Datant de plusieurs milliers d’années, la gravure sur bois est une technique artistique dont on fait remonter les premières utilisations à l’Antiquité.
Trop souvent associée à d'antiques meubles ou des tableaux en relief, la gravure semble aujourd'hui revenir sur le devant de la scène et permet des créations de plus en plus originales et tendance, notamment grâce à l'utilisation grandissante des fraiseuses numérique.
Dans cet article, nous vous proposons d'en apprendre davantage sur les faclilités qu'une fraiseuse CNC apporte aux différents types de gravure sur bois.
Et pour vous mettre en action, nous vous proposons un tutoriel pas à pas pour créer votre propre matrice d’impression.
Dans cet article
1) Gravure sur bois : des usages variés
2) Quelles sont les différentes techniques de gravure sur bois
La gravure à chaud (pyrographie ou pyrogravure)
La gravure à froid
3) Gravure CNC bois : gagnez en temps et en précision
Les avantages de l'utilisation d'une CNC par rapport à la gravure manuelle
Quels outils employer pour graver du bois avec une machine CNC ?
4) Tutoriel : Comment utiliser une machine CNC pour graver un tampon en bois?
Gravure sur bois : des usages variés
On a tous en tête un vieux meuble de famille orné de motifs gravés. La gravure sur bois fait partie des techniques ornementales les plus anciennes, mais elle ne se limite pas aux boiseries familiales.
A l'époque, la gravure permettait entre autres d’apposer sur les meubles des monogrammes ou le blason d’une famille. Véritable symbole d’héritage, ces meubles, bien plus solides que les meubles actuels, étaient transmis de génération en génération.
En fonction des dessins, la gravure pouvait avoir une signification symbolique. Dans certaines cultures, la gravure sur meuble faisait partie des traditions artisanales locales. Si cette technique semblait passée de mode, elle fait un retour en force grâce, notamment, à une volonté croissante de personnaliser les objets qui nous entourent.
Aujourd’hui dans la décoration, la gravure est utilisée pour créer des œuvres d’art originales ou des panneaux décoratifs pour embellir ses espaces intérieurs. Les objets utilitaires ou du quotidien comme des boites à bijoux, des coffrets ou des cadres photos sont également de plus en plus régulièrement personnalisés grâce à cette technique.
Il en va de même pour la customisation d’ustensiles de cuisine comme les planches à découper, plateaux ou encore cuillères en bois par exemple.
Dans le domaine commercial, la gravure peut permettre de créer des enseignes ou encore des goodies pour promouvoir sa marque.
Enfin, la gravure est toujours utilisée pour la création de meubles, mais sous une forme plus graphique avec des portes de meubles de cuisine texturés ou aux motifs géométriques bien plus tendance que les motifs végétaux que l’on retrouve souvent sur meubles de nos grand-parents.
Quelles sont les différentes techniques de gravure sur bois ?
On distingue deux types de gravure, la pyrogravure qui consiste à graver la matière à l’aide du feu et la gravure « à froid », plus traditionnelle, qui se fait grâce à des couteaux, des gouges ou encore des fraises. .
Les deux techniques sont particulièrement intéressantes et permettent chacune la décoration d’objets variés. La gravure à chaud permet une gravure en finesse et ne marque la matière que sur quelques millimètres, tandis que la gravure à froid permet plus de fantaisie et des reliefs bien plus prononcés.
La gravure sur bois à chaud (pyrographie ou pyrogravure)
La pyrogravure est particulièrement adaptée à la customisation d’objets comme des petits tableaux, des sous-verres ou encore des planches à découper. Cette technique particulière peut également trouver tout son intérêt pour la customisation d’objets en bois en relief comme les cuillères en bois ou encore de tout petits objets comme des bijoux (bracelets, pendentifs ou bagues en bois).
La pyrogravure est la technique de marquage du bois la plus commune. Qui ne l’a pas testé au moins une fois ? Aujourd’hui, les lasers se démocratisent et offrent la possibilité de réaliser des gravures d’une grande précision grâce aux machines CNC.
Les paramètres comme la puissance et la vitesse du laser pouvant être ajustés, il est possible d’obtenir une palette d’effets variés très facilement, beaucoup plus difficile à obtenir au pyrograveur.
La gravure sur bois à froid
La gravure à froid, quant à elle, permet de voir grand avec la création d’enseignes ou la gravure de meubles. L’utilisation d'outils plutôt que de la chaleur permet un relief plus prononcé tout en gardant l’aspect naturel du bois et non brûlé comme au laser, donnant ainsi une tout autre dimension à la réalisation.
Concernant la gravure « à froid », on distingue deux possibilités de rendus différents : la gravure en creux (Intaille) et la gravure en relief (Camée). L’utilisation de termes liée à la bijouterie permet de bien visualiser le rendu.
La gravure en creux, aussi appelée intaille, consiste à enlever de la matière pour créer des incisions ou des creux dans la surface du bois. La gravure en creux est particulièrement adaptée pour les éléments fins qui doivent être protégés contre l’usure, les motifs ou les textes apparaissant sous la surface du matériau.
Ces creux peuvent être accentués à l’aide d’encre, de peinture ou encore, très en vogue en ce moment, de résine colorée soulignant les motifs.
Ce type de gravure est utilisé notamment pour l’impression avec la création de matrices de tampon. Appelé xylographie, la technique consiste à sculpter des images, motifs ou textes sur une planche de bois. Les parties que l’on ne souhaite pas voir à l’impression, « les blancs », sont creusées. Le motif final apparaît alors en relief.
Une fois la gravure terminée, l’encre est appliquée sur la surface de la planche que l’on appelle alors la matrice, celle-ci est ensuite appliquée sur un papier. L’encre est transférée pour créer une estampe. Pour les textes plus particulièrement, les lettrages sont à sculpter en miroir pour qu’ils soient imprimés de manière lisible par la suite.
Une autre technique de gravure intaille très intéressante nous vient de Norvège est de Suède.
Il s'agit du kolrosing qui consiste à créer une légère entaille dans le bois à l’aide d’un couteau puis, de combler celle-ci à l’aide de poudre comme, de la sciure de bois contrasté, du café moulu ou encore de la cannelle. Cette technique étant très longue à mettre en application, elle est plus particulièrement adaptée à la décoration de petits objets comme des cuillères en bois, des dessous de verre, des pics ou encore des brosses à cheveux.
A contrario, la gravure en relief (camée) consiste à retirer la matière autour du motif, laissant celui-ci en relief par rapport à la surface de base. Cette façon de procéder est souvent utilisée pour la création d’enseignes, des panneaux décoratifs, des meubles sculptés. Plus exposés que les motifs en creux, les motifs en relief sont plus fragiles et risquent de s’user au fil du temps.
Gravure CNC bois : gagnez en temps et en précision
Maintenant que les différentes types de gravure n’ont plus de secret, voyons comment tester cette technique dans l’atelier. Depuis l’arrivée de nos modules laser, les fraiseuses CNC Mekanika vous permettent de vous essayer à toutes les possibilités de gravures, aussi bien la gravure « à chaud » que la gravure « à froid ».
Avantages d’une fraiseuse CNC par rapport à la gravure sur bois à la main
L’utilisation d’une machine CNC présente bien des avantages, notamment la précision de coupe et la réplicabilité.
En effet, les fraiseuses/lasers pilotées par ordinateur sont d’une précision redoutable. Il est possible de contrôler à la fois le chemin de l’outil sur les deux axes horizontaux, mais également de contrôler l’axe vertical permettant de régler la profondeur de coupe.
Une fois votre projet modélisé, il est possible de reproduire le motif indéfiniment et de manière rapide, boostant ainsi la productivité.
Pour une production en série, la fraiseuse permet en un minimum de temps de graver un plus grand volume. Une fois l’utilisation de la fraiseuse maîtrisée, il est possible de faire des gravures de manières simples et intuitives, même pour ceux souhaitant débuter dans cette technique.
De plus, pendant que la CNC fonctionne, il est possible de travailler sur d’autres taches comme l’emballage des commandes ou encore la création de nouveaux motifs par exemple.
La polyvalence de la machine permet de créer des motifs simples, mais également de graver des textes ou des images beaucoup plus complexes et tout en détail ce qui prendrait de nombreuses heures aux mains humaines ou qu’il ne serait tout simplement pas possible de réaliser à la main comme le kolrosing sur une grande surface plane par exemple..
Une fois l’utilisation de la fraiseuse maîtrisée, il est possible de faire des gravures de manières simples et intuitives, même pour ceux souhaitant débuter dans cette technique.
Quels outils pour la gravure CNC sur bois ?
Comme nous l’avons vu précédemment, la gravure à l’aide du module laser permet de marquer plus ou moins profondément le bois tout en suivant une forme bombée ou creuse si l’objet est en 3D.
Pour jouer de manière plus contrastée sur les deux rendus que sont l’intaille et le camée, ce sera le module fraisage qui sera votre allié. Dans cet article sur la gravure, nous allons dans un premier temps faire un petit tour d’horizon de la gravure en intaille qui ne nécessite pas de connaissance en modélisation 3D très poussée puisqu’il s’agit de créer le tracé d’un motif sur un objet plane.
Gravure CNC sur bois avec une fraise standard
Concernant la gravure en intaille, il est possible d’utiliser des fraises droites standards (comme celle utilisée pour notre tutoriel). La fraise retirera la matière à l’intérieur du motif ou du lettrage souhaité avec la fonction poche. Le plus gros de la matière est retiré avec une fraise d’un grand diamètre, les finitions pourront être réalisées avec une fraise d’un diamètre plus petit. On obtient ici des reliefs avec des côtés à 90° que l’on peut remplir de résine par exemple.
Le plus gros de la matière est retiré avec une fraise d’un grand diamètre, les finitions pourront être réalisées avec une fraise d’un diamètre plus petit. On obtient ici des reliefs avec des côtés à 90° que l’on peut remplir de résine par exemple.
L’inconvénient avec le fait de n’utiliser qu’une fraise droite est qu’au niveau des détails minutieux et des angles, la forme ronde de la fraise laissera invariablement de la matière dans les angles.
Pour contrer cet inconvénient et retirer le plus de matière possible, des fraises d’un petit diamètre sont utilisées, mais le temps d’usinage est plus long et le rendu reste assez rudimentaire.
Gravure CNC sur bois avec une fraise javelot
Les pointes javelots sont principalement utilisées pour des travaux de gravure fine, des lettrages, des détails précis. Elles sont idéales pour créer des lignes nettes et des motifs fins.
Gravure CNC sur bois avec une fraise en V (V-Carving)
Les fraises en V sont utilisées pour les gravures profondes et les travaux artistiques complexes. Elles sont parfaites pour créer des formes tridimensionnelles et des sculptures détaillées.
Les fraises en V sont utilisées pour les gravures profondes et les travaux artistiques complexes. Elles sont parfaites pour créer des formes tridimensionnelles et des sculptures détaillées.
La particularité de cette fraise est qu’elle a besoin de suivre un parcours différent que celui de la fraise droite. Là où cette dernière suit le contour d’un motif, la fraise en V se positionne au centre du motif et l’évide en jouant sur la profondeur de la coupe..
La fraise est alors amenée à monter et à descendre le long de l’axe Z au cours de la découpe, ce qui n’est pas le cas lors de l’utilisation d’une fraise droite qui garde la même profondeur de coupe tout le long de son parcours sur le tracé.
Prenons l’exemple d’une forme de goutte, au niveau de la pointe de ce motif, la fraise n’entre que de quelques millimètres dans la matière, la pointe est ainsi très détaillée. Pour creuser la forme arrondie du motif, la fraise pénètre beaucoup plus profondément dans le bois. La matière est retirée en totalité à l’intérieur du motif contrairement à une fraise ronde qui laisserait de la matière dans les angles.
Un prochain article sur la réalisation d’enseigne vous en dit plus à ce sujet
Tutoriel : comment utiliser une machine CNC pour graver un tampon en bois
Contribution externe de Nathalie Vogtmann
Générer du G-code dans Autodesk Fusion 360
Il est temps de passer à l’action
Commençons par la création d’une matrice d’impression en bois pour la xylographie.
Pour créer mon motif, j'ai utilisé CorelDRAW mais vous pouvez tout aussi ben employer Inkscape ou tout autre logiciel de dessin.
Je centre mon motif dans ce rectangle. Ce sera la forme définitive de la matrice, mais j’aurais pu choisir de suivre les contours de mon dessin et ainsi avoir une matrice en forme de coquillage. J’enregistre le tout au format DXF.
Pour plus de détails sur la procédure, vous pouvez regarder notre vidéo sur comment transformer un dessin en fichier 3D, qui reprend l'ensemble des manipulations à effectuer.
Je commence par travailler sur mon dessin dans l’onglet esquisse du logiciel Fusion 360. J’importe mon fichier DXF. J’extrude le motif à 18 mm, soit la hauteur totale du bloc de bois dans lequel je souhaite usiner ma matrice. Le rectangle est quant à lui extrudé à 16 mm ce qui laisse au motif 2 mm de débord.
Je passe dans l’onglet fabrication. Le menu configuration me permet de définir l’orientation de mon brut en sélectionnant en premier l’axe Z puis l’axe X ou Y. L’onglet brut me permet dans un second temps de choisir la taille de la planche dans laquelle je vais usiner ma matrice.
Pour finir le travail sur la gestion de mon brut, je configure le point de bloc dans le coin inférieur gauche de mon brut ainsi, dans mon G-code, les valeurs seront toujours positives.
IIl est temps de passer aux choix concernant les données de coupe. Je commence par entrer tous les paramètres de mon outil dans la bibliothèque. J’ai choisi une fraise 2 dents coupe à gauche fishtail de 2 mm de diamètre. Le petit diamètre me permet d’avoir le plus de détails possible sur ma matrice.
Le fait que la fraise doit downcut (coupe à gauche) donnera un meilleur fini de surface. Sa vitesse de coupe est réglée à 880 mm/min, la vitesse de la broche est de 20 000 tours/min à vous de créer vos réglages en fonction de l’outil que vous aurez choisi.
Pour ma découpe, j’ai besoin de créer des poches sur 2 mm de profondeur et de créer une découpe complète. Dans l’onglet fabrication, je choisis l’opération de poche 2D. Je commence par définir l’outil, je choisis celui que je viens de créer dans ma bibliothèque.
Je passe à l’onglet géométrie et je sélectionne les faces que je souhaite usiner.
Dans l’onglet passe je supprime la surépaisseur, j’active l’opération profondeur multiple et j’entre la donnée 1 mm comme profondeur de passe. Je clique également sur l’option bidirectionnelle ce qui permettra à l’outil de couper dans les deux directions et non pas de revenir à chaque fois du même côté pour commencer à couper ce qui permet de gagner du temps.
Enfin dans l’onglet liaison je désélectionne les cases entrée et sortie.
Je procède de la même façon pour créer le parcours d’outil du contour de ma matrice et teste le tout en faisant une simulation. Une fois que tout est en ordre, je crée mon G-code en cliquant sur post-traiter dans l’onglet action.
Si vous le souhaitez, vous pouvez visionner notre autre vidéo sur comment transformer un fichier 3D en G-Code.
Graver avec la machine CNC
Après avoir mis la machine sous tension, j’insère la clé USB et je cherche mon fichier. Je synchronise la position de la machine avec le logiciel en cliquant sur l’icône Home.
Ensuite, il est très important de brider le brut pour éviter toutes vibrations qui pourraient nuire à la qualité de coupe et abîmer prématurément l’outil. Je préfère visser directement mon brut sur mon martyre. J’utilise les inserts et des vis assez longues (épaisseur du brut et de la marge pour qu’elles soient correctement vissées dans les inserts).
J’installe ma fraise dans la broche. Je définis mon Z en plaçant le palpeur d’outils sous la fraise et en cliquant sur l’icône mesure de hauteur. Je place ensuite ma fraise dans le coin supérieur gauche de mon brut et je clique sur l’icône des coordonnées de travail x et y. Je fais le tour de la machine pour être sure que rien ne viendra entraver le parcours d’outil sur ma table de travail et au niveau des courroies de ma machine.
Je vérifie le système d’aspiration, je mets mes epi (équipement de protection indivirel) (le doux bruit d’une fraiseuse est légèrement puissant !) et c’est prêt, je peux lancer mon usinage.
Ici encore, nous avons filmé tout le processus, la "vidéo sur "comment préparer votre machine" est disponible sur la chaîne YouTube de Mekanika..
À la sortie, la matrice est parfaite. La fraise downcut laisse une surface très lisse. Pour le plaisir, j’ai tout de même passé un petit coup d’abrasif.
L’usinage de matrices d’impression est particulièrement agréable à regarder et plutôt intéressant pour débuter. Lors de la découpe des poches sur 1 mm de profondeur, la machine ne force pas.
Idem pour la création du G-code : tout le processus est relativement simple. Une fois la matrice découpée, les possibilités créatives sont multiples. Selon l’encre choisie, il est possible d’imprimer sur papier et carton ou encore du tissu.
Il est possible de réaliser une matrice à l’effigie de votre entreprise et de créer ainsi des packagings personnalisés ou des t-shirts. Ici la forme de coquillage est très simple, mais selon le motif choisi, la matrice peut-être toute en détail et nuance.
J’ai découpé ma matrice en bois de fil (le plus simple à trouver dans ce format), il peut être intéressant, pour ceux d’entre vous qui souhaitent tester cette technique et obtenir de nombreux détails, d’usiner la matrice en bois de bout.