Виды сращивания пиломатериалов по длине

Обновлено: 10.01.2025

Сращенные пиломатериалы

Взгляните внимательнее на прайс-листы компаний, реализующих населению пиломатериал, и вы увидите, что наряду с изделиями из цельной древесины, потребителям предлагается купить заготовки сращенные, причём даже немного дороже. Многие наши соотечественники не знают, является ли такой материал качественным и практичным, не понимают - есть ли смысл за него переплачивать.

Зачем сращивают пиломатериалы

Технология сращивания пиломатериалов разделяется на два основных направления. Во-первых, выполняют сборку деталей по толщине. Во-вторых, существует, так называемое продольное сращивание – то есть по длине (об этом варианте поговорим в статье). В случае с поперечным соединением задача заключается в том, чтобы из маломерных заготовок создать нечто более крупное, которое сможет выполнять несущие функции. Причём клееный брус кроме всего прочего получается довольно стойким к деформациям, лучше приспособлен для противостояния изгибающим нагрузкам.

Поперечное сращивание преследует другие цели. Дело в том, что практически не бывает пиломатериалов, в которых бы ни попадались какие-нибудь пороки или дефекты. Иногда они незначительны, поэтому не влияют на прочностные и эстетические характеристики доски, бруса или, например, погонажного изделия (те могут относиться к первому сорту либо даже к отборной категории). А иногда локальные и единичные пороки/дефекты существенно снижают качество изделия из массивной древесины, не позволяют использовать потенциально неплохой пиломатериал в заданных целях.

О том, какие пороки допускаются в хвойных пиломатериалах 1 и 2 сорта прописано в ГОСТ 8486-86. Согласно приведенным таблицам, в расчёт берётся не просто наличие/отсутствие определённых дефектов, но также их подвид, размер, место расположения, количество… На практике, при сортировке пиломатериалов, наиболее часто действующим критерием выступают сучки, трещины и пороки строения древесины. Также нередко встречаются критичные коробления и включения инородных тел, поражения насекомыми-вредителями. Если все пиломатериалы отправлять в 4-ый сорт (практически на дрова), то вряд ли можно будет назвать оправданным подобное использование природных ресурсов.

И выход нашёлся! Современные технологии теперь позволяют просто-напросто вырезать из пиломатериала участки с локальными критичными дефектами, а затем, используя современное оборудование и качественный клеевой состав – склеить короткомерные бездефектные «куски» воедино, получить при этом не менее надёжное изделие. По сути, из низкосортной продукции создаются качественные и красивые заготовки любой длины, где не будет (или останутся только допустимые) пороков, описанных в ГОСТ 8486-86 и ГОСТ 2140-81.

Методом продольного сращивания, как правило, оптимизируют просушенные обрезные доски и бруски, в том числе строганные, из которых, например, делают впоследствии деревянные двери или окна. В продажу также поступают профилированные изделия (для обшивки и создания настила) с удалёнными дефектами: вагонка, блок-хаус, половая шпунтованная доска… Домовладельцам предлагается купить погонажные детали без сучков и прочих дефектов: уголки, плинтусы, наличники…

Как выполняется продольное сращивание пиломатериалов

К оптимизации берутся обрезные пиломатериалы, которые уже прошли определённый путь на лесопильном и деревообрабатывающем производстве. Очевидно, что заготовкой для сращивания в подавляющем большинстве случаев выступает обрезной пиломатериал, продольно напиленный из кругляка. Затем доску/брус собирают в партии и сушат при помощи автоматизированных камер, с соблюдением требований ГОСТ 19773-84.

После снижения процента влажности контролёры осматривают продукцию, калибруют её, выбраковывают дефектные заготовки – как раз именно они подвергаются дальнейшим манипуляциям по сращиванию. Часть пиломатериалов отбраковываются на этапе строжки или фрезерования, так как при выполнении данных операций могут дополнительно проявляться какие-то дефекты.

Следующим этапом идёт вырезка дефектов из заготовок. На некоторых лесопилках выкраивание производится обычной торцовкой в ручном режиме. На современном производстве данным делом «занимается» полуавтоматическая линия, которая снабжена специальными сканерами и датчиками. Интересно, что пороки-сучки вырезаются в полном объёме, или могут оставаться в некоторых количествах, но так, чтобы от них до шипов было не менее 3 диаметров сучка. Вырез сучка производится с отступом от него на расстояние не менее одного диаметра.

Далее все работы опираются на нормативы, прописанные в 19414-90 (Древесина клееная массивная. Общие требования к зубчатым клеевым соединениям).

Первым делом на торцах короткомеров при помощи фрезерующей оснастки создаются зубья – шипы и ответные под них зеркальные углубления. Есть несколько допустимых форм для шипов, главными их физическими показателями являются: длина/шаг/затупление. По ориентации относительно пластей пиломатериалов зубчатое соединение может быть расположенным вертикально, диагонально, горизонтально.

Сама форма и размер «микрошипового соединения» тут не регламентируется ГОСТом, однако точность по квалитету (13) и шероховатость (до 200 мкм) поверхностей в нормативном документе строго оговорены. Главная задача шипорезной линии – получить в итоге надёжное сращивание.

При подборе короткомерных материалов на сращивание должен соблюдаться принцип схожести.В частности уделяется внимание, чтобы заготовки имели такие общие признаки.

1. Одну породу древесины (нельзя соединять сосновый кусок с осиновым).
2. Схожую влажность (разброс по частям не более +/- 3 процентов).
3. Один и тот же сорт.
4. Одного типа распиловки (нельзя сращивать в одну заготовку сырьё тангенциального и радиального распила).
5. Одинаковые габариты сечения (допуск по каждой стороне не более 1 мм).
6. Цвет и текстура (принято особенно тщательно по этому критерию подбирать короткомеры из твёрдых лиственных пород).
7. Набор дефектов и их расположение (если есть обзол, сучки, кармашки – то они должны находиться на одной стороне полученного срощенного пиломатериала).

Не позднее, чем в течение суток, отрезки пиломатериалов с нарезанными шипами должны быть склеены воедино. Для этого на микрошип одной детали автоматическая линия наносит клей (обычно созданный на основе поливинилацетатной эмульсии, иногда двухкомпонентный, предназначенный для холодного или горячего прессования). Действующий ГОСТ не нормирует тип клея, но предусматривает жёсткие ограничения по толщине клеевой прослойки – она не должна после сборки превышать 0,1 мм.

Следующая операция производится не позднее чем через 1,5-2 минуты после нанесения клеёв, заключается она в сборке и обжиме зубчатого соединения. В принципе, подобного типа шипы обладают взаимным расклинивающим эффектом – то есть после снятия нагрузки детали остаются на своём месте. Но без усилия, обеспечиваемого машиной, надлежащего качества соединения не добиться.

Данная манипуляция осуществляется прессом, который воздействует на торцы пиломатериалов с давлением до 8 или 10 МПа (в зависимости от твёрдости древесины). Есть также линии, где сборка и сдавливание осуществляется за счёт неодинаковой скорости вращения приводных валов. Важно, что расчётное сдавливание прессом должно обеспечиваться минимум в течение 2 секунд, в идеале – от 5 секунд.

После сжатия зубчатого соединения иногда требуется удаление выступившего на поверхность клея. Теперь уже сращенный пиломатериал отправляется на выдержку, которая должна длиться порядка 24 часов, необходимых для надлежащего отвердевания клея и равномерного распределения влажности по заготовке. Через сутки изделие может строгаться, фрезероваться и подвергаться другим видам обработки.

Достоинства и недостатки сращенных пиломатериалов

Среди минусов изделий, сращенных на микрошип, можно выделить только незначительно увеличенную стоимость, по сравнению с пиломатериалами цельными. Эта разница в цене объясняется необходимостью выполнить дополнительные операции, прежде чем продукция оправляется на прилавок. Ещё один момент – технологичность, которая бывает недоступной для некоторых производителей, и они выпускают не совсем качественный товар. Однако определить его можно визуально, нужно обращать внимание на следующие моменты:

• В зубчатом соединении проглядываются щели и отверстия – причиной служит неравномерное нанесение клеевого состава, неравномерное/слабое прессование, некачественная нарезка шипа.
• В зоне соединения наблюдается повышенная шероховатость, вырывы волокон, заусенцы (работа тупой оснасткой, быстрая подача, использование древесины с повышенной влажностью).
• Рёбра пиломатериала получаются неровными (в основном наблюдается одностороннее искривление или «винт» из-за неправильной нарезки микрошипа, использования пиломатериала с дефектной геометрией).
• В месте соединения видна ярко выраженная ступенька (склеивание пиломатериалов, которые отличаются по сечению более чем на 1 мм).

К явным достоинствам продольно сращенных пиломатериалов стоит отнести чистую поверхность с красивым внешним видом, ведь качественное соединение практически не заметно, а древесина короткомеров не отличается по цвету и текстуре. Прочность соединения не уступает цельному участку пиломатериала. Производитель имеет возможность делать продукцию сколь угодно длинной, использовать её для создания массивных изделий с поперечным соединением ламелей (например, клееный брус). Технология удаления дефектов с последующим сращиванием – это, в конце концов, рациональное использование наших лесных богатств.

Сращивание пиломатериалов и брусков

На практике для сращивания могут использоваться несколько видов соединений: впритык, на ус, вполдерева, косым прирубом, в прямой и косой накладной замок, в прямой и косой натяжной замок, а также целый ряд шиповых соединений.

При проведении столярных, а также плотницких работ сращивание используется столько же тысяч лет, сколько существует деревообработка. Чаще такие соединения применялись и применяются в столярно-строительных изделиях и реже – в мебельных. Однако их выполнение вручную требует высокой квалификации плотников и столяров и отличается высокой трудоемкостью. Кроме того, при обработке пиломатериалов на всех деревообрабатывающих предприятиях в процессе выпиливания пороков и поперечного раскроя на заготовки с прирезкой в размер образуется большое количество короткомерных отходов, которые в лучшем случае используются затем в качестве топлива.

Решение проблемы более рационального использования древесины, в особенности низких сортов, всегда остается актуальным. Едва ли не единственным эффективным способом снижения количества отходов после поперечного раскроя пиломатериалов на заготовки и детали уже многие годы остается сращивание образующихся короткомерных отрезков на зубчатый шип.

Работы по изучению способа соединения древесных заготовок торец в торец на зубчатый шип впервые проводились в России еще в конце 50-х годов прошлого века в институте ЦНИИМЭ. Само это соединение основано на хорошо известном принципе клина, когда шип определенной формы с определенным усилием вставляется в такое же гнездо и заклинивается там за счет действия силы трения. Его прямым аналогом, например, является принцип закрепления режущего инструмента в шпинделях метало- и дереворежущих станков с использованием конуса Морзе. Прочность соединения, полученного с помощью зубчато-клиновых шипов, при правильном исполнении составляет не менее 80% от прочности цельной древесины, т.е. является практически равнопрочным с ней.

Требования к заготовкам

Перед сращиванием большинство заготовленных брусков должно отвечать требованиям ГОСТ 19414. Длина шипов, фрезеруемых на торцах заготовок, как правило, составляет 4,10, 20, 32 или 50 мм. Причем размер шипа напрямую зависит от назначения будущей склеенной заготовки. Для деталей мебели, например, используются шипы 4-10 мм, в производстве столярно-строительных изделий, таких как стеновые панели, бруски для оконных и дверных блоков, – длиной 10 мм.

Для несущих конструкций (балки, арки, фермы, рамы) длина шипов зубчатых соединений обычно составляет 20-32 мм. Более длинные шипы (50 мм) используются при изготовлении неответственных конструкций, т. е. продукции, где прочность не имеет решающего значения (например, настилы и другие изделия).

Помимо длины шипов зубчато-клиновое соединение характеризуется их направлением и формой соединения. По направлению они могут быть параллельны пластям соединяемых заготовок, перпендикулярны им или располагаться под углом к ним. Соответственно после выполнения соединения его зубцы могут быть видны только на кромках бруска, на его пластях или на пластях и кромках одновременно.

Выбор типа соединения определяется требованиями к изделию. Так, зубцы, видимые на пластях клееного щита, не допускаются - шипы должны располагаться параллельно пластям брусков, и наоборот, в среднем слое клееного бруска для рам оконных блоков зубцы не должны выходить на его кромку. Но в некоторых дизайнерских решениях изделий дверей фасадов мебели зубчатка часто служит элементом декора. Соединения с наклонными шипами из-за сложности фрезерования и возможности образования дополнительных сколов распространения не нашли.

Сращивание на зубчатый шип используется также при соединении в делянки короткомерных обрезков строганого шпона, используемых, например, для облицовывания внутренних поверхностей изделий корпусной мебели, а также для получения из тонких планок непрерывных рулонных обкладок, используемых для облицовывания кромок щитовых деталей. Чтобы доски, бруски, планки или шпон после сращивания в наибольшей степени походили на цельные, все отрезки предварительно сортируются по породе древесины, цвету и по расположению в них годичных колец – по текстуре на пласти.

По своей форме различаются три профиля зубчатых соединений: без заплечиков, когда скосы клиньев шипов выходят непосредственно на пласть или кромку готовой детали, соединение с заплечиками, расположенными в одной плоскости, и когда эти заплечики смещены друг относительно друга. Соединение без заплечиков менее заметно, т.к. видимая линия соединения у вершины стыка оказывается непрямолинейной и как бы размытой. Кроме того, у этого соединения проще исключить образование отверстий у вершин шипов - за счет увеличения усилия прессования. Однако чрезмерное усилие может приводить к продольному растрескиванию сращиваемых заготовок.

У соединений с заплечиками такого растрескивания не наблюдается, однако линия стыка между заплечиками и вершинами зубчатых шипов хорошо заметна. Неточности при фрезеровании приводят к образованию полостей у вершин зубцов. Требования к профилю соединения и направление зубчатых шипов в заготовках во многом определяют конструкцию оборудования, используемого для фрезерования шипов.

С точки зрения материала

Для сращивания могут быть использованы короткомерные отходы древесины любой породы. Их допустимое качество (наличие неудаленных пороков и дефектов) определяется требованиями к тем изделиям, для которых предназначаются уже склеенные заготовки. Однако есть и общие принципы, нарушение которых недопустимо. Так, все склеиваемые доски и бруски должны иметь одинаковое сечение. Для достижения высокого качества получаемых деталей при сращивании не допускается склеивание между собой заготовки из древесины разных пород. У древесины каждой породы свои величины усушки и разбухания, что напрямую влияет на прочность соединения – если это правило нарушается, то она неминуемо снижается.

При склеивании заготовок для ответственных изделий нельзя склеивать по длине бруски из древесины радиальной и тангенциальной распиловки. Должна обязательно предусматриваться предварительная сортировка короткомерных отходов, а, например, для клееного щита, не подвергаемого в дальнейшем облицовыванию, еще и сортировка по цвету древесины. Нельзя склеивать между собой и заготовки, влажность которых отличается более чем на 1-2%. Это правило должно соблюдаться неукоснительно. В зоне зубчатого соединения не допускаются сучки, расположенные к нему ближе, чем на расстоянии 20 мм.

К сожалению, многие производители не хотят руководствоваться этими правилами или нарушают их из-за незнания, что приводит к снижению прочности соединений или серьезному ухудшению внешнего вида изделий, произведенных из заготовок с применением сращивания.

Клеи для сращивания

Соединения на зубчатый шип обладают свойством самозаклиниваться. Это означает, что полученные с их использованием заготовки могут немедленно подвергаться обработке, а клей будет иметь неограниченно большое время для окончательного отверждения. Поэтому выбор клея, используемого для выполнения зубчатых шиповых соединений, не имеет решающего значения для прочности полученных заготовок. Он определяется экономическими соображениями и назначением конкретной заготовки. Клей выбирается исходя из требуемой водостойкости и жесткости готового клеевого соединения. В производстве мебели допускается использование карбамидо- формальдегидных клеев, а также отечественных клеев на основе поливинилацетатных дисперсий (ПВАД). Они не столь водостойки, как клеи других групп, но для мебельной промышленности эта характеристика не играет решающей роли. Клеи этих же типов успешно применяются для производства строительных деталей, используемых внутри помещений, например в межкомнатных дверных блоках.

Конструкции, предназначенные для наружного использования, склеиваются исключительно с использованием водостойких клеев. К примеру, такие ограждающие строительные конструкции, как панели деревянных домов, оконные и блоки деревянных входных дверей изготавливаются с применением интерактивных клеев на основе ПВАД – таких как поставляемые многими известными у нас компаниями «Клейберит», «Раколл», «Каско» и другими. Для несущих конструкции подходят клеи повышенной прочности и упругости фенолоформальдегидные, фенолорезорцинофор-, мальдегидные или резорциноформальдегидные, например такие, как СВЖ-3016, ФРФ-50, ФР-12. Расход клея обычно составляет около 600 граммов на 1 м2 поверхности торца заготовки.

Быстроотверждающиеся клеи с отвердителями при образовании зубчатых соединении практически не используются. Из-за самозаклинивания соединения последующую механическую обработку заготовок после сращивания можно производить практически немедленно. Кроме того, при использовании быстроотверждающихся клеев возможно быстрое нарастание их вязкости в клеенаносящем устройстве с образованием «козла», что требует постоянного наблюдения за состоянием оборудования.

Прочность зубчато-клинового соединения

Прочность зубчато-клинового соединения в первую очередь и в наибольшей степени зависит от правильной геометрии фрезерованных шипов и образованных ими проушин. Она определяет натяг в шиповом соединении, и ее нарушение приводит к резкому снижению его прочности.

Кроме того, если в соединениях, используемых в дальнейшем в столярно-строительных изделиях, допускаются небольшие зазоры у вершин зубчатых шипов, то в соединениях, используемых в изделиях мебели, такие зазоры должны исключаться полностью. Точность расположения зубчатых шипов относительно базовой поверхности каждой сращиваемой заготовки влияет на отклонения от прямолинейности и плоскости склеенных по длине брусков и досок. Неровности и искривление соединенной плети заготовок после прессования, в т.ч. образующиеся из-за неправильного базирования отрезков при фрезеровании шипов, затрудняют последующую обработку при фрезеровании по сечению и приводят к излишнему дополнительному расходу древесины.

В связи с этим особое внимание следует уделять правильности заточки и установки на станке фрез для формирования зубчато-клиновых соединений. Для обеспечения хорошего склеивания и получения высокой прочности соединения шероховатость поверхности шипов не должна превышать Rm шах 200 мкм. К сожалению, ни одно из наших предприятий не имеет сегодня приборов для ее измерения и соответствующего контроля не проводит.

Необходимое давление при склеивании напрямую зависит от длины шипа, находится в пределах 4-13 МПа и должно быть тем больше, чем меньше длина шипа. Недостаток давления ведет к образованию неплотностей в соединениях, избыток – к растрескиванию (расщеплению) древесины по слоям в вершинах клиновидных проушин. Опыт показывает, что если заданное значение величины усилия сжатия соединения не будет соблюдено, то склеенная заготовка будет безнадежно испорчена. Время выдержки соединении под давлением не должно быть меньше 2 секунд.

Сразу после сжатия соединений достигается их так называемая транспортная прочность, обеспечиваемая за счет натяга в зубчатом клеевом соединении. Она позволяет переместить заготовку из пресса в стопу для выдержки с целью окончательного отверждения клея и отвода излишней влаги внутрь древесины. Время выдержки до последующей механической обработки обычно составляет от 4 до 24 часов в зависимости от влажности древесины, температуры цеха и скорости отверждения клея конкретной марки.

Этапы технологии

Несмотря на кажущуюся простоту, технология сращивания древесины – достаточно сложный процесс, и от правильного выполнения всех требований технологии зависит не только качество продукции выпускаемой предприятием, но и успешная конкуренция товаров на рынке лесопродукции. В общем случае она включает операции накопления короткомерных отходов, полученных после выторцовывания дефектов пиломатериалов и их поперечного раскроя и сортировки. Эта сортировка проводится по сечениям, иногда – по длинам, а главное – по расположению (наклону) годичных слоев в их древесине. Затем деловые отходы достаточной длины торцуются дополнительно – из них вырезаются еще остающиеся пороки и дефекты. Одновременно отделяются все непригодные к сращиванию обрезки.

Торцы всех сращиваемых отрезков непосредственно перед фрезерованием зубчатых шипов дополнительно опиливаются – для их выравнивания и удаления бахромы, обычно образующейся при черновом поперечном раскрое пиломатериалов. Фрезерование шипов производится с двух сторон заготовки, от одной и той же базы - так, чтобы шипы, сформированные на обоих ее торцах, были смещены друг относительно друга на половину их шага. Реализация всех этих операции производится на оборудовании, состав и конструкция которого в первую очередь зависят от требуемой производительности.

При незначительном объеме производства сращенных заготовок могут применяться универсальные вертикальные фрезерные станки с нижним расположением шпинделя, оснащенные шипорезной кареткой, простейшие настольные прессы и торцовочные устройства. При высокой производительности требуется использование специальных полуавтоматических и автоматических линий различной конструкции, которые поставляются в нашу страну компаниями Германии, Италии, КНР и Тайваня.

Виды сращивания древесины, технологический процесс и оборудование

Сращивание древесины по длине все чаще применяют для изготовления крупных деталей из дерева. Это позволяет значительно экономить сырьё. Помимо экономии материалов, такой способ позволяет также улучшить потребительские качества древесины – она меньше подвержена деформациям. Использование высококачественного клея дает возможность склеивания кусочков дерева без видимых швов, что создает иллюзию цельного бруса или доски.

Технологические особенности сращивания

Соединение деталей по длине называют сращиванием. Выбирают способ сращивания доски в зависимости от того, где будут применяться изготовленные из нее детали. Например, при изготовлении плинтуса, который не несет на себе никакой нагрузки, доску сращивают на ус: торцы соединяемых досок обрезаются под углом 45 градусов и соединяются внахлест с помощью клея. Существует несколько способов сращивания:

Для изделий, которые будут испытывать серьезные нагрузки при эксплуатации, применяют сращивание на шип (клиновидный или зубчатый). При этом за счет увеличения площади склеиваемых деталей соединение получает повышенную прочность, экономично используется дерево.

Все дефекты на коротких обрезках сращиваемых досок удаляются – так получают черновые заготовки для сращивания. Далее их соединяют в ламели нужной длины, используя соединение на микро-шип. Нарезка микро-шипов производится с помощью специальных фрез на шипорезных агрегатах. В результате получают соединение, обладающее способность к самозаклиниванию под действием пресса с сохранением полученного эффекта. Процесс подвергается контролю по ГОСТ 6449, 1 – 82 «Изделия из древесины и древесных материалов. Поля допусков для линейных размеров и посадки».

Автоматическая линия сращивания OptiCut 200

С помощью технологии продольного сращивания из второсортного сырья получают заготовки нужной длины и высокого качества. Для продольного сращивания применяют автоматические или полуавтоматические линии, самые известные из них следующие: Dimter, Paul, Irion, Reinhardt, Grecon, Ledinek. При этом необходимо соблюдать следующие требования:

Сращивание заготовок радиального распила

Сращивание заготовок радиального и тангетального распила

1. При сращивании заготовок нельзя допускать, чтобы интервал между нарезкой шипов и собственно процессом сращивания, превышал одни сутки.
2. Готовая сращенная с помощью микрошипов ламель не должна иметь зазоров и щелей. Такие дефекты, как заметные изъяны на строганной стороне в виде различных отверстий и зазоров, указывают на наличие брака в работе.
3. Помещение, предназначенное для проведения работ по сращиванию должно обеспечивать наличие положительной температуры воздуха, не меньше чем 16 градусов.
4. Влажность склеиваемых заготовок может отличаться не больше чем на 3%.
5. Влажность готовой ламели зависит от того, какие требования предъявляются потребителем, но должна укладываться в параметры 6-14 %.
6. По ГОСТ 10414-90 «Древесина клееная массивная. Общие требования к зубчатым клеевым соединениям» торцевое давление при сращивании хвойных и мягких лиственных пород – 8.0 МПа, твердых пород дерева – 10 МПа.
7. Клей наносится специальным устройством, и толщина слоя не должна превышать 0.1 мм. В соединении клеевое покрытие должно занимать больше, чем 0.8 от глубины шипа.
8. Допустимо использования клея, соответствующего международным стандартам DIN EN204 «Клеи неконструкционные термопластичные для дерева».
9. Изделие должно быть подвергнуто прессованию не позже чем через 2 минуты после нанесения клея.
10. Для прочного соединения прессование должно длиться не меньше 5-6 секунд.
11. Согласно ГОСТ 24700-99 №Конструкция зданий и сооружений. Блоки оконные деревянные со стеклопакетами. Технические условия» прочность соединения должна быть от 26 МПС и выше.
12. Необходимо очистить изделие от излишков клея.
13. Перед последующей стадией обработки, изделие необходимо выдержать не менее суток (лучше двое суток) в помещении с температурой 15 градусов. Это позволит клею полимеризоваться, а влага в древесине за это время сможет равномерно распределиться.

Основные виды дефектов

Качественное соединение обеспечивает сращенной ламели прочность исходного дерева и не должно быть сильно заметным. При нарушении технологии или невнимательности оператора, в готовой продукции, полученной с линии сращивания, могут присутствовать следующие дефекты:

Дефект	Причина возникновения
Между шипами остается пустое пространство	Недостаточное прессование, либо неравномерное нанесение клеевого состава
Полученное изделие не обладает необходимой прочностью	На шипы поступило меньше необходимого количества смолы (клея)
Ступенчатость - ступенчатая поверхность готовой детали	На сращивание подаются некалиброванные заготовки (разной толщины). Полученное изделие отбраковывается и используется в дальнейшей переработке
Винтоватость – ламели имеют плоскости с уклоном - конечный продукт может иметь форму пропеллера.	Некачественная заготовка получается от использования деталей с конусными плоскостями или при неправильной начальной настройке станка, когда не выдержан прямой угол между плоскостью режущего инструмента и кромкой заготовок. Допустимые отклонения на один метр заготовки по длине составляет 3 мм, по ширине – 2 мм. Такие изделия также подвергаются вторичной переработке
У готовых деталей могут появиться участки с вырванными волокнами древесины в шиповых соединениях.	Образуются при работе тупыми инструментами или нарушении технологий. Изделия с вырванными волокнами также отбраковываются. Бракованные изделия сращивают повторно, добиваясь получения качественного изделия.

Все сращенные заготовки должны вылежаться в течение двух-трех дней, чтобы используемый клей успел полимеризоваться и приобрести рабочие качества. После выдержки заготовки подвергают чистовой обработке и получают из него полностью готовую для применения продукцию. Ассортимент готовой продукции может включать в себя окрашенные половые рейки, наличники, плинтуса, клееный брус или клеёные щиты.

Использование автоматических и полуавтоматических линий сращивания позволяет найти применение несортовой или неразмерной древесине и значительно расширить ассортимент выпускаемой продукции.

Выбор схемы сращивания в зависимости от нагрузки на готовое изделие

Если изделие будет подвергаться только сжиманию, то достаточно применить самый простой вид сращивания, соединяя детали внакладку (косыми или прямыми срезами). Чтобы повысить стойкость изделия при боковых нагрузках, применяется соединение типа накладного замка. При этом делается накладка с применением скошенных торцов или с торцевым шипом.

Для изделий, рассчитанных на растягивающие нагрузки, применяют соединения накладной замок (зубчатый или простой). Для его выполнения на соединяемых заготовках вырезают углубления и выступы. Схема зубчатого накладного замка позволяет достичь высокой прочности соединения, которая выдерживает сжимающие, растягивающие и боковые нагрузки.

Схема соединения «сдвижной замок» в виде накладки со скошенным упором способна придать прочность изделию, подвергающемуся растяжению и поперечным нагрузкам.

Существует схема, при которой добиваются повышенной жесткости конструкции накладных замков, вбивая дополнительные клинья между выступами. Называют такие замки натяжными. Делают их либо разъемными, либо склеивают. Разъемные натяжные замки следует проолифить или покрасить, что поможет защитить замок от влаги.

Выбор сырья для получения клееных пиломатериалов

Качество конечной продукции напрямую связано с качеством сырья. Несмотря на то, что клееная древесина подразумевает использование несортовых отходов, для большего выхода качественной продукции все-таки существуют критерии отбора к сырью. Склеить можно и опилки, но тогда это будет совсем другая продукция. Поскольку нашей задачей является получение качественных пиломатериалов, то с целью снижения себестоимости при выборе сырья надо придерживаться определенных норм:

• Древесина, в которой слишком много сучков, потребует слишком больших трудозатрат по ее подготовке, и большая ее часть уйдет в отходы. Поэтому берем только древесину первого и второго резов.
• Подбираем заготовки такой длины, которая даст возможность получить приемлемое качество изделия. Слишком короткие обрезки увеличат расход клея и понизят качество. Плюс к этому значительная часть такого сырья в процессе изготовления превратится в опилки.
• В переработку принимать древесину с припуском, размер которого исключает образование дополнительных отходов производства.

Правильная технология сращивания включает в себя весь цикл производства. Имеет значение все, начиная от правильно отведенных мест под сырье и полуфабрикатов до количества и качества изготовленной продукции и процента отходов.

Технологические циклы процессов сращивания древесины

Весь цикл включает в себя следующие этапы:

1. Подбор и сортировка исходного сырья;
2. Сушка пиломатериала, отобранного для сращивания;
3. Черновая обработка по выравниванию сырья;
4. Удаление дефектов сырья;
5. Торцовка и изготовление шипов для соединений;
6. Сортировка полученных ламелей;
7. Сам процесс сращивания – укладка, проклейка, прессование;
8. Выдержка сращенных изделий до полной полимеризации клея;
9. Чистовая обработка сращенной древесины.

Следующий этап – черновая обработка. Необходима для выравнивания поверхностей со всех сторон. Основная задача – убрать неровности, возникшие в процессе сушки пиломатериала от коробления. После проведения черновой обработки допускаются мелкие дефекты в виде недостаточно качественной простружки. Далее убираем те дефекты, которые повлияют на качество конечного изделия. Получаем новую, готовую к дальнейшей обработке ламель.

В зависимости от того, какой вид продукции предполагается получить на выходе, технолог дает указание на характер дефектов, которые должны быть вырезаны из заготовок, либо отсортированы на получение более дешевых материалов. Так, клееная древесина под покраску может содержать большее количество дефектов, чем высококачественный клееный брус или щит:

Допустимые дефекты древесины для производства клееного бруса под покраску

• синеву;
• сучки;
• смолистость;
• наличие обзолов;
• другие виды повреждений.

Для того чтобы использовать древесину по максимуму, ламели с дефектами склеивают по технологии – одна сторона готовой продукции (лицевая) не должна содержать дефектов, а все дефекты должны оказаться на изнаночной стороне изделия. Для этого важно не ошибиться при компоновке сращиваемого материала. Также поступают при наличии обзола. Укладывают ламели так, чтобы все детали с обзолом оказались на одном из торцов готового изделия.

В цеху для каждого сорта ламелей должно быть специально отведенное место складирования.

Все полученные ламели складываются по сортам на поддоны и подписываются. Такой подход позволяет четко отслеживать процесс производства. Сращивание ламелей производится только после накопления объемов, достаточных для работы смены. В иных случаях это нерационально, так как требует много лишних операций по перестановке оборудования и сырья.

В производстве клееного бруса неизбежно возникают потери при нарезке шипов для соединения и при обрезке сращенных ламелей в готовый размер. Гораздо выгоднее изготавливать продукцию большей длины, поскольку при этом значительно сокращается количество отходов.

Сращивание и сплачивание древесины

Сращивание широко применяется для получения длинных брусьев, при строительстве каркасов мебели, соединении плинтусов, изготовлении царг для крышек стола и т.п. Наибольшее распространение получило зубчатое соединение (как наиболее прочное), образующее большую площадь склеивания. Полуторцы деталей сращивают у плинтусов при обвязке панелей, т. е. у деталей, которые не испытывают значительной нагрузки. Прирезку осуществляют в разметочном ящике (стусле) под углом 45°, Более острый угол применяют при увеличенной нагрузке, особенно на изгиб.

Детали, испытывающие нагрузку на растяжение, сращивают открытым шипом «ласточкин хвост». Детали с опорой внизу, которые испытывают усилия, стремящиеся сместить их в разные стороны, сращивают на вставной круглый шип. При замене деталей в изделии применяют их дотачивание, которое выполняют способом сращивания или наращивания в зависимости от формы детали в сечении (рис. 2).

Рис. 1. Соединение древесины способом сращивания по длине : а — торцевое; б — на «ус»; в — зубчатое.

Рис. 2. Дотачивание деталей по длине и высоте : а — в полдерева; б — косым прирубом; в — в прямой накладной замок; г — в косой накладной замок, д — в прямой натяжной замок; е — в косой натяжной замок; ж — впритык; з — впритык с потайным шипом; и — впритык с торцевым гребнем; к — впритык со вставным шипом (штырем); л — в полдерева с креплением болтами; м — в полдерева с креплением полосовым железом; н — в полдерева с креплением хомутами; о — с косым прирубом и креплением хомутами; п — впритык с накладками.

Рис. 3. Соединение древесины способом сплачивания по ширине кромки: а — на гладкую фугу; б — в четверть; в — в прямоугольный паз и гребень по кромке; г — в трапецеидальный паз и гребень по кромке; д — в паз и рейку.

Сплачивание применяют в тех случаях, когда необходимо соединить столярный материал по ширине кромки в щиты или блоки (рис. 3). Наиболее распространенным методом сплачивания является сплачивание на гладкую фугу. При этом кромки стыкуемых участков плотно прифуговывают по всей длине и сжимают на клею. Кроме этого простого способа, применяется также сплачивание на фугу и вставные круглые или плоские шипы. Сплачивание в четверть выполняют насухо, без клея, причем губка четверти, выходящей на нелицевую сторону, должна быть на 0,5 мм уже губки, выходящей на лицевую сторону. Сплачивание в паз и гребень выполняют на клею и без него. Сплачивание в паз на рейку при точной прифуговке стыкуемых участков и качественном склеивании является наиболее прочным и экономичным, так как для гребня материал отбирают из отходов древесины.

Пример набора оборудования для сращивания древесины

Заготовка леса

Я уже не однократно говорил, весь производственный цикл должен быть выстроен под конечную продукцию. В нескольких из своих последних статей, я писал, что даже заготовка леса должна уже ориентироваться на готовую продукцию. Подбирается длина леса, лес распиливается и подсортировывается по определенным критериям, которые должны быть разработаны на предприятии. Скидываю вам ссылочки по этим статьям:

На данном участке я не буду рекомендовать какое либо оборудование, так как тут уже индивидуально.

Распиловка пиловочника на фрезерно-брусующих линиях

После заготовки лес должен распиливаться на пиломатериалы. Я рекомендую использовать круглопильное оборудование, а именно фрезерно брусующие линии. Так как именно такие линии дают максимальное качество пиления. Хорошее качество доски в дальнейшем приводит к минимальным потерям и максимальному качеству готовой продукции.

Не достаточно качественными можно считать пиломатериалы полученные от ленточных пил, рамных цехов.

Пиловочник, предназначенный для распиловки на фрезерно-брусующей линии, должен быть предварительно отсортирован по диаметрам, длинам и породам. Рассортированный пиловочник подается колесным погрузчиком на загрузочный транспортер фрезерно-брусующей линии.

Для использования оборудования с полной отдачей подача сырья должна осуществляться без сбоев.

Распил на фрезерно-брусующей круглопильной установке выполняется по схемам раскроя, разработанные технологическим отделом и утвержденные руководством.

Сортировка пиломатериала осуществляется строго по распоряжениям, утвержденные руководством. Укладка пиломатериала производится в стандартные сушильные пакеты. Количество прокладок на 4-х метровом пиломатериале 6 штук, на 6-ти метровом 7 штук.

Загрузка сушильных камер, сушка, выгрузка и сортировка пиломатериала

Для сушки пиломатериала можно использовать как самодельные сушильные камеры, так и покупные. Фирмы производители камер:

• Хильдебранд;
• Копкал;
• УралДрев.

Материально – ответственным лицом за ценности принятые в сушильную камеру является мастер сушильных камер. Мастер сушильных камер производит приём пиломатериала, проверяя размеры и количество штук пиломатериала. В случае возникновения производственного брака мастер обязан сообщить технологу и составить акт о браке на производстве.

Ежедневно мастер сушильных камер обязан вести карты загрузки пиломатериала и журнал режима контроля температур.

В своей деятельности мастер сушильной камеры обязан соблюдать должностные инструкции, технологию укладки и сушки пиломатериала.

При разборке сушильных пакетов производить сортировку пиломатериала по утвержденным распоряжениям. Отсортированный пиломатериал размером 32 (30)*100*4,0 мм и 32 (30)*120 (130)*4,0 поступает на торцовку или на линию оптимизированного раскроя.

Торцовка пиломатериала «Stromab», линия оптимизированного раскроя «Paul»

Для торцовки можно взять оборудование к примеру от фирмы «Стромаб» или полуавтоматическую или автоматическую линию получения ламелей от фирмы «Пауль».

Сырье на торцовочный станок подается с участка складирования автопогрузчиком. Станочник должен осмотреть доску и принять решение о раскрое с учетом вырезки недопустимых дефектов. Полученные заготовки в зависимости от дефектов рассортировываются и укладываются на поддоны, в зависимости от вида пороков. Сортировка осуществляется согласно утвержденного распоряжения.

Поддоны с ламелью ежесменно замеряются мастером, на каждом пишется размер пиломатериала, объем в куб.м и отвозятся на участок, на котором находится сменный запас сырья (ламели) для линии сращивания «GreCon».

Участок сращивания заготовок по длине

Сегодня имеется достаточно большое количество производителей для сращивания древесины. Я же рассмотрю оборудование от фирмы «Грекон».

На фото линия сращивания фирмы "Grecon

Сращивание короткомерных и низкосортных заготовок по длине используют для получения погонажных изделий.

На линию сращивания «GreCon» должны быть поданы заготовки влажностью не более 12%. Разница во влажности сращиваемых заготовок не должна превышать + 2%.

Весь материал, подлежащий сращиванию, должен быть свободен от пороков древесины и дефектов обработки, недопустимых в выпускаемой продукции.

Контролируемые параметры на линии сращивания, не допускается: сколы, смятие минишипов; смещении ламели более, чем на 1 зуб; зазоры в шиповом соединении более 0,6 мм; разнотолщинность ламелей более чем на 1 мм; разноширинность более чем на один зуб (более чем на 4 мм).

Полученные заготовки вручную укладываются в пакеты установленного количества, с укладыванием прокладок.

Готовые пакеты сращенной ламели перевозятся автопогрузчиком на участки складирования ламели, где они проходят технологическую выдержку 4 ч. перед дальнейшей переработкой, для снятия остаточного напряжения.

Участок производства профильных погонажных изделий (линия строганного погонажа «Jonab»)

Не плохо себя зарекомендовала линия производства погонажа от «Джонаб». Если я не ошибаюсь, то ее скорость более 10 км погонажа в час, что играет большую роль в производительности труда.

Сухой пиломатериал, предназначенный для производства цельного погонажа, в ЦГПД доставляется боковым автопогрузчиком с участка сушильных камер. Мастер ЦГПД должен произвести приемку пиломатериала по качеству и количеству. Сращенная ламель с сучками подается автопогрузчиком с участка складирования ламели.

Пиломатериал автопогрузчиком подается на линию строганного погонажа «Jonab». По рольгангу пиломатериал поступает на подъемник станка, после чего оператор линии вскрывает пакет с сырьем и поштучно укладывает доски на стол, оснащенный цепной подачей. Укладчики производят сортировку готовой продукции по утвержденному распоряжению.

Готовая продукция сортируется на 3 категории.

1. Первая категория – упаковка
2. Вторая категория – упаковка
3. Третья категория – упаковка и торцовка.

Участок сортировки и упаковки готовой продукции (упаковочный станок «H.Bohl»)

Готовая продукция подается автопогрузчиком на участок упаковки с участка складирования или производства профильных погонажных изделий. Она укладывается в стандартный пакет и производится механизированная упаковка в стреч-пленку станком «H.Bohl».

Готовая продукция в сформированных пакетах поступает на склад готовой продукции или временно ставится на участке временного складирования готовой упакованной продукции.

Читайте также:

  
• Дом в 4 блока
  
• Железо бетонный или железобетонный правило
  
• Дома в древней греции строили из
  
• Дом который построил сюзор
  
• Все виды арматуры для воды