UA136441U - Спосіб отримання клеєних щитових конструкцій з деревини із дотриманням текстурних особливостей - Google Patents

Abstract

Спосіб отримання клеєних щитових конструкцій з деревини включає розпилення колоди на пиломатеріали, сушіння пиломатеріалів та розкроювання їх на рейки, стругання (фрезерування) рейок. Потім сортують рейки, розробляють варіанти схем набору клеєних щитових конструкцій, виконують попереднє моделювання формостійкості та міцності клеєних щитових конструкцій, формують клеєні щитові конструкції відповідно до запропонованих схем набору, склеюють клеєні щитові конструкції з наступним обробленням їхніх поверхонь з дотриманням необхідних режимних параметрів. Рейки сортують за показниками текстури та фізико-механічних властивостей, для чого застосовують відповідне спеціалізоване обладнання, розробляють варіанти поєднання рейок для одержання клеєних щитових конструкцій з оригінальними текстурними характеристиками, виконують моделювання формостійкості та міцності клеєних щитових конструкцій із урахуванням текстурних особливостей.

Description

Корисна модель належить до техніки та технології деревообробної та меблевої промисловості і може бути використаною у виробництві виробів з деревини.

Відомо, що клеєні щитові конструкції (КЩК) є одними з найбільш поширених формоутворюючих конструкційних та фасадних елементів виробів з деревини. Номенклатура виробів, що містять їх в 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 дозволяють 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 натуральній деревині 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.

КЩК з цільної 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 трудозатратами та неможливістю використання отриманих КЩК у виготовленні фрезерованих фасадних поверхонь

Зо складного профілю (площинного або об'ємного) отримав менше розповсюдження. Традиційний спосіб виготовлення клеєних щитів є придатнішим для їх подальшого використання та реалізується за однією з чотирьох визначених технологічних схем.

Відомо, що текстура деревини пилопродукції, отриманої після розпилювання колоди, є дуже різноманітною. Текстуру деревини формують макроскопічні анатомічні елементи, 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 перерізі, 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 |Рьїбицкий П.Н. Технологические варианть! производства мебельньїх щитов /Рьібицкий П.Н., Лебединская Н.В. //Современнье проблемь! конструирования и производства художественньїх изделий из древесиньі. Архангельск, АГТУ - 2006. - Сб. 161-167; Справочник по древесине /А.М. Боровиков, Б.Н. Уголев /Под. ред. Б.Н.

Уголева. - М.: Лесная промьішленность, 1989. - 294 с.; М/оса Напароок, УУоса аз оп Епдіпеетіпд

МаїегіаІ. Сеп. Теси. Вер. /ЕРІ-24ТА8-190. Мадізоп, МУ: 0.5. ЮОерапйтепі ої Адпісийиге, Еогеві

Зегмісе, Еогеві Ргодисів І арогайогу. - 2010. -508 с). 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.

Цікавим підходом у виробництві КЩК з урахування текстурних особливостей є використання пилопродукції з оригінальною О- та О-подібною текстурою деревини. 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 у конструкціях, що не несуть значних навантажень, зокрема таких, як фасадні поверхні. Прогнозована належна формостійкість КЩК з пилопродукції, випиляної під кутом до осі колоди, буде забезпечена за рахунок зменшення внутрішніх напружень в ділянках цих КЩК порівняно з КЩК, для яких використано пилопродукцію, випиляну паралельно до осі колоди. Зменшення внутрішніх напружень зумовлено тим, що під час розпилювання колоди під бо кутом до її осі відбувається перерізання річних кілець і деревних волокон, тому випиляна під кутом пилопродукція не містить довгих ділянок річних приростів з неперерізаними волокнами.

Це призводить до зменшення внутрішніх напружень в пилопродукції під час її експлуатації.

Зменшення напружень сприяє зменшенню величини внутрішньої (результуючої) сили в ділянках річних приростів (Пат. 91374 Україна, МПК (2009) В27 М 3/00. Спосіб виготовлення клеєного щита зі збереженням текстури деревини /Маєвський В.О., Максимів В.М., Каленський В.С; заявник і патентовласник ДВНЗ Націон. лісот. ун-т України. - заявл. 25.02.2008; опубл. 26.07.2010, Бюл. Мо 14.; Мауєу5Куу У. Те еїПесі ої а заміпу апдіє оп жоосай їехіиге /У. МауєузкКуу,

М. МакКзутім, І. оризНуп5Куу, А. Теізспіпдег //Роїїа Еогезіаійа Роіопіса, Зегієз В "Оглемлпістмо".

Рогпап. - 2008. -Ієвие 39. -Р. 45-54; Пат. 31116 Україна, МПК (2006.01) В27В 1/00. Спосіб отримання пилопродукції з О- та О-подібною текстурою деревини /Маєвський В.О.; заявник і патентовласник ДВНЗ Націон. лісот. ун-т України. - заявл. 03.12.2007; опубл. 25.03.2008, Бюл.

Мо 61.

Для забезпечення міцності та формостійкості КЩК, зазвичай, використовують традиційні технологічні підходи. КЩК, які мають велику ширину, необхідно склеювати із 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, напрямом річних шарів у ділянках і наявністю різних зон деревини в ділянці, піддаються деформуванню (коробляться). Короблення (відхилення форми від заданої), здебільшого, виявляється на поперечному перерізі 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 в двох напрямках, то коробления такої КЩК буде складним, з хвилястою поверхнею |Войтович І.Г. Основи технології виробів з деревини: Навчальний посібник. - Львів: УкКІаДЛТУ, "Інтелект-Захід". - 2004. - 143 с.; 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).

Викривлення пилопродукції тангенціального та змішаного випилювання зумовлене різною величиною всихання ранньої і пізньої зон річних кілець. У зв'язку з тим, що пізня зона

Зо всихається більше, ніж рання, річне кільце прагне до вирівнювання, а сама пилопродукція коробиться. У випадку використання пилопродукції змішаного розпилювання для склеювання

КЩК її коробления 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. Важливим якісним критерієм виготовлення КЩК є забезпечення належної формостійкості. Для покращення формостійкості

КЩК її потрібно склеювати з вузьких ділянок (із заболонної або ядрової частини) радіального розпилювання, які потрібно розміщувати так, щоб напрям волокон на сусідніх ділянках був розвернутий на 180", але при цьому не втрачалися декоративні властивості поверхні | Войтович

І.Г. Основи технології виробів з деревини: Навчальний посібник. - Львів: УкКРДЛТУ, "Інтелект-

Захід". - 2004. -143 с...

Моделювання формостійкості та міцності КЩК, зокрема із застосуванням методу кінцевих елементів, дає змогу отримати візуальне відтворення прогнозованої форми КЩК та її прогнозовану міцність (Пардаєв А.С. Обеспечение формоустойчивости неоднородньїх массивов древесинь с учетом цилиндрической анизотропии их злементов при усушке и разбухании: дисс. канд. техн. наук: 05.21.05 /Пардаєв Александр Сергеевич. - Минск, 2008. - 136 с.|.

До недоліків існуючого виробництва КІЩЩК за технологічними схемами традиційного та альтернативного способів варто віднести переважне неврахування текстурних особливостей деревини та використання знеособленої пилопродукції, яка зокрема характеризується відсутністю яскраво виражених особливостей текстури деревини. Використання пилопродукції радіального розпилювання для виробництва КЩК не є оптимальним варіантом з огляду на малу ресурсоощадність та складність її отримання, трудозатрати та витрати коштів.

В основу корисної моделі поставлена задача запропонувати проектно-технологічні рішення виготовлення КЩК із дотриманням текстурних особливостей, забезпечуючи при цьому їхню формостійкість та міцність.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб отримання клеєних щитових конструкцій з деревини, для реалізації якого виконують такі послідовні операції: розпилюють колоди на пиломатеріали, сушать пиломатеріали та розкроюють їх на рейки, стругають (фрезерують) рейки, сортують рейки, розробляють варіанти схем набору клеєних щитових конструкцій, бо виконують попереднє моделювання формостійкості та міцності клеєних щитових конструкцій,

формують клеєні щитові конструкції відповідно до запропонованих схем набору, склеюють клеєні щитові конструкції з наступним обробленням їхніх поверхонь з дотриманням необхідних режимних параметрів, згідно з корисною моделлю, рейки сортують за показниками текстури та фізико-механічних властивостей, для чого застосовують відповідне спеціалізоване обладнання, розробляють варіанти поєднання рейок для одержання клеєних щитових конструкцій з оригінальними текстурними характеристиками, виконують моделювання формостійкості та міцності клеєних щитових конструкцій із урахуванням текстурних особливостей

Спосіб здійснюють таким послідовними проектно-технологічними рішеннями: розпилюють колоди на пиломатеріали з використанням раціональних схем розпилювання, чим суттєво оптимізують виробничий процес, сушать пиломатеріали та розкроюють їх на рейки, стругають (фрезерують) рейки, сортують рейки за показниками текстури та фізико-механічних властивостей, для чого застосовують спеціалізоване обладнання, а саме автоматизовані лінії для сортування пиломатеріалів за допомогою систем машинного зору, оснащених різноманітними системами сканування пиломатеріалів, досягаючи повної візуалізації процесу обліку та сортування, у процесі сортування спочатку контролюють якісні показники пиломатеріалів і визначають, до якої сортувальної групи належить кожна дошка, а потім дошки розподіляють по місцях, відведених для кожної сортувальної групи, розробляють за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення варіанти поєднання рейок для одержання клеєних щитових конструкцій з оригінальними текстурними характеристиками, виконують попереднє моделювання формостійкості та міцності клеєних щитових конструкцій, для чого використовують пакети прикладних програм, зокрема застосовують метод кінцевих елементів, формують клеєні щитові конструкції відповідно до запропонованих схем набору, склеюють клеєні щитові конструкції з наступним обробленням їхніх поверхонь з дотриманням необхідних режимних параметрів. Це дасть змогу розширити можливості потенційних дизайнерських рішень та асортимент виробів з КЩК із дотриманням текстурних особливостей.

На кресленні наведено можливі варіанти схем набору КЩК з урахуванням текстурних особливостей, а саме: а)-з) комбіновані із ділянок радіального, тангенціального та змішаного розпилювання; 1і)-л) із пилопродукції, випиляної під кутом до осі колоди 57, 10", 157 відповідно.

Передумовою реалізації запропонованих варіантів (креслення) у виробничих умовах є

Зо вирішення таких основних завдань: дослідження перспективного попиту (соціологічний показник) на пропоновану продукцію та забезпечення естетичних та експлуатаційних показників

КЩК, зокрема їх формостійкості.

Окремі отримані теоретичні результати підтверджено результатами експериментальних досліджень.

Для отримання КЩК з різними поєднаннями текстури деревини на пилопродукції, наведених на кресленні, доцільно групувати пилопродукцію за спільними ознаками показників текстури та міцності з подальшим набором КЩК відповідно до певного алгоритму поєднання рейок в готовому виробі.

Проведені теоретичні та експериментальні дослідження технологій виробництва КЩК свідчать, що урахування текстурних особливостей у процесі виготовлення КЩК, зокрема на етапі формування пакету, є доцільним та перспективним у виробництві.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб отримання клеєних щитових конструкцій з деревини, для реалізації якого виконують такі послідовні операції: розпилюють колоди на пиломатеріали, сушать пиломатеріали та розкроюють їх на рейки, стругають (фрезерують) рейки, сортують рейки, розробляють варіанти схем набору клеєних щитових конструкцій, виконують попереднє моделювання формостійкості та міцності клеєних щитових конструкцій, формують клеєні щитові конструкції відповідно до запропонованих схем набору, склеюють клеєні щитові конструкції з наступним обробленням їхніх поверхонь з дотриманням необхідних режимних параметрів, який відрізняється тим, що рейки сортують за показниками текстури та фізико-механічних властивостей, для чого застосовують відповідне спеціалізоване обладнання, розробляють варіанти поєднання рейок для одержання клеєних щитових конструкцій з оригінальними текстурними характеристиками,

   виконують моделювання формостійкості та міцності клеєних щитових конструкцій із урахуванням текстурних особливостей.