruto.

[0069] - Las figuras 11a y 11b ilustran prensas de conformación con un chaflán.

[0070] - La figura 12 ilustra una matriz cuyo fondo tiene un chaflán.

[0071] - La figura 13 ilustra dos posiciones de un dispositivo de extracción de la prensa de conformación después del prensado.

[0072] - La figura 14a ilustra una prensa de conformación cuyo lado lateral comprende una porción escalonada. - La figura 14b ilustra una vista inferior de una prensa de conformación cuyo perfil comprende porciones escalonadas.

[0073] - Las figuras 15a y 15b ilustran prensas de conformación que comprenden varios punzones.

[0074] Ejemplo(s) de modo de realización de la invención

[0075] La presente invención se refiere a un procedimiento para conformar un objeto de madera mediante la compresión de una pieza en bruto, llevándose a cabo la compresión en una dirección paralela a las fibras de la madera. Entre los ejemplos de objetos de madera que pueden obtenerse mediante el procedimiento de la invención se incluyen, por ejemplo, juguetes, mangos de cubiertos, objetos decorativos, vajillas, cajas, cajas de relojes, joyeros, recipientes o embalajes para productos cosméticos, artículos de vestir o de moda tales como botones, suelas de zapatos, etc.

[0076] Este procedimiento es particularmente adecuado para recipientes de productos viscosos tales como pomadas, cremas o incluso líquidos. En efecto, la densificación resultante del prensado reduce la porosidad de la madera, confiriéndole así una impermeabilidad suficiente para contener productos viscosos o líquidos. Así, el riesgo de transferencia de moléculas de la madera a un material en contacto o viceversa es bajo ya que los canales de transporte están cerrados. Además, la madera es naturalmente un material noble con potencial antibacteriano, agradable al tacto y que posee a menudo un olor percibido como agradable.

[0077] La figura 1 ilustra ejemplos de posible corte de una pieza en bruto 11 en una pieza de madera 10. El corte se realiza a lo largo de líneas de corte 12 en dirección transversal a las fibras de madera con el fin de permitir una compresión paralela a las fibras de la madera en un segundo paso. El término transversal se entiende aquí en el sentido de “no paralelo”, es decir, el ángulo entre las líneas de corte 12 y las fibras de madera es no nulo.

[0078] La pieza en bruto 11 obtenida mediante corte se posiciona después en o por una matriz 20. Esta matriz tiene un lado de posicionamiento 21 en apoyo contra la pieza en bruto. Como se ilustra en la figura 2, la pieza en bruto se posiciona dentro de la matriz de manera que una de las caras de la pieza en bruto transversales a las fibras de madera quede libre y de manera que el lado de posicionamiento y el fondo de la matriz rodeen la pieza en bruto sobre el resto de su superficie. El posicionamiento de la pieza en bruto puede consistir en una simple colocación de la pieza en bruto por la parte abierta de la matriz destinada a guiar la prensa de conformación o, en algunos modos de realización más complejos, la pieza en bruto puede introducirse lateralmente en un alojamiento de la matriz. Tal modo de realización se ilustra en la figura 7, en la que las restricciones geométricas de la pieza en bruto requieren que ésta sea colocada en la matriz 20, por ejemplo deslizándola según una dirección perpendicular a la dirección de prensado. También es posible posicionar la pieza en bruto mediante una abertura mecanizada en la pieza en bruto, o mediante partes de matriz que se pueden apretar.

[0079] Una vez que la pieza en bruto 11 está posicionada contra la matriz 20, se lleva a cabo un prensado de esta pieza en bruto por una prensa de conformación 30. La dirección de prensado es paralela a las fibras de madera de la pieza en bruto. La prensa de conformación se apoya contra la cara libre de la pieza en bruto y se ejerce presión sobre la prensa de conformación de manera que se deforme la pieza en bruto hasta que la totalidad o parte del volumen de la prensa de conformación y/o de la matriz se reproduzca en negativo en la pieza en bruto.

[0080] Una característica del presente procedimiento consiste en que el prensado se lleva a cabo en frío y en seco. El prensado en caliente permite reducir la fuerza de presión necesaria para la deformación de la madera. Sin embargo, el aumento de la temperatura de la madera contribuye a su desecación, lo que tiene como consecuencia una mayor sensibilidad a las deformaciones, en particular a la contracción que después deben compensarse, o a las fisuras. Tal compensación se puede facilitar mediante un secado de la madera antes de prensarla o mediante una matriz retráctil en determinadas direcciones. Sin embargo, estas etapas vienen a complicar el procedimiento y por lo tanto lo hacen más caro.

[0081] El prensado en seco también significa que la pieza en bruto de madera no necesita remojo antes de prensarla, típicamente no es necesario remojarla en una resina endurecedora ni secarla.

[0082] La prensa de conformación comprende un lado de punzonado 303 que sirve de apoyo contra la pieza en bruto durante el prensado.

[0083] La figura 3a ilustra una primera etapa de este procedimiento, en la que la pieza en bruto 11 se ha posicionado en la matriz 20 en apoyo contra el lado de posicionamiento 21 y una prensa de conformación 30 se mueve en la dirección de la superficie libre de la pieza en bruto. La figura 3b ilustra una segunda etapa en la que una parte central de la prensa de conformación 30 ha comprimido la pieza en bruto 20 hasta obtener un rebaje con respecto a la parte lateral de la pieza en bruto.

[0084] En la etapa de prensado, la prensa de conformación 30 se lleva mecánicamente contra la superficie libre de la pieza en bruto 11. Con el fin de minimizar los desplazamientos laterales de la prensa de conformación durante el movimiento en la dirección de la pieza en bruto, la matriz puede estar provista de un primer lado de guiado 24 para guiar la prensa de conformación. Este primer lado de guiado puede consistir, en un modo de realización preferida, en una parte del lado de posicionamiento 21. En otro modo de realización no mostrado, el lado de guiado 24 de la matriz puede ser un elemento modular dispuesto solidariamente en la matriz de manera que se aumente la superficie que sirve para guiar la prensa de conformación. Una funcionalidad de este primer lado de guiado 24 es asegurar un guiado preciso de la prensa de conformación en el prensado con respecto a la matriz y a la pieza en bruto.

[0085] Como se ilustra en las figuras 3a y 3b, la prensa de conformación también puede comprender un segundo flanco de guiado 32 que desliza contra el primer lado de guiado 24 y/o contra el lado de posicionamiento de la matriz cuando tiene lugar el movimiento de la prensa de conformación 30. Con el fin de optimizar el guiado de la prensa, el diámetro de la prensa de conformación a nivel del segundo lado de guiado es ligeramente menor que el diámetro interno de la matriz a nivel del primer lado de guiado de la matriz de manera que se deje una holgura comprendida entre 0.01 mm y 0.5 mm necesaria para la extracción del objeto después del prensado.

[0086] Con el fin de garantizar una sujeción óptima de la pieza en bruto 11 durante el prensado, el lado de posicionamiento 21 de la matriz es, idealmente, paralelo a la dirección de las fibras de madera. Sin embargo, con el fin de facilitar la extracción del objeto de madera después del prensado, por lo menos un lado de posicionamiento de la matriz puede estar ligeramente inclinado en un primer ángulo α con respecto a las fibras de madera de manera que se forme un cono truncado cuyo diámetro más ancho esté a nivel de la cara libre de la pieza en bruto. Tal modo de realización se ilustra en la figura 4. Este primer ángulo α puede alcanzar un máximo de 5º con respecto a la dirección de prensado, es decir la dirección de las fibras de madera de la pieza en bruto cuando se encuentra colocada en la matriz.

[0087] En un modo de realización, la matriz incluye un lado de posicionamiento inclinado como se describió anteriormente con el fin de facilitar el desmoldeo y un lado de guiado esencialmente vertical en la prolongación del lado de posicionamiento con el fin de asegurar el guiado de la prensa durante el prensado.

[0088] La holgura entre el primer lado de posicionamiento 21 y la pieza en bruto es preferentemente muy reducida antes del prensado, con el fin de permitir la inserción de la pieza en bruto en la matriz, pero asegurar su inmovilización cuando tiene lugar el prensado evitando al mismo tiempo las deformaciones laterales. En un modo de realización preferido, este espacio es preferentemente menor que 0,5 mm.

[0089] La prensa de conformación 30 ilustrada en la figura 5 comprende un segundo lado de guiado 32 que, de manera similar al lado de posicionamiento 21, está inclinado en un tercer ángulo β con respecto al sentido de compresión de manera que se adapte a la inclinación del lado de posicionamiento. El tercer ángulo β puede alcanzar un máximo de 1º con respecto a la dirección de prensado. La figura 5 ilustra una realización en la que el lado de guiado de la prensa de conformación 32 forma un ángulo β de manera que corresponde a la inclinación del lado de posicionamiento 21.

[0090] Es posible tener una matriz, respectivamente una prensa de conformación, con uno o más lados de posicionamiento, respectivamente de guiado, que estén inclinados, y por lo menos otro lado de posicionamiento, respectivamente de guiado, paralelo a las fibras de madera, y que permite así efectivamente un guiado de la prensa de conformación contra la matriz durante todo su movimiento.

[0091] La inclinación del segundo lado de guiado 32 de la prensa de conformación que tiene un ángulo β con respecto a las fibras de madera permite, por ejemplo, facilitar el desmoldeo de la pieza en bruto después de la etapa de prensado. Sin embargo, esta inclinación excluye el guiado de la prensa de conformación en la matriz ya que, a partir del momento en que el segundo lado de guiado de la prensa de conformación entra en contacto con el primer lado de guiado 24 de la matriz, se prohíbe el movimiento vertical de la prensa de conformación en dirección a la pieza en bruto.

[0092] En otro modo de realización, la matriz 20 es desmontable para facilitar el desmoldeo del objeto de madera después del prensado. Alternativa o adicionalmente, la matriz puede estar provista de extractores que permiten también facilitar el desmoldeo del objeto.

[0093] En el desmoldeo pueden plantearse dos problemas distintos. En primer lugar, la prensa de conformación 30 y la pieza en bruto pueden permanecer solidarios uno con otro, y en segundo lugar, la matriz y la pieza en bruto también pueden permanecer solidarios uno con otro.

[0094] Con el fin de separar la prensa de conformación de la pieza en bruto después del prensado, se puede colocar un soporte de desmoldeo encima de la matriz, como se ilustra en la figura 13. El soporte de desmoldeo puede comprender unas varillas móviles con respecto a la matriz y paralelas al eje de prensado que permiten presionar sobre una parte lateral superior de la matriz de manera que se aleje mecánicamente la matriz que contiene la pieza en bruto prensada de la prensa de conformación.

[0095] En otro modo de realización, las varillas móviles se sustituyen por un anillo de retención que permite presionar sobre la pieza en bruto cuando la prensa de conformación se retira de manera que se extraiga la prensa de conformación de la pieza en bruto.

[0096] El lado de perforación 303 de la prensa de conformación 30 forma un segundo ángulo γ con las fibras de madera. Con el fin de permitir una mayor variedad de formas a prensar en la pieza en bruto, así como para facilitar el desmoldeo del objeto y de la prensa después del prensado, este ángulo puede variar según la invención entre 0º y 5º. De esta manera, el perfil de la prensa de conformación a nivel de su lado de punzonado puede ser ligeramente cónico como se ilustra en la figura 6. Este segundo ángulo γ también permite obtener una calidad superior de la superficie interna del objeto de madera.

[0097] Alternativamente, se pueden utilizar extractores para extraer el objeto de la matriz después del prensado. Estos extractores consisten por ejemplo, en elementos modulares de la matriz o de la prensa de conformación. Típicamente, si el lado de punzonado de la prensa de conformación es vertical, es decir, si el ángulo γ es igual a 0º, es preferible añadir extractores.

[0098] En un modo de realización según la invención ilustrado en la figura 6, la prensa de conformación 30 comprende una primera superficie plana 301 perpendicular a las fibras de madera cuando la pieza en bruto 11 se posiciona en la matriz 20 así como una segunda superficie plana 302 unidas entre sí por el lado de punzonado 303 de la prensa de conformación. La primera superficie plana y el lado de punzonado forman juntos un punzón que determina la forma y/o el volumen de compresión de la pieza en bruto. En la etapa de prensado, la primera superficie plana 301 es la primera parte de la prensa de conformación que entra en contacto con la pieza en bruto y después penetra en su interior bajo el efecto de la presión.

[0099] En otro modo de realización ilustrado en la figura 8, la prensa de conformación 30 comprende varios punzones que permiten realizar varias huellas distintas en la pieza en bruto 11. Cada punzón comprende una primera superficie plana 301 perpendicular a las fibras de la madera cuando la pieza en bruto está posicionada en la matriz, una segunda superficie plana 302 así como un lado de punzonado 303 que une la primera superficie plana con la segunda superficie plana.

[0100] El término punzón se utiliza aquí para designar la o las partes salientes de la prensa de conformación en su extremo más cercano a la pieza en bruto durante el prensado. Las figuras 15a y 15b ilustran prensas de conformación equipadas con varios punzones, por ejemplo tres punzones, cuya anchura puede variar. Los punzones quedan así delimitados lateralmente por el lado de punzonado 303 de la prensa de conformación, o bien por rebajes 305 de la prensa de conformación.

[0101] La resolución mínima de la madera para un prensado con una prensa de conformación que comprende varios punzones, es decir, la distancia mínima entre los extremos más cercanos de dos punzones consecutivos, está comprendida entre 0.1 mm y 10 mm, preferentemente entre 0.5 mm y 8 mm, típicamente entre 1 mm y 5 mm. Esta resolución depende de varios parámetros, tales como la especie de la madera y/o la profundidad de prensado. La figura 15a ilustra una prensa de conformación con una resolución del orden de 3 mm, es decir que la anchura de los rebajes 305 es aproximadamente igual a 3 mm. La figura 15b ilustra un modo de realización en el que la resolución es de aproximadamente 2 mm y en el que los rebajes son particularmente excéntricos con respecto al centro de la prensa de conformación.

[0102] La geometría de la parte inferior del lado de punzonado 303 de la prensa de conformación 30, es decir, la parte que primero entra en contacto con la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado, es particularmente importante en lo que respecta la nitidez de los lados y la transición fondo/lado de la pieza de madera resultante del prensado. En un modo de realización, el lado de punzonado forma un ángulo agudo con la parte de la prensa de conformación perpendicular a las fibras de madera.

[0103] Como se ilustra en las figuras 11a y 11b, el lado de punzonado 303 también puede estar provisto de un chaflán 304 con el fin de obtener un chaflán correspondiente en la pieza en bruto después del prensado. Tal chaflán se utiliza típicamente para suavizar la transición lado/fondo de la pieza obtenida después de prensar la pieza en bruto. Para una forma interior, la transición entre los lados verticales y la superficie de fondo de la matriz 23 normalmente tiene un ángulo agudo con un chaflán de como máximo 35º, preferentemente de como máximo 30º.

[0104] Alternativa o complementariamente, el lado de punzonado 303 también puede estar provisto de un borde redondeado, cuyo ángulo con la superficie de fondo de la matriz no exceda 35º, preferentemente 30º.

[0105] En un modo de realización no mostrado, el lado de guiado 303 también puede comprender un chaflán en una parte superior, de manera que se realiza un chaflán en una forma exterior de la pieza en bruto durante el prensado. Para tales chaflanes en formas exteriores, el ángulo del chaflán puede típicamente llegar hasta 50º.

[0106] Como se ilustra en la figura 12, el lado de posicionamiento 21 de la matriz también puede comprender un chaflán 211 a nivel de la transición lado de posicionamiento/superficie de fondo de la matriz.

[0107] Tal chaflán 211 permite facilitar en particular la extracción de la pieza en bruto de la matriz después del prensado. También permite obtener una transición definida entre los lados externos de la pieza en bruto y la superficie externa del fondo de la pieza en bruto. El chaflán 211 forma típicamente un ángulo con una superficie de fondo de la matriz de como máximo 55º, preferentemente 45º.

[0108] Con el fin de mejorar el aspecto de la pieza obtenida a partir de la pieza en bruto mediante prensado, el lado de punzonado 303 de la prensa de conformación 30 puede comprender un perfil escalonado cuyo paso es relativamente pequeño con respecto al tamaño de la pieza en bruto. Tal perfil escalonado permite en particular aproximar una curva, cuya realización mediante prensado puede ser compleja, sin alterar el aspecto visual. También permite mejorar la nitidez de ciertas transiciones lados/fondo de la pieza en bruto.

[0109] En un modo de realización ilustrado en la figura 14a, el perfil de la transición entre el lado de punzonado y la parte inferior de la prensa de conformación está escalonado, cuyo paso, es decir, la anchura de un escalón, está comprendido entre 0.01 mm y 0.2 mm. Los escalones quedan así perpendiculares a las fibras de madera de la pieza en bruto cuando ésta se encuentra en la matriz.

[0110] En otro modo de realización, el lado de guiado comprende un perfil escalonado cuyos escalones son paralelos a las fibras de madera de la pieza en bruto. La figura 14b ilustra un perfil escalonado de la prensa de conformación obtenido mediante corte según un plano ortogonal a las fibras de madera de la pieza en bruto en la matriz. Como se explicó anteriormente, el prensado de partes curvas, en particular cuando su curvatura es paralela a las fibras de madera durante el prensado, puede ser problemático en términos de la nitidez de los lados cuando el ángulo de la curva es significativo. La aproximación de tal curva mediante una parte escalonada cuyos segmentos rectilíneos son definidos bajo prensado permite resolver este problema.

[0111] La nitidez de los lados puede depender de la velocidad de prensado. De manera general, una alta velocidad de prensado permite obtener lados más definidos. Esta velocidad está típicamente comprendida entre 4 mm/s y 180 mm/s.

[0112] En la etapa de prensado, la pieza en bruto 11 puede comprimirse sobre la totalidad de su superficie libre o sobre una o más zonas predefinidas y correspondientes a la geometría de la prensa de conformación. Así, la altura máxima H de la pieza en bruto en el sentido de las fibras de madera se puede reducir después del prensado si se comprime la totalidad de la pieza en bruto. Por el contrario, la altura máxima H de la pieza en bruto en la dirección de las fibras de madera puede permanecer igual después del prensado si sólo se comprime una zona de la pieza en bruto.

[0113] En la figura 3a, la pieza en bruto tiene una altura máxima antes del prensado H, mientras que, como se ilustra en la figura 3b, la pieza en bruto tiene una altura máxima después del prensado H’ y una altura mínima después del prensado H”. En todos los casos se verifican siempre las siguientes relaciones:

[0115] H ≥ H’ ≥ H”.

[0116] Si sólo se prensa una parte de la pieza en bruto, entonces H = H’ > H”, mientras que si se prensa la totalidad de la pieza en bruto, entonces H > H’ ≥ H”.

[0117] La etapa de prensado se puede llevar a cabo ejerciendo una presión continua de la prensa de conformación 30 sobre la superficie libre de la pieza en bruto a fin de comprimir la totalidad de la altura deseada de una sola vez. De manera complementaria o alternativa, la etapa de prensado se puede llevar a cabo mediante la aplicación de martilleo, es decir, una sucesión de presiones de la prensa de conformación contra la superficie libre de la pieza en bruto.

[0118] El martilleo permite reducir la fuerza de presión necesaria para prensar una altura similar y/o densificar la madera en una mayor profundidad.

[0119] Alternativamente, o de manera adicional, la pieza en bruto o la matriz o la prensa de conformación pueden someterse a vibraciones, por ejemplo a vibraciones en el sentido longitudinal de las fibras de madera a una frecuencia entre 1 Hz y 1 MHz, con el fin de ponerla en vibración y facilitar la compresión de la pieza en bruto por la prensa de conformación. Estas vibraciones facilitan la penetración de la prensa de conformación en la madera, facilitan los deslizamientos de las fibras entre sí, y pueden contribuir a ablandarla calentándola ligeramente cuando tiene lugar el prensado. Así, al igual que en el caso del martilleo, someter la pieza en bruto a estas vibraciones permite una reducción de la fuerza de presión necesaria para prensar una altura similar, y/o una densificación de la madera en una mayor profundidad.

[0120] La estructuración corresponde a la creación de un relieve mediante prensado sobre una porción de la pieza en bruto, siendo este relieve comparativamente pequeño con respecto al tamaño de la pieza en bruto. Los relieves obtenidos por estructuración tienen típicamente una resolución mínima del orden del tamaño de los canales que conducen el agua en la madera, es decir, comprendida entre 10 µm y 50 µm.

[0121] La profundidad del relieve de estructuración en el sentido del prensado es menor que la distancia de movimiento de la prensa de conformación en la pieza en bruto. La profundidad de las estructuras en el sentido del prensado puede ser menor que 2 mm.

[0122] En un modo realización, la prensa de conformación está estructurada de manera que se imprima el patrón en negativo sobre la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado. Alternativa o complementariamente, la superficie de fondo de la matriz también está estructurada de manera que se imprima en negativo el patrón sobre la superficie externa de la pieza en bruto en contacto con el fondo de la matriz.

[0123] La estructuración permite, entre otras cosas, la creación de logotipos, marcas, textos, motivos, así como texturas particulares que pueden tener una función física o estética.

[0124] De manera alternativa o complementaria, se puede colocar un elemento estructurado entre la prensa de conformación y la pieza en bruto, o entre la pieza en bruto y la superficie de fondo de la matriz, de modo que durante el prensado, el patrón del elemento estructurado se reproduzca en negativo sobre la pieza en bruto. El elemento estructurado puede ser, por ejemplo, una tela, un trozo de cuero, un trozo de papel, una hoja de árbol, etc. En un modo de realización, una primera etapa de prensado permite formar la pieza en bruto, en particular los lados, y después una segunda etapa de prensado permite estructurar partes de la pieza en bruto conformada. La parte de la prensa de conformación que está en contacto con la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado puede estructurarse de manera que se produzca una imagen en negativo o en positivo en la pieza en bruto. La primera superficie plana y/o la segunda superficie plana de la prensa de conformación pueden estar estructuradas. De manera similar, la figura 9 ilustra un modo de realización en el que la matriz, en este caso una superficie de fondo de la matriz 23 opuesta a la superficie libre de la pieza en bruto, también puede estar estructurada para obtener un patrón en positivo o en negativo en la cara de la pieza en bruto opuesta a su cara libre.

[0125] Esta estructuración de la prensa de conformación y/o de la matriz permite combinar el prensado de una pieza en bruto con el objetivo de conformar un objeto de madera y la impresión en negativo o positivo de un motivo. Las estructuras pueden comprender, por ejemplo, una imagen, un patrón, un logotipo, texto, nervaduras, ranuras, etc., en la superficie de la prensa de conformación con el objetivo de ser impresas en negativo en la pieza en bruto. Evidentemente, la especie de madera elegida para la pieza en bruto influye significativamente en los parámetros de prensado y en la variedad de objetos que se pueden realizar. En efecto, cuanto más densa sea la madera, mayor será la fuerza de presión que debe ejercerse para comprimirla a una altura determinada. Así, cuanto menor sea la densidad de la madera elegida, mayor podrá ser la compresión y por lo tanto mayor será el volumen comprimido.

[0126] Así, en un modo de realización, la pieza en bruto se corta de una madera que tiene una densidad menor que 0.75 kg/dm<3>, preferentemente de una madera que tiene una densidad menor que 0.5 kg/dm<3>. Las especies de madera adecuadas incluyen, por ejemplo, álamo o tilo (aproximadamente 0.5 kg/dm<3>), abeto (aproximadamente 0.45 kg/dm<3>), y balso (aproximadamente 0.14 kg/dm<3>). Otras especies tales como el castaño, el arce, el haya, el abeto, el ocume, el pino arolla o el aliso son también particularmente adecuadas para el marco de la presente invención. La lista de estas especies no es de ninguna manera limitativa, el presente procedimiento de prensado funciona con especies de madera que tienen una densidad que va hasta 0.75 kg/dm<3>, o incluso hasta 0.85 kg/dm<3>.

[0127] Con el fin de aumentar la porosidad de la madera y facilitar así la etapa de prensado, se puede llevar a cabo una etapa preliminar de mecanizado mecánico de la pieza en bruto. En un modo de realización, se realiza una serie de microperforaciones mediante una broca, o por estampando con agujas, de manera que se reduzca la densidad de la pieza en bruto antes del prensado. Los orificios así perforados mediante microperforación se rellenan durante la compresión. El objeto resultante puede ser lo suficientemente estanco como para contener productos viscosos (cremas, pastas, etc.) o incluso líquidos.

[0128] El procedimiento de la invención también puede utilizarse para fabricar objetos que no comprenden en su cara superior partes cóncavas, sino también únicamente partes convexas. En un modo de realización, el procedimiento se utiliza para fabricar piezas de juego de madera, por ejemplo, ladrillos de construcción encajables.

[0129] En un modo de realización, el extremo de la prensa de conformación que primero entra en contacto con la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado tiene un perfil biselado y/o afilado de manera que se facilite su penetración en la madera. Tal perfil también permite obtener lados limpios del objeto de madera después del prensado y evitar cualquier trabajo de lijado después del prensado.

[0130] En un modo de realización ilustrado en las figuras 10a y 10b, se pueden ejercer diferentes presiones sobre diferentes zonas de la pieza en bruto durante una única etapa de prensado utilizando la prensa de conformación. Como se ilustra en las figuras 10a y 10b, se ejerce una fuerza de presión F2 sobre una primera zona lateral de la pieza en bruto mientras que otra fuerza de presión F1 se ejerce sobre la parte central de la pieza en bruto. De esta manera, se pueden conseguir diferentes alturas y densidades de compresión mediante una única etapa de prensado, garantizando al mismo tiempo una sujeción óptima de la pieza en bruto en la matriz durante el prensado. La posibilidad de obtener diferentes fuerzas de presiones utilizando una única prensa de conformación se consigue, por ejemplo, colocando un resorte por encima de la zona lateral de la prensa de conformación (es decir, por encima de la zona correspondiente a la fuerza de presión F2). Así, cuando se aplica una misma fuerza de presión a la parte superior de la prensa de conformación, el resorte permite absorber parte de la fuerza de presión en la zona lateral de la pieza en bruto mientras que la presión en la zona central es máxima.

[0131] El presente procedimiento también se puede aplicar para ensamblar por prensado una segunda pieza en bruto de madera sobre la primera pieza en bruto. En un modo de realización no mostrado, se coloca una segunda pieza en bruto entre la primera pieza en bruto y la prensa de conformación. Las dos piezas en bruto se ensamblan entonces una con otra en la etapa de prensado bajo el efecto de la presión ejercida por la prensa de conformación. El ensamblaje de las dos piezas en bruto se puede facilitar prensando previamente dos perfiles correspondientes sobre cada una de las caras de las piezas en bruto destinadas a estar en contacto con la otra.

[0132] Mientras que la dirección de las fibras de madera de la primera pieza en bruto es siempre paralela al sentido del prensado, la dirección de las fibras de madera de la segunda pieza en bruto puede, por otro lado, ser paralela, perpendicular u oblicua con respecto a la dirección de prensado. Esta latitud permite crear patrones interesantes sobre el objeto final, así como facilitar el prensado reduciendo la presión necesaria para comprimir las dos piezas en bruto, o bien obtener un objeto final particularmente resistente. También es posible combinar especies de madera de diferentes densidades y diferentes resistencias a la compresión.

[0133] El ensamblaje de dos piezas obtenidas mediante el procedimiento de prensado también puede obtenerse después de prensar cada pieza, por ejemplo utilizando espigas y/o mortajas. La pieza que se va a insertar en la otra se puede secar antes de insertarla; absorbiendo la humedad del aire ambiente, tenderá a expandirse para fortalecer la unión espiga-mortaja.

[0134] Alternativa o complementariamente, el procedimiento de prensado de la presente invención también puede aplicarse a una pieza en bruto resultante del encolado de dos o más piezas de madera con el fin de permitir el prensado de piezas en bruto de mayor tamaño. El encolado típicamente se puede llevar a cabo en la dirección de la fibras de la madera de las dos piezas. La resistencia al prensado de un encolado es esencialmente idéntica a la de una pieza en bruto sin encolar. Por otro lado, las líneas de encolado son prácticamente invisibles después del prensado.

[0135] Números de referencia utilizados en las figuras

[0136] 10 Pieza de madera

[0137] 11 Pieza en bruto

[0138] 12 Línea de corte

[0139] 20 Matriz

[0140] 21 Lado de posicionamiento

[0141] 211 Segundo chaflán

[0142] 22 Alojamiento

[0143] 23 Superficie de fondo de la matriz

[0144] 24 Primer lado de guiado

[0145] 30 Prensa de conformación

[0146] 31 Punzón

[0147] 32 Segundo lado de guiado

[0148] 301 Primera superficie plana

[0149] 302 Segunda superficie plana

[0150] 303 Lado de punzonado

[0151] 304 Primer chaflán

[0152] 305 Rebaje

[0153] 40 Varilla móvil

[0154] α Primer ángulo

[0155] γ Segundo ángulo

[0156] β Tercer ángulo

[0157] H Altura máxima antes de prensar

[0158] H’ Altura máxima después de prensar

[0159] H” Altura mínima después de prensar

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para conformar un objeto de madera que comprende las siguientes etapas:

- obtener una pieza en bruto (11) mediante corte de una pieza de madera (10) según una dirección transversal a las fibras de la madera;

- posicionar la pieza en bruto mediante una matriz (20);

- prensar la pieza en bruto mediante una prensa de conformación (30) apoyada contra una cara libre de la pieza en bruto, ejerciendo presión según una dirección paralela a las fibras de la madera caracterizado por que la presión cuando tiene lugar el prensado es mayor que 1,5*10<6>N/m<2>,

por que el prensado se lleva a cabo en frío,

por que el prensado se lleva a cabo en seco,

y por que la prensa de conformación tiene un lado de punzonado (303) apoyado contra la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado, formando el flanco de punzonado un segundo ángulo (γ) que no excede de 5º con las fibras de la madera de la pieza en bruto posicionada en la matriz,

comprendiendo la superficie de contacto entre la prensa de conformación (30) y la pieza en bruto una primera superficie plana (301) perpendicular a las fibras de la madera y una segunda superficie plana (302), uniendo el lado de punzonado (303) de la prensa de conformación la primera superficie plana y la segunda superficie plana, de modo que cuando tiene lugar la etapa de prensado, la primera superficie plana (301) es la primera parte de la prensa de conformación en entrar en contacto con la pieza en bruto y que penetra a continuación en el interior de ésta bajo el efecto de la presión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la matriz (20) comprende un primer lado de guiado (24) esencialmente vertical, y/o en el que la prensa de conformación (30) comprende un segundo lado de guiado (32) esencialmente vertical, siendo capaz el segundo lado de guiado de deslizarse contra el primer lado de guiado cuando tiene lugar el prensado.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se reduce una altura máxima (H) de la pieza en bruto (11) en la dirección de las fibras de la madera cuando tiene lugar el prensado.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, siendo la presión, cuando tiene lugar la etapa de prensado, preferentemente mayor que 2*10<6>N/m<2>, preferentemente mayor que 5*10<6>N/m<2>.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el lado de punzonado (303) comprende un primer chaflán (304).

6. Procedimiento según la reivindicación anterior, en el que el primer chaflán (304) forma un ángulo con una superficie de fondo de la matriz de como máximo 35º.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la matriz (20) comprende un lado de posicionamiento (21) apoyado contra la pieza en bruto cuando tiene lugar el prensado y forma un primer ángulo (α) que no excede de 5º con las fibras de la madera de la pieza en bruto posicionada en la matriz.

8. Procedimiento según la reivindicación anterior, en el que el lado de posicionamiento (21) comprende un segundo chaflán (211).

9. Procedimiento según la reivindicación anterior, en el que el segundo chaflán (211) forma un ángulo con una superficie de fondo de la matriz (23) de como máximo 55º.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la prensa de conformación (30) comprende un perfil escalonado.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la prensa de conformación (30) y/o una superficie de fondo de la matriz (23) están estructuradas de manera que se forme un relieve en la pieza en bruto mediante prensado.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza en bruto (11) tiene una densidad antes del prensado menor que 0,75 kg/dm<3>, preferentemente menor que 0,5 kg/dm<3>.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por una etapa de mecanizado mecánico de la pieza en bruto (11) antes del prensado para aumentar su porosidad y reducir su densidad.

14. Procedimiento según la reivindicación anterior, comprendiendo el mecanizado mecánico varias microperforaciones o estampados de agujas en el sentido de las fibras de la madera.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo un extremo de dicha prensa de conformación (30) en contacto con la pieza en bruto un perfil biselado.