Дорогостоящие сорта лесоматериалов являются прекрасным сырьем для создания предметов мебели, однако не все люди могут себе позволить такую дорогую продукцию. С целью экономии ценных пород древесины и снижения стоимости конечного продукта и был придуман шпон. Этот материал сегодня крайне популярен для облицовки мебели. Шпон на 100% повторяет узор, текстуру и оттенок натуральной древесины.
Для создания шпона на производствах пользуются специальными станками. Шпон бывает:
- лущеный
- строганый
- пиленый.
Соответственно и станок для производства шпона бывает трех типов.
Для реализации лущения шпона сырье необходимо предварительно обработать паром для того, чтобы увеличить пластичность. После этого кряжи подаются на окорочный станок, где с заготовки удаляется кора, а вместе с ней грязь и песок, которые часто становятся причиной быстрого затупления лущильных ножей. При помощи пилы кряжи раскраивают на чураки определенной длины. Чурак нужно предварительно оцилиндровать, после чего можно приступать к лущению. Лента шпона, которая выходит из лущильного станка, кладется на конвейер, подающий ее к ножницам. Ножницы режут шпон на листы необходимого формата. По конвейеру шпон укладывается в пачку, которая выносится из-под ножниц и при помощи электрического погрузчика доставляется в сушилку. Сушат продукцию в роликовой сушилке, далее на конвейере его сортируют и складывают по сортам в пачки. Дефектные листы можно склеить. Если на листах имеются сучки, их отправляют на шпонопочиночный станок, где удаляют изъяны и декорируют их вставками из шпона.
Такой станок для шпона позволяет получить листовой материал толщиной от 1,5 до 5 мм из разнообразных сортов лесоматериалов. На большинстве станков имеется система, которая позволяет в автоматическом режиме устанавливать бревно для последующей обработки.
Чтобы повысить производительность и удобство работы оператора станки оборудуют гидравлическими подъемниками-центроискателями, которые сами определяют подходящую ось вращения заготовки и совмещают ее с осью вращения центровочных валов.
Лущение пропаренной древесины используется для сосновых, ольховых, березовых лесоматериалов. Из лущеного шпона изготавливают фанеру.
Прежде всего, кряжи подвергают поперечному раскрою. Во время этой процедуры кряжи распиливают на отрезки необходимой длины. Все отрезки распиливают вдоль, вследствие чего образуется двухкантный брус. Иногда его распиливают пополам. После этого ванчесы подвергают тепловой обработке в пропарочной камере или автоклаве.
Далее ванчесы нужно острогать на шпонострогальном станке. Строганный шпон сушат в роликовых сушилках, торцуют и пакуют в пачки. В каждом наборе составляется конкретный рисунок. Оттенок и узор древесины должны совпадать в каждом наборе. Именно по этой причине листы шпона, которые получаются из каждого ванчеса во время строгания, складывают, сушат и пакуют в пачки точно в том порядке, в каком они выходили из строгального станка. Когда строгаются одновременно три ванчеса, шпон из каждого из них складывают в три разные пачки. Укомплектованную, высушенную, запакованную и перетянутую шпагатом пачку шпона называют кнолем.
Станок для изготовления шпона позволяет создать из дорогостоящих сортов лесоматериалов, которые отличаются необычной текстурой, тонкие листы. Такой материал отлично подходит для фанерования. Методы создания шпона:
- радиальный
- тангенциальный
- радиально-тангенциальный
- тангенциально-торцовый.
Наиболее привлекательным сырьем для создания шпона является дубовая древесина. Такой шпон используют для облицовки рустикальных предметов мебели элитного сегмента.
Кроме дубового шпона в специализированных магазинах можно встретить кленовый, буковый, липовый материал, а также из красного дерева.
Шпон режут на специализированных аппаратах. Он отличается довольно тонкой и хрупкой структурой. Для того, чтобы отделать поверхность шпоном, его необходимо соединить между собой для получения полотна, скатываемого в рулоны. Шпон соединяют двумя способами:
- склейка
- сшивка.
Эти методы одинаково популярны на мебельных производствах. Сшивку шпона осуществляют на станке или ручным способом. Для небольших мастерских разработаны ручные устройства для склейки или сшивки шпона. При помощи особого устройства клеевую или термонить разогревают, и в виде зигзага наносят на основную сторону.
Сегодня станки для сшивки шпона представляют собой небольшие аппараты, функционирующие в автономном режиме. Управление такой машиной осуществляет один специалист. Вся работа на них производится четко, качественно и достаточно быстро.
Ручная сшивка встречается все реже, главным образом, в антикварных, реставрационных и авторских мастерских.
Копировальные станки очень помогают в создании конкретной детали по шаблону для партий небольшого объема. Копировально-фрезерный станок применяют как на предприятиях, занимающихся производством продукции для крупных оптовых клиентов, так и в мелких мастерских, а также для бытого использования. Промышленные станки способны создавать изделия почти в неограниченном количестве. Однако в этой статье мы расскажем о том, как сделать копировально-фрезерный станок своими руками для мелкосерийного мебельного производства.
21 мартаНа сайте Станкофф.RU вы можете купить оборудование для производства шпона ведущих производителей. В наличии и под заказ более 21 модели станков для шпона по лучшим ценам. Только выгодные предложения с подробными описаниями и фото. Уточняйте цены у менеджеров.
Cтанки для производства шпона. Назначение и характеристики
Технология изготовления материала для шпонирования включает несколько производственных этапов, включающих раскрой листов, фугование кромочной части, шлифовку поверхности и сращивание деталей в полосы нужного размера. Оснащение предприятия полным комплексом функциональных станков для шпона позволяет оптимизировать рабочий процесс, намного увеличив выход и повысив характеристики готовой продукции.
Качество строганого, пиленого и лущеного шпона определяет гладкая и ровная поверхность, точная геометрическая форма и чистые кромки. Ручной метод обработки не дает возможности достичь нужного результата и не обеспечивает уровня производительности, необходимого для эффективной работы при серийном производстве шпонированных изделий.
В зависимости от конструкционных особенностей и назначения станков для шпона цена варьируется в определенных пределах, но остается приемлемой и быстро окупается за счет увеличения производительности и повысившегося качества продукции.
Разновидности оборудования
Станки для производства шпона отличаются многообразием видов, но в список основного оборудования входят установки, без которых продуктивная деятельность столярных и мебельных цехов становится невозможной:
- Строгальные станки для изготовления листового материала из деревянных заготовок с различными характеристиками. Обеспечивают большой выход высококачественного шпона, не имеющего повреждений поверхности и растрескивания кромок.
- Гильотины, выполняющие прямолинейный и параллельный раскрой материала с удалением дефектных мест. Оснащаются высокоточным лазерными устройствами с цифровыми измерителями. Применяются для чистовой обрезки древесных материалов, пластика, фольги и бумажной продукции.
- Оборудование для сшивки. Производит сращивание отдельных частей в рубашки с использованием клеевой нити или гуммированной ленты. Гарантирует прочное соединение элементов с образованием ровного и гладкого шва.
- Станки для шлифовки и дублирования материала, фугования кромочной части, скрутки в рулоны готового шпона. Используются для выполнения вспомогательных операций, намного увеличивают эффективность работы и позволяют производить продукцию повышенного качества.
Раскрой шпона может выполняться на разных видах оборудования. Специальные станки используются для продольного разрезания сращенных полос, на установках для прифуговки производится пиление материала в продольном и поперечном направлении. Все модели современных устройств характеризуются экономичным расходом электроэнергии, практически бесшумной работой, ремонтопригодностью и простым обслуживанием.
1.1. Характеристика строганого шпона и сырья для его изготовления
Строганый шпон изготавливается из древесины красивой текстуры и цвета (см. цв. вкл., ил. 22) и применяется как облицовочный материал для деталей из малоценной древесины, фанеры и ДСтП.
Из древесины рассеяннососудистых пород (красное дерево, бук, орех, клен, груша, яблоня, тополь, береза) изготавливается шпон толщиной 0,4; 0,6; 0,8 мм. Из кольцесосудистых пород (дуб, ясень, ильм) и хвойных пород (лиственница, сосна) изготавливается шпон толщиной 0,8 и 1 мм. Толщина шпона обусловливает удобство работы с ним, исключение просачивания клея, возможность шлифования и отделки.
В зависимости от направления волокон различают радиальный, полурадиальный, тангентальный и тангентально-торцовый шпон. В радиальном шпоне годичные слои расположены в виде параллельных линий на всей площади листа. В полурадиальном шпоне годичные слои в виде параллельных линий занимают 3/4 общей площади. В торцовом шпоне годичные слои в виде острых углов, а в тангентально-торцовом шпоне годичные слои располагаются в виде замкнутых кривых линий.
В зависимости от вида дефектов древесины и обработки шпон подразделяют на первый и второй сорт. Ширина делянок шпона первого сорта - от 100 до 400 мм. Ширина делянок второго сорта - от 70 до 150 мм. Длина от 1 до 3,5 м - первого сорта, от 0,5 до 3,5 м - 2 сорта. Влажность 8 ± 2%. Шероховатость поверхности: для лиственных пород - от 100 до 200 мкм, для хвойных пород - от 100 до 250 мкм.
Для изготовления строганого шпона используются ценные породы древесины с ярко выраженной текстурой. Лиственные породы: дуб, ясень, ильм, бук диаметром 26 см и более, красное дерево диаметром 40 см и более, длиной 3 м и более; хвойных пород: лиственница диаметром 32 см и более, длиной не менее 2,5 м.
1.2. Схема технологического процесса изготовления строганого шпона. Подготовка сырья к строганию
Схема технологического процесса изготовления строганого шпона представлена на рисунке 1.
Подготовка сырья к строганию заключается в поперечном и продольном раскрое сырья и его гидротермической обработке. Сырье раскраивается по длине при помощи цепных пил. Продольный раскрой на ванчесы и брусья производится на горизонтальных лесопильных рамах или ленточных станках. Способы разделки выбираются в зависимости от породы древесины, диаметра сырья и его формы (рис. 2).
Двухкантнобрусовый применяется для древесины, не содержащей ярко выраженных сердцевинных лучей (практически не применяется). Тупокантный способ раскроя используется при диаметре сырья от 30 до 40 см (встречается очень редко).
Рис. 1 Схема процесса изготовления строганого шпона: 1 - хранение; 2 - продольный раскрой; 3 и 4 - поперечный раскрой; 5 - переработка отходов; 6 - гидротермическая обработка; 7 - строгание шпона; 8 - сушка шпона; 9 - сортировка и упаковка.
Ванчесный четырехсторонний - основной способ для переработки сырья диаметром от 30 до 80 см. Для древесины с овальной формой в поперечном сечении применяется способ асимметричной разделки.
Рис. 2
Сырье диаметра 80 см и более раскраивается на четверти. Секторный способ разделки применяется при изготовлении радиального шпона. Ванчесный четырехсторонний способ применяется для древесины с внутренней гнилью.
Гидротермическая обработка ванчесов перед строганием шпона производится в автоклавах для придания древесине пластических свойств. Обычно производится пропарка с использованием мягких режимов.
Оптимальная температура: дуб, ясень, ильм, вяз 40– 50°C; бук, орех, клен, береза 45–50°C; лиственница 70– 75°C; красное дерево 50–60°C или 70–75°C в зависимости от породы. Продолжительность обработки выбирается в зависимости от размеров ванчеса.
1.3. Строгание шпона, применяемое оборудование и расчет его производительности
Процесс строгания шпона отличается от процесса лущения только траекторией движения ножа - возвратнопоступательной. Существует два основных способа строгания: вертикальный и горизонтальный (рис. 3). Основным режущим инструментом режима строгания является нож, а для предотвращения образования трещин применяется прижимная линейка. Основными параметрами режима строгания являются угол заточки ножа (β = 16–17°) и степень обжима Δ.
При изготовлении строганого шпона применяются горизонтальные и вертикальные шпонострогальные станки.
Рис. 3 Способы строгания: а - вертикальный; б - горизонтальный; 1 - нож; 2 - траектория строгания; 3 - сердцевинные лучи; 4 - годичные слои.
Рис. 4
В горизонтальных станках суппорт перемещается по горизонтальным направляющим за счет кулисного механизма (рис. 4).
Ванчесы устанавливаются на подъемном столе в количестве до четырех. После срезания слоя древесины стол поднимается каждый раз на шаг, равный толщине шпона. Станки этой конструкции имеют следующие преимущества: хорошее базирование ванчесов, высокая производительность за счет установки нескольких ванчесов и одновременного их строгания. Их недостатком является трудность удаления шпона из зоны резания, что требует применения специальных выносных устройств. Более прост отбор шпона в вертикальных шпонострогальных станках (см. рис. 5). Заготовка в этих станках закрепляется в вертикальных направляющих, совершающих возвратно-поступательное движение. Суппорт перемещается после каждого движения на величину, равную толщине шпона. Производительность шпонострогальных станков П, м2/час, определяется по формуле
где τ в - продолжительность установки ванчеса, мин; τ стр - время строгания, мин; n - количество одновременно строгаемых ванчесов; m - количество листов, получаемых из одного ванчеса; b, l - соответственно ширина и длина листов, м; k - коэффициент использования рабочего времени.
Рис. 5
Производительность горизонтальных шпонострогальных станков составляет 400–700 м2/час, вертикальных - 1400–1500 м2/час.
1.4. Сушка, сортировка, обрезка и упаковка шпона. Выход строганого шпона
Обработка шпона производится с учетом кнольности. Кноль - пачка листов шпона, срезанного из одного и того же ванчеса, одной текстуры и качества.
Сушка шпона обычно производится в сетчатых сушилках, т. е. сетка натянута на ролики. Роликовые сушилки не применяются из-за малого коэффициента их загрузки. Строганый шпон сушится при температуре 120°C. После сушки производится обрезка с четырех сторон на гильотиновых ножницах. После обрезки сортировка производится по кнолям.
Пачка кнолей не менее 10 штук обвязывается шпагатом в двух местах.
Пачка укладывается в пакеты, оборачивается слоями полиэтиленовой пленки и обвязывается стальной лентой. На каждой пачке ставится этикетка с указанием породы, сорта и стандарта. Учет продукции производится в м2. Расход древесины при изготовлении 1000 м2 строганого шпона (выход шпона) составляет для дуба 1,9 м3, для ясеня и красного дерева 2,1 м3.
Шпон - это тончайший слой натуральной древесины определенной толщины, полученный путем распиливания, строгания или лущения лесоматериала, который является основным полуфабрикатом, что служит для производства слоистой древесины и облицовки всевозможных плит. Технология изготовления шпона известна уже порядка 4000 лет, но механизировать методы его получения удалось лишь в XIX веке. А сегодня изготовление шпона с последующим производством из него различных изделий является одним из перспективнейших направлений в деревообработке, чему немало причин: экологичность материала, минимум отходов при получении, разнообразие изделий, основой которых служит шпон.
Получение лущеного шпона характеризуется операцией срезания с цилиндрической поверхности древесного бревна тонкого слоя древесины и называется лущением. Шпон срезается при одновременном надвигании ножа на чурак (отрезок бревна) и вращении его вокруг своей оси, в результате чего бревно режут по спирали, а с ножа сходит сплошная лента шпона. В таком случае, длина шпонового материала зависит от диаметра бревна, а ширина равна длине отрезка бревна. Толщина же шпона зависит от подачи лущильного ножа за 1 оборот бревна и равна 0,3 - 4 мм. Из лущеного шпона изготавливают гнуто клееные детали для мебели, различные виды упаковки, ящики и корзинки для ягод, фруктов и овощей, спички, деревянные медицинские шпатели, палочки для мороженного. Именно этот вид шпона является исходным материалом для шпонового бруса LVL и фанеры - самых перспективных строительных материалов на сегодняшний день.
Строганный шпон получают последовательным строганием с поверхности ванчеса (отрезка бревна) тонких слоев древесины. Строгание производится в перпендикулярном длине волокон направлении. Для получения наиболее красивой текстуры (рисунка) шпона нужно срезать его в определенном направлении относительно годичных колец древесины - радиальном, тангенциальном, смешанном, поэтому декоративный шпон трудно получить лущением. Для производства строганного шпона употребляют древесину твердых лиственных и хвойных пород, которые обладают разнообразным красивым рисунком. Толщина строганного шпона составляет 0,6-1 мм, а строганный микрошпон может быть 0,04 мм. Строганный шпон используют как декоративный материал для облицовки мебели, древесных плит, клееной фанеры и других изделий.
Пиленый шпон изготавливают путем распиливания предварительно обработанной древесины на тонкие слои с помощью специальных станков. Полученный таким образом шпон применяют для отделки дек струнных музыкальных инструментов и высокохудожественной мебели.
Применение тонких слоев строганного шпона дало новый толчок развитию мебельной промышленности. Стало возможным изготовление более доступной по цене и легкой мебели, при этом сократилось количество древесины, которое идет на ее производство. Важным результатом применения шпона стало изготовление предметов интерьера и мебели из древесины, которая считалась непригодной для использования в массиве из-за их неодинакового размера, а технология шпонирования дала возможность получения продукции из материалов, не подверженных трещинам и деформации, что является характерным для массивной древесины. А также получения мебели из дорогих и редких пород древесины, что было практически невозможно сделать из массива.
При серийном производстве мебели и других предметов потребления применение шпона является идеальным решением в вопросах, связанных с легкостью транспортировки, практичностью и сокращением расходов лесоматериалов на производство.
Строганый шпон – тонкий слой древесины красивой текстуры и цвета. Чаще всего его используют как облицовочный материал в производстве мебели.
В качестве сырья для производства строганого шпона обычно используют породы с красивым цветом и текстурой. Это древесина тропических пород, а также пород, произрастающих на территории России. Большинство тропических пород, используемых в производстве строганого шпона, произрастает в Африке. В основном применяются: акажу (африканское махогони), сапели, сипо, косипо, тпама-эдинам, котибе, фрамире, дибету (африканский орех). Также применяются древесные породы Индии, Вьетнама, Лаоса. Из отечественного сырья используются: ясень, бук, дуб, клен, ильм, вяз, орех, каштан, чинара, бархат, берест, тополь, береза, ольха, груша, яблоня, черешня, лиственница и другие.
Строгание шпона, так же, как и лущение, представляет собой резание древесины поперек волокон. Принципиальная схема процесса строгания приведена на рис. 37. Так же, как и при лущении, обжим шпона выполняется с помощью прижимной линейки.
Рис. 37. Схема строгания шпона:
1 – нож; 2 – прижимная линейка; 3 – ванчес
Толщина строганого шпона зависит от породы древесины. Для рассеянно-сосудистых лиственных пород она равна 0,4; 0,6 и 0,8 мм (бук, орех, яблоня, груша, красное и лимонное деревья); для кольцесосудистых – 0,8; 1,0 мм (дуб, карагач, шелковица, каштан). Шпон из древесины хвойных пород имеет толщину 0,8; 1,0 мм.
Длина листов шпона от 550 мм и выше. Ширина зависит от сорта: I сорт – не менее 120 мм, II сорт – не менее 80 мм, влажность шпона 8±2 %.
Поперечный раскрой бревен на кряжи выполняется по той же технологии, что и распиловка бревен на чураки перед лущением.
Для производства строганого шпона отрезки кряжей должны быть ограничены как минимум двумя плоскими или параллельными поверхностями, являющимися базой и начальной поверхностью строгания.
Существует несколько способов продольного раскроя кряжей на ванчесы. Выбор схемы раскроя диктуется размерами сырья, породой древесины и желаемой текстурой.
Сердцевина в строганом шпоне не допускается. Заболонную древесину, имеющую светлую или ненормальную окраски, также удаляют.
Для разделки кряжей в продольном направлении применяют горизонтальные или вертикальные ленточные пилы и горизонтальные лесопильные рамы. Первые находят большее применение, так как обеспечивают высокую точность реза, чистоту пропила и дают возможность распиливать кряжи больших диаметров. Также широко используются узкоспециализированные круглопильные станки фирмы «Angelo Cremona» (Италия), их отличительная особенность – возможность поворачивать кряж на любой угол вокруг его продольной оси.
Гидротермическая обработка кряжей перед строганием рассмотрена нами в разделе 4.3.
Строгание шпона производят на горизонтальных, вертикальных или наклонных шпонострогальных станках. На шпонострогальные станки ванчесы подают при помощи мостовых кранов (или тельфера по монорельсу).
В настоящее время горизонтальные станки устаревших моделей (FMM-3100, FMM-4000, DK-4000 и др.) постепенно заменяют на горизонтальные станки с кривошипно-шатунным механизмом - DKV-3000, DKV-4000 (ЧССР), наклонные - TN28, TN35, ТА40 (Италия), а также станки вертикального типа SM/36, SM/40, SМ/46, SМ/52 (ФРГ). Получают распространение шпонострогальные станки фирм «Angelo Cremona» (Италия), Grenzebach-BSH (Германия), марки MZQ 200; 250 фирмы «Ками-Станкоагрегат» (Россия) и др. (рис. 38-40)
Шпонострогальные станки Capital Machine Co. Inc. (США) спроектированы специально для производства тонкого шпона, они способны производить самый тонкий шпон в мире – толщиной 0.005" (0,127 мм). Максимальная толщина шпона может доходить до 0.250" (6,35 мм).
Рис. 38. Схема работы горизонтального шпонострогального станка: 1 – стол станка, 2 – зажимы; 3 – брусья; 4 – суппорт; 5 – прижимная линейка; 6 - строгальный нож
Рис. 39. Горизонтальный шпонострогальный станок марки TN «Angelo Cremona»
Рис. 40. Вертикальный шпонострогальный станок марки TZ/E «Angelo Cremona»
На горизонтальных станках резание осуществляется в горизонтальной плоскости, главное рабочее возвратно-поступательное движение совершается ножом, а движение подачи материалом осуществляется в вертикальной плоскости во время холостого хода, на величину, равную толщине снимаемого слоя (толщине шпона). Недостатком данного оборудования является вынужденное торможение хода суппорта перед переменой направления движения (нарушение плавного хода, износ оборудования, снижение скорости резания).
На вертикальных станках обрабатываемый материал помещается на каретке, совершающей возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. Нож устанавливают на суппорте, периодически перемещающемся в горизонтальном направлении для снятия древесины требуемой толщины. Эти станки компактны, удобен отбор шпона от станка. Но на каретке можно установить только один брус.
Наклонные станки удобны при отборе листов шпона. Они менее энергоемки, имеют меньшие габариты (усовершенствованный вертикальный станок).
Количество шпона из одного ванчеса (F, м 2) определяется по формуле:
где D – диаметр кряжа, из которого выпиливается ванчес, взятый посередине его длины, мм;
H 1 – высота сегмента, отделяемого от ванчеса при его продольной разделке, мм;
H 2 – толщина доски, остающейся после строгания ванчеса, мм;
S – толщина шпона, мм;
l – длина ванчеса, м;
b ср – средняя ширина листов, м.
В процессе строгания листы шпона укладываются в пачку (кноль) в той последовательности, в которой они выходят из станка. Это облегчает подбор листов по текстуре при склеивании их на ребро.
Изготовленный шпон сушат, сортируют, прирезают и упаковывают.
Для сушки используют роликовые и ленточные сушилки. Режимы сушки более мягкие, чем у лущеного шпона: температура сушки 80…130 о С; влажность – 15…25 %; продолжительность сушки 6…35 мин.
