Tour à métaux (Metal Lathe)

Le tour à métaux (metal lathe) est un tour dont l'outil de coupe n'est pas tenu à la main, mais guidé par un chariot à glissières. Le mot « métal » dans son nom ne désigne pas une limite d'usage mais un emploi habituel : l'ébonite, l'acrylique et la bruyère s'y travaillent tout aussi bien. Dans la fabrication de pipes, l'intérêt du tour se révèle surtout dans les tâches exigeant le plus de précision dimensionnelle : le diamètre du tenon, l'axe du fourneau, la face avant du tuyau. Les habitudes varient d'un atelier à l'autre ; certains artisans se contentent d'un seul tour, d'autres possèdent plusieurs machines réglées chacune pour un usage distinct.

Différence avec le tour à bois

Sur un tour à bois, c'est la main de l'artisan qui tient l'outil ; la machine ne fournit qu'un appui-outil horizontal (tool rest), et la forme dépend entièrement du geste. Sur le tour à métaux, l'outil est fixé sur le chariot (carriage) et le chariot transversal (cross slide). Ce dispositif, en contraignant le déplacement de l'outil, permet de produire des surfaces cylindriques et coniques avec une répétabilité inaccessible à la main ; le chariot supérieur oriente en outre l'outil selon l'angle voulu par rapport à la pièce. Le bâti plus lourd et les tolérances plus serrées de la machine complètent cette précision. Quand le tenon de l'embout doit s'ajuster sans jeu dans le logement du tuyau, cette différence se fait immédiatement sentir.

Dimensions et choix de la machine

La taille d'un tour s'exprime par deux chiffres : le premier est le diamètre maximal de la pièce pouvant passer au-dessus du banc, le second la distance entre la broche et la contre-pointe mobile. Les machines de neuf pouces de diamètre et vingt pouces d'entrepointes sont considérées comme de format complet pour le travail de la pipe ; à cette taille, on usine aussi bien le corps que le tuyau. Les tours d'établi de sept pouces suffisent pour le travail de l'embout, mais sur les modèles à banc court, une longue tige d'embout peut se retrouver coincée. Taig, une gamme de micro-tours fabriquée en Arizona, est l'exemple connu de cette catégorie ; elle sert surtout, dans les ateliers, au tournage des tenons et à l'incrustation des embouts.

Les artisans qui se tournent vers les vieilles machines ne sont pas rares. Le modèle de neuf pouces de South Bend Lathe Works, fondée en 1906 à South Bend, dans l'Indiana, connut un tel succès que d'autres fabricants, de l'Angleterre au Brésil, en produisirent des copies quasi conformes ; selon les registres, l'entreprise fabriquait en 1930 quarante-sept pour cent des tours universels vendus dans l'année aux États-Unis. Dans les échanges entre artisans, les noms américains anciens Atlas et Logan reviennent aussi fréquemment. En Angleterre, le modèle ML7 de Myford, fondée à Beeston en 1934, et sa version améliorée, le Super 7 sorti en 1953, sont devenus une référence dans la fabrication de machines à petite échelle ; pour les travaux plus lourds, ce sont les tours Colchester, intégrés au groupe 600 Group en 1954, qui dominent. On rapporte que la plupart des tours neufs fabriqués en Chine et vendus sous la marque d'un importateur sortent de la même usine, la différence tenant le plus souvent à la plaque signalétique et aux accessoires fournis ; démonter, nettoyer et remonter ces machines avec une bonne lubrification est une opération de mise en route habituelle.

Les tâches accomplies en atelier

Le mandrin (mandrin Jacobs) fixé sur la contre-pointe mobile perce dans l'axe de rotation le fourneau, le logement de l'embout et le canal de fumée ; le même montage permet aussi de dresser la face avant du tuyau. L'ordre et les dimensions des perçages sont détaillés dans l'article perçage au tour. Sur la plupart des machines, les logements de la contre-pointe et de la broche sont usinés selon le cône Morse. Ce cône, mis au point par Stephen A. Morse au milieu des années 1860, se serre par adhérence et se maintient seul en place ; normalisé en huit tailles allant de MT0 à MT7, il permet de monter et démonter mandrins et pointes en un seul geste.

Le choix du mandrin dépend du travail à effectuer. Les mandrins autocentreurs à trois mors, dont les mors sont reliés par une spirale commune, centrent rapidement une tige d'embout cylindrique. Sur les mandrins indépendants à quatre mors, chaque mors se déplace séparément ; on peut ainsi saisir un bloc de bruyère équarri, ou décaler le bloc par rapport à l'axe pour établir l'angle des pipes courbes. Une partie des mandrins conçus spécialement pour le bloc de bruyère est connue sous le nom de style J. T. Cooke ; ils permettent de tourner le bloc sur des broches de positionnement pour aligner l'axe du fourneau avec le canal de fumée.

Le travail de la machine ne s'arrête pas au perçage. Le chariot et le chariot transversal peuvent servir à dégrossir la forme du corps. Dans la méthode dite forme d'abord, perçage ensuite, où le corps est mis en forme avant d'être percé, le foret est fixé sur la broche et le corps est approché manuellement de la pointe en rotation. Lorsqu'un appui-outil semblable à celui du tour à bois est monté sur les chariots, les gouges de tournage à bois tenues à la main peuvent aussi être utilisées. Le disque abrasif et la meule de feutre fixés sur la broche par un mandrin transposent également sur la même machine les étapes de mise en forme et de polissage. Le comportement du matériau d'embout au tour est traité dans l'article matériaux d'embout, et le nom des pièces dans l'article anatomie de la pipe.