Outil

Outil, un instrument pour effectuer des changements de matériaux sur d'autres objets, par exemple en coupant, cisaillant, frappant, frottant, meulant, pressant, mesurant ou d'autres processus. Un outil à main est un petit instrument manuel traditionnellement actionné par la force musculaire de l'utilisateur, et une machine-outil est un mécanisme motorisé utilisé pour couper, façonner ou former des matériaux tels que le bois et le métal. Les outils sont le principal moyen par lequel les êtres humains contrôlent et manipulent leur environnement physique.

outil à main

ceux-ci peuvent être considérés comme des outils à main.

Un bref traitement des outils suit. Pour un traitement complet, voir outil à main et machine-outil.

Les outils les plus anciens connus - composés de marteaux primitifs, d'enclumes et d'outils de coupe - ont été découverts en 2011 et 2012 sur le site de Lomekwi 3 situé dans un lit de rivière asséché près du lac Turkana au Kenya. Trouvés dans une couche de roche datant d'environ 3,3 millions d'années, au milieu de l'époque du Pliocène (il y a 5,3 millions à 2,6 millions d'années), les outils sont antérieurs à l'émergence des plus anciens spécimens confirmés d'Homo de près d'un million d'années. Les paléontologues spéculent que, à moins que l'on découvre une espèce d'Homo non encore découverte, les outils ont probablement été construits par des membres d'Australopithecus ou de Kenyanthropus, qui habitaient la région à cette époque.

Les outils les plus anciens, trouvés dans des roches éthiopiennes datant d'environ 2,6 millions d'années - le début traditionnel de la période paléolithique ou de l'âge de pierre - auraient été fabriqués par H. habilis. Cette collection était constituée d'exemples de différentes tailles de l'outil de galets, ou hachoir. Le hachoir se composait généralement d'une roche de la taille d'un poing usée par l'eau, qui avait été ébréchée à une extrémité pour créer un bord grossièrement dentelé. Il était utilisé pour couper la peau et les tendons des animaux capturés lors de la chasse. Le hachoir a été utilisé par l'humanité pendant près de deux millions d'années, jusqu'à l'apparition de la hache à main, une version supérieure du hachoir. Dans cet outil, toute la surface de la roche a été travaillée. Parce que les deux faces étaient ébréchées, le bord de la hache à main était considérablement plus net que celui du hachoir précédent.

Il y a entre 300 000 et 200 000 ans, les Néandertaliens ont évolué. Excellents outilleurs, les Néandertaliens utilisaient de nombreux types de haches à main, ainsi que les premiers foreurs, couteaux et lances. Les lames fortement dentelées étaient en forme de scie, ce qui leur permet d'être utilisées pour sculpter et couper la corne, l'os et le bois.

Les Cro-Magnons, les premiers humains modernes, sont apparus il y a entre 45 000 et 30 000 ans et ont fait naître de nouveaux types d'outils. Le plus important d'entre eux était le burin, ou graver, qui était un silex à lame étroite et solide capable de gratter des incisions étroites dans l'os, ce qui a permis la fabrication d'aiguilles, de crochets et de projectiles. L'innovation ultérieure la plus importante de la période a été le hafting, ou l'adaptation d'une poignée à un outil. Les couteaux sans poignées sont simplement maladroits, mais les haches ou les marteaux sans eux sont presque impossibles à utiliser efficacement.

La période néolithique (nouvel âge de pierre) s'est produite à différentes périodes du monde, mais on pense généralement qu'elle a commencé entre 10 000 et 8 000 avant notre ère, lorsque les premiers outils broyés et polis ont été fabriqués et que la domestication des plantes et des animaux a commencé. Les outils de meulage les rendent plus solides et leur donnent un tranchant uniforme; la croissance des outils au sol a permis aux porteurs de haches néolithiques de défricher les forêts pour l'agriculture, le carburant et les abris. Trois mille ans plus tard, cependant, les haches en pierre de la période néolithique ont commencé à céder la place aux premiers outils en métal, généralement en cuivre battu. Des siècles plus tard, les gens ont appris à fondre le cuivre et, plus tard, le fer, et à utiliser des outils métalliques répandus dans le monde entier. Pour la première fois, des outils avec des conceptions se rapprochant de l'utilisation actuelle ont été fabriqués, en grande partie parce que la facilité relative de la ferronnerie a permis aux individus d'avoir des outils spécialisés pour des tâches particulières.

Les outils à main modernes ont été développés dans la période après 1500 avant JC. Ils sont maintenant généralement considérés dans les classes suivantes: les outils de percussion, qui délivrent des coups (hache, adz et marteau); outils de coupe, de perçage et d'abrasion (couteau, poinçon, perceuse, scie, lime, burin et rabot); les outils à vis (tournevis et clés); outils de mesure (règle, fil à plomb, niveau, carré, boussole et ligne de craie); et accessoires (établi, étau, pinces et pinces).

Avec l'invention de la machine à vapeur au 18ème siècle, l'humanité a découvert comment conduire mécaniquement des outils. En particulier, des outils entraînés par des machines sont devenus nécessaires pour fabriquer les pièces des machines qui fabriquaient désormais des produits anciennement fabriqués à la main. Les machines-outils les plus courantes ont été conçues au milieu du 19e siècle. Aujourd'hui, des dizaines de machines-outils différentes sont utilisées dans les ateliers de la maison et de l'industrie. Celles-ci sont fréquemment classées en sept types: machines à tourner; façonneuses et raboteuses; perceuses électriques; fraiseuses; Rectifieuses; scies électriques; et presses.

La plus fondamentale des sept est la machine de tournage de métaux horizontale appelée tour, qui est utilisée dans un grand nombre d'opérations de tournage, de dressage et de perçage.

Les façonneuses et les raboteuses utilisent des outils à point unique pour usiner des surfaces planes. Les façonneuses déplacent l'outil de coupe d'avant en arrière sur le matériau, décollant la surface, tandis que les raboteuses ont des outils fixes et que la surface est déplacée pour les rencontrer. Les perceuses électriques sont généralement connues sous le nom de perceuses à colonne et ont un foret hélicoïdal qui coupe les trous dans le métal et d'autres substances. Ils peuvent également être utilisés pour de nombreuses opérations de fraisage, d'alésage, de taraudage et à d'autres fins pour lesquelles des tours sont fréquemment utilisés.

Les fraiseuses ont des surfaces de coupe rotatives qui abrasent les substances avec lesquelles elles entrent en contact. Dans les fraiseuses standard, une table coulissante avec une pièce sur le dessus est poussée contre la fraise tourbillonnante. Les rectifieuses fonctionnent de manière similaire, sauf que la fraise est remplacée par un disque abrasif en rotation appelé meule ou par une courroie. Le plus précis de tous les processus d'usinage, le meulage peut créer des surfaces métalliques à moins de 0,0001 pouce (0,0025 cm) de la dimension souhaitée.

Les scies électriques sont souvent constituées de longues courroies ou chaînes mobiles minces, doublées de dents, comme dans les scies à ruban ou les scies à chaîne. Les presses sont utilisées pour enfoncer le matériau contre une surface dure; la surface est souvent constituée d'une matrice et l'action de la presse consiste à découper le métal ou le plastique battu en forme de matrice.

Certains matériaux et alliages métalliques sont trop durs ou trop cassants pour être usinés par des outils conventionnels; pour ces matériaux, plusieurs méthodes non conventionnelles ont été conçues. Dans l'usinage par faisceau d'électrons ou d'ions, un flux d'électrons ou d'ions hautement excités est dirigé contre la pièce. Dans l'usinage par décharge électrique et électrochimique, une charge électrique passant à travers un milieu liquide à travers un petit espace dissout le matériau de la pièce. Lors de l'usinage par ultrasons, un outil vibrant provoque l'élimination d'un matériau par un milieu abrasif liquide. D'autres méthodes non conventionnelles sont l'usinage au laser, à l'arc plasma, chimique, photochimique et au jet d'eau.

Les machines-outils automatiques peuvent produire des pièces de façon répétitive sans l'assistance de l'opérateur. La commande numérique par ordinateur crée des systèmes de machines-outils entièrement automatiques en alimentant les instructions des machines qui ont été réduites à des valeurs numériques ou numériques.