Основні напрями досліджень у виробництві клеєних щитових конструкцій з деревини із дотриманням текстурних особливостей

Основні напрями досліджень у виробництві клеєних щитових конструкцій з деревини із дотриманням текстурних особливостей

М.В. Удовицька, викладач

Актуальність досліджень

Одними з найпоширеніших формоутворюючих конструкційних та фасадних елементів виробів з деревини є клеєні щитові конструкції (КЩК). Номенклатура виробів, що містять їх у своєму складі, надзвичайно різноманітна. Насамперед це меблеві і паркетні вироби, двері, стінові панелі тощо. Якість цих виробів здебільшого визначається якістю виготовлення КЩК, тому до них висувають високі вимоги щодо міцності, формостійкості та естетичності.

Можливості сучасних технологій дають змогу виготовляти матеріали, що дуже близько імітують текстуру деревини. Однак штучно відтворити природний малюнок (текстуру) деревини залишається практично неможливим, зокрема на цей час відсутні технологічні рішення щодо відтворення об'ємності текстури деревини. Окрім цього, у натуральної деревини є й інші характерні особливості, які практично неможливо відтворити в інших матеріалах, зокрема композиційних, що найчастіше використовують як замінники деревини. До таких особливостей натуральної деревини варто віднести: практично відсутній вміст токсичних речовин, можливість оновлення її поверхні, здатність до відтворювання попередньої форми за зміни вологи, стабільність механічних показників за перепаду температури, відсутність розшарування за товщиною та відклеювання крайки.

Забезпечення якості КЩК, обумовленої властивостями її окремих ділянок (заготовок, ламелей), потребує диференційованого підходу з урахуванням вимог міцності, формостійкості та естетичності КЩК. Тому пошук ефективних рішень щодо виробництва КЩК із дотриманням текстурних особливостей, міцності та формостійкості є актуальним завданням.

Огляд стану питання

КЩК з масивної деревини отримують склеюванням пилопродукції різного виду розпилювання за шириною або товщиною. Можливий також варіант склеювання за довжиною (зрощування, здебільшого на зубчастий шип) перед склеюванням за шириною або товщиною. На цей час відомі два способи виготовлення КЩК: традиційний - склеювання пилопродукції за шириною в КЩК - та альтернативний - склеювання пилопродукції за шириною і товщиною у блок (пакет), який розпилюють на КЩК. Альтернативний спосіб у зв'язку з підвищеними трудовитратами та неможливістю використання отриманих КЩК у виготовленні фрезерованих фасадних поверхонь складного профілю (площинного або об'ємного) набув меншого розповсюдження. Традиційний спосіб виготовлення клеєних щитів є придатнішим для їх подальшого використання та реалізується за однією з чотирьох визначених технологічних схем [1].

Відомо, що текстура пилопродукції, отриманої після розпилювання колоди, є дуже різноманітною. Макроскопічні анатомічні елементи формують текстуру деревини, оригінальність і неповторність якої визначається складністю будови і сукупністю окремих її елементів. Зі всіх макроскопічних елементів, що характеризують текстуру деревини, можна виокремити річні кільця. Особливість текстури деревини залежить від таких основних характеристик річних кілець: форми на поперечному перетині, ширини, кількості на 1 см, відмінності ранньої і пізньої зони та рівношаровості.

Річні кільця добре виражені у хвойних і листяних кільцесудинних породах помірного кліматичного поясу, завдяки чому текстура деревини у таких породах різноманітна і добре помітна на перетинах колоди [2, 3]. Пилопродукція, випиляна різними способами традиційними напрямами (паралельно до осі або твірної колоди), є загальновживаною. Тому використання такої пилопродукції у виготовленні виробів із деревини певною мірою обмежує потенційні дизайнерські рішення через узвичаєність текстурних особливостей деревини. Отримати пилопродукцію з оригінальною текстурою можна, змінивши кут розпилювання колоди відносно її осі на декілька градусів [6-8], а вироби, виготовлені з такої пилопродукції, характеризуватимуться високими художньо-естетичними властивостями. технологічний текстурний клеєний щитовий конструкція

Для забезпечення міцності та формостійкості КЩК зазвичай використовують традиційні технологічні підходи. КЩК, які мають велику ширину, необхідно склеювати з вузьких ділянок пилопродукції. Це зумовлено тим, що широкі КЩК під час експлуатації, внаслідок капілярно-пористої будови деревини та анізотропності її властивостей, які характеризуються розміщенням волокон, напрямком річних шарів у ділянках і наявністю різних зон деревини в ділянці, піддаються деформуванню (коробляться). Короблення (відхилення форми від заданої) здебільшого виявляється на поперечному перетині пилопродукції або її ділянки. Так, для випадку, коли КЩК склеювати з широких ділянок тангенціального випилювання із розміщенням річних шарів в одному напрямку, короблення такої КЩК одностороннє і має гладку поверхню. Якщо ж ділянки у КЩК розмістити почергово з річними шарами у двох напрямках, то короблення такої КЩК буде складним, з хвилястою поверхнею.

Викривлення пилопродукції тангенціального та змішаного випилювання зумовлене різною величиною всихання ранньої і пізньої зон річних кілець. З огляду на те, що пізня зона всихається більше ніж рання, річне кільце прагне до вирівнювання, а сама пилопродукція коробиться. У випадку використання пилопродукції змішаного розпилювання для склеювання КЩК її короблення буде мати випадковий характер і залежатиме від розміщення ділянок у КЩК. КЩК з широких ділянок радіального випилювання, річні шари яких розміщені відносно площини близько до перпендикуляра, короблення не зазнає, але її поверхня може бути нерівною через нерівномірне всихання заболонної і ядрової частини ділянки.

З метою врахування текстурних особливостей у процесі виготовлення КЩК із забезпеченням вимог їх міцності та формостійкості доцільно реалізувати такі проектно-технологічні рішення: запропонувати схеми набору КЩК, здійснити попереднє моделювання формостійкості запропонованої КЩК, а у випадку підтвердження регламентованих нормативними документами показників КЩК, реалізувати запропоновані схеми набору у виробничих умовах.

Цікавим підходом у виробництві КЩК з урахуванням текстурних особливостей є використання пилопродукції з оригінальною U- та О-подібною текстурою деревини [6-8]. Як свідчать результати попередніх досліджень, використання такої пилопродукції у виробництві КЩК забезпечить їх належну формостійкість, але позаяк зменшаться їх міцнісні показники, то такі КЩК можна буде використовувати лише в конструкціях, що не несуть значних навантажень, зокрема таких, як фасадні поверхні.

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Рис. Варіанти схем набору КЩК з урахуванням текстурних особливостей: (а-з) комбіновані з ділянок радіального, тангенціального та змішаного розпилювання; (і-л) із пилопродукції, випиляної під кутом до осі колоди 5°, 10°, 15° відповідно

Висновки

1. З метою урахування текстурних особливостей у процесі виготовлення КЩК із дотриманням вимог їх міцності та формостійкості запропоновано проектно-технологічні рішення, реалізація яких у виробничих умовах сприятиме як вирішенню поставлених завдань, так і раціональному використанню деревини.

2. Запропоновані варіанти схем набору КЩК з урахуванням текстурних особливостей дадуть змогу урізноманітнити дизайнерські рішення у виробництві виробів із деревини.

Література

1. Рыбицкий П.Н. Технологические варианты производства мебельных щитов / П.Н. Рыбицкий, Н.В. Лебединская // Современные проблемы конструирования и производства художественных изделий из древесины. - Архангельск: Изд-во АГТУ. - 2006. - С. 161-167.

2. Боровиков А.М. Справочник по древесине / А.М. Боровиков, Б.Н. Уголев / под ред. Б.Н. Уголева. - М.: Изд-во "Лесн. пром-сть", 1989. - 294 с.

3. Wood Handbook, Wood as on Engineering Material. Gen. Tech. Rep. / FPL-GTR-190. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. - 2010. - 508 p.

4. Войтович І.Г. Основи технології виробів з деревини: навч. посібн. / І.Г. Войтович. - Львів: Вид-во УкрДЛТУ, "Інтелект-Захід". - 2004. - 143 с.

5. Маєвський В.О. Дослідження формостійкості клеєних щитів з масивної деревини дуба / В.О. Маєвський, Ю.В. Бенях // Науковий вісник НЛТУ України: зб. наук.-техн. праць. - Львів: РВВ НЛТУ України. - 2005. - Вип. 15.5. - С. 199-208.

6. Пат. 91374 Україна, МПК (2009) В27 М 3/00. Спосіб виготовлення клеєного щита зі збереженням текстури деревини / В.О. Маєвський, В.М. Максимів, В.С. Каленський; заявник і патен- товласник ДВНЗ Націон. лісот. ун-т України. - заявл. 25.02.2008; опубл. 26.07.2010, Бюл. №14.

7. Mayevskyy V. The effect of a sawing angle on wood texture / V. Mayevskyy, V. Maksymiv, I. Sopushynskyy, A. Teischinger // Folia Forestalia Polonica, Series B. - Poznan: Wyd-wo "Drzew- nictwo". - 2008. - Issue 39. - Pp. 45-54.

8. Пат. 31116 Україна, МПК (2006.01) В27В 1/00. Спосіб отримання пилопродукції з U- та O- подібною текстурою деревини / В.О. Маєвський; заявник і патентовласник ДВНЗ Націон. лісот. ун-т України. - заявл. 03.12.2007; опубл. 25.03.2008, Бюл. №6.

Размещено на allbest.ru