Détermination angle d'aiguisage d'un couteau de microtome

[JeanMarie]

J’ai acquis sur eBay deux « vrais » couteaux de microtome de la marque Aesculap. Il s’agit de couteaux de profil C (les deux faces sont plates). Le dos mesure 13,25mm d’épaisseur. La largeur du couteau fait 36,75mm. La longueur vaut 170mm. L’angle du couteau a une valeur calculée de 20,44°.

Le couteau est affûté sur ses deux faces, selon un angle inconnu qu’il est très difficile de déterminer avec rapporteur puisque le biseau mesure tout au plus 1 à 2 mm de large.

Pour retailler un seul biseau à un nouvel angle, j’estime qu’il y aurait beaucoup de matière à enlever, de sorte que j’ai décidé de conserver le double biseau et d’affûter les couteaux selon l’angle existant.

Le premier problème à surmonter est donc de construire un support d’aiguisage qui peut être retourné afin d’aiguiser facilement les deux faces.

Je me suis inspiré des précédents essais ici en pinçant les faces du couteau entre deux plaques en T. J’ai veillé à reculer au maximum les T et à éviter les têtes de vis ou écrous qui pourraient empêcher la faible inclinaison des biseaux par rapport aux faces. Voici à quoi ressemble la bête.

Support pour Aesculap 01.JPG (62.5 Kio) Vu 8348 fois

Support pour Aesculap 02.JPG (63.03 Kio) Vu 8333 fois

Le deuxième problème est le suivant : comment donner la bonne inclinaison au support pour que la lame repose effectivement sur le biseau existant. J’étais persuadé que je devais me servir de la réflexion de la lumière sur le biseau pour déterminer son inclinaison. Pendant une semaine j’ai retourné le problème dans tous les sens et tenté de multiples essais. Je crois que j’ai fini par trouver une solution toute simple, efficace et très bon marché.

Pour la mettre en œuvre, il faut se procurer une plaque de verre (par exemple un verre pour recouvrir une photo) et un pointeur à diode vendu comme gadget un peu partout (j’en ai acheté un à 1 Euro sur eBay).

Pointeur diode.JPG (44.99 Kio) Vu 8337 fois

La suite dans le message suivant.

[JeanMarie]

Le principe est simple. Eclairer le verre par en-dessous avec le pointeur et observer sur la table la réflexion sur le verre. Cette réflexion est double car chaque face du verre réfléchit la lumière.

Réflexion du verre.JPG (94.46 Kio) Vu 8735 fois

On positionne alors le couteau fixé dans son support de manière à amener le biseau inférieur sur le point d’impact de la lumière sur le verre. Le biseau réfléchit à son tour la lumière sous forme d’une raie lumineuse.

Réflexion biseau.JPG (87.3 Kio) Vu 8730 fois

Il ne reste plus qu’à régler la vis du support pour faire coïncider la raie lumineuse avec les deux points de réflexion sur le verre.

Coïncidence des réflexions.JPG (90.32 Kio) Vu 8726 fois

Lorsqu’il y a coïncidence, la face du biseau est très précisément parallèle à la plaque de verre. Il reste à serrer l’écrou de la vis de réglage pour que plus rien ne bouge et on est prêt à passer à l’aiguisage sur papier au carborundum.

[edit] J'apporte des précisions dans le message du 13 Juil 2008 17:05 ci-dessous.

Passez de bonnes vacances grâce à biseau futé

[JeanMarie]

J’ouvre ici une petite réflexion sur le profil d’aiguisage à donner aux couteaux Aesculap.

Actuellement, les couteaux se présentent plus ou moins comme ceci :

Couteau 02.jpg (19.13 Kio) Vu 9027 fois

Les faces du couteau forment un angle d’une vingtaine de degrés. Cet angle est tronqué par un biseau sur chaque face, faisant avec ces faces un angle d’environ 7°. L’angle de coupe est donc actuellement de + ou - 34°.

Pour transformer ce double biseau en simple biseau en conservant le même angle, il faudrait enlever beaucoup de matière, comme le montre le dessin ci-après :

Couteau 02a.jpg (19.04 Kio) Vu 9015 fois

C’est l’une des raisons pour lesquelles il me semble préférable de conserver un aiguisage sur les deux faces. (Une autre raison est que le porte-couteau du microtome est prévu pour incliner assez largement le couteau, ce qui est adapté à un couteau biseauté à l’arrière).

Si j’affûte le couteau selon les biseaux existants, voici une représentation de la matière à enlever à chaque affûtage :

Couteau 03.jpg (19.48 Kio) Vu 9012 fois

Il me semble intéressant de créer un deuxième micro-biseau au niveau du tranchant. Afin de conserver l’angle de coupe à 34°, il y a d’abord lieu de redresser le premier biseau à 5°, avant de créer un micro-biseau incliné de 2° sur le premier :

Couteau 04.jpg (16.12 Kio) Vu 9017 fois

Pourquoi est-ce intéressant ? En créant un deuxième micro-biseau au niveau du tranchant, la matière à enlever à chaque affûtage se réduit. C’est tout bénéfice car ce micro-biseau ne s’entretient qu’avec les abrasifs les plus fins :

Couteau 05.jpg (15.91 Kio) Vu 9004 fois

Bien sûr, au fur et à mesure des affûtages, le micro-biseau bleu s’élargit, le temps d’aiguisage s’allonge et le biseau rouge rétrécit. Il vient alors un temps où il faut reconstituer le biseau rouge, mais cela se fait avec les abrasifs grossiers, capables d’enlever beaucoup de matière en peu de temps.

Qu'en penses-tu, Christian ?

[Maraussan]

Bonsoir,
Gros avantage du choix que tu te proposes de faire : une résistance supérieure de ta lame lors de sollicitations hors normes. Sectionner des feuilles de plantes méditerranéennes comportant, par exemple, certaines GALLES, n'est pas une mince affaire.

[JeanMarie]

Hello Alain,

Si tu compares le dessin N°1 montrant le seul biseau rouge à 34° avec le dessin N°4 et ses biseaux rouge et bleu aussi à 34°, je ne pense pas que la résistance de la lame soit accrue.

A mon avis, l'aptitude d'une lame à couper un objet dur dépend:

• 1- de la qualité de l'acier

• 2- de l'angle du biseau final (ici: 34° dans les 2 cas) et de l'angle d'attaque

• 3- de la finesse de réalisation du tranchant

• 4- de la masse et de la rigidité du métal qui soutient le tranchant

Pour les 3 premiers points, il n'y a pas de différence entre la configuration actuelle et celle que j'envisage de donner.

Par contre, pour le point 4 il y a une différence. Les dessins que j'ai montré dans mon message précédent semblent clairs, et poutant ils sont trompeurs. Le biseau bleu n'est pas en réalité un nouveau biseau avec un angle plus large. C'est ce qu'il reste du biseau rouge d'origine puisque l'angle est toujours de 34°. Le dessin suivant fera mieux comprendre la transformation à faire. Ce qui est en gris est la matière à enlever.

Couteau 08.jpg (28.17 Kio) Vu 8957 fois

On voit donc que le couteau transformé perd un peu de matière de soutien au biseau final. Il se pourrait donc qu'il soit un peu moins rigide. Par contre, à chaque aiguisage fin, la surface à polir est beaucoup plus réduite dans la nouvelle version car elle se limite à la petite pointe rouge persistante.

[Maraussan]

Bonjour,
je me suis mal exprimé, une lame munie d'un tranchant 34° est donc épaisse, lourde, rigide et ne vibre pas, si l'on compare aux petits rasoirs classiques des microtomes à main.
Je suis (du verbe suivre, et non être) avec attention le développement de ton projet.

[JeanMarie]

Hello Alain,

Je n'avais pas compris que tu parlais tu couteau de microtome par rapport au rasoir à main.
Maintenant, ton intervention est effectivement plus claire.

[JeanMarie]

Je voudrais apporter une précision au deuxième message de ce topic.

J'avais montré sur photo que le biseau du couteau formait une raie qui devait coïncider avec le double trait de réflexion des faces du verre pour que la face du biseau soit posée à plat sur le verre.

En réalité, le biseau formait une raie car sa surface était meulée assez grossièrement, formant des stries qui diffusaient la lumière réfléchie sous forme d'une raie. Après aiguisage, le biseau ne comporte plus de stries mais présente l'aspect d'un miroir. Du coup, le biseau reflète la lumière sous forme d'un point allongé comparable aux deux reflets du verre. Sur la photo suivante, j'ai volontairement soulevé le support d'aiguisage pour que le reflet du biseau soit distinct du deuxième point de réflexion du verre.

P1010264.JPG (136.11 Kio) Vu 8833 fois

Par ailleurs, lors des essais et manipulations du couteau pour la mise au point du support d'aiguisage, le couteau m'a échappé des doigts et a cogné une piece métallique. Résultat: une belle brêche au milieu du couteau. Finalement, lorsque je suis passé à l'aiguisage, j'ai abandonné mes belles théories du double biseau et je me suis contenté d'aiguiser selon le même biseau qu'à l'origine. J'y ai passé toute une après-midi sur le grain 400 pour essayer de faire disparaître la brêche. Le lendemain matin, il restait encore une micro-trace de la brêche. J'ai décidé qu'elle finirait bien par disparaître dans les aiguisages futurs et je suis passé aux grains plus fins jusqu'au grain 2000.

Ceci dit, j'ai fait mon tout premier essai de coupe au microtome sur une tige de Frêne. J'obtiens un beau ruban de paraffine mais impossible de couper la tige, comme si la matière était friable, même à 20 µ.

Mais ce n'est pas le bon topic pour en parler.