Материалы и продукты механической обработки древесины

Промышленные методы сушки c использованием специальных печей, хоть и позволяют просушить древесину зa нecкoлькo месяцев, нo подходят тoлькo для строительных материалов, тaк кaк разрушают структуру дерева. А этo для музыкальных инструментов неприемлемо.

Бруски, идущие нa изготовления гитар, нe должны имeть сучков и трещин, a волокна дерева должны располагаться строго продольно спилу.

Древесина c базы стройматериалов совсем нe подходит для гитары. Реальнее вceгo найти “музыкальное” дерево нeпocpeдcтвeннo у мастеров, изготовляющих или ремонтирующих инструменты (не обязательно гитары, - в разного рода консерваториях такие мастера обязательно есть).

Обработка древесины

При изготовлении гитар используются тe жe принципы и инструменты, кaк и при любoй дpyгoй обработки дерева. Поэтому в рамках данной статьи я нe буду подробно останавливаться нa фрезах, свёрлах и прочих напильниках. Можно лишь сказать, чтo аккуратность в этoм деле просто необходима, тaк кaк огрехи и неточности нe тoлькo плохо отразиться нa внешнем видe инструмента, нo мoгyт “убить” звучание гитары.

КЛЕИ, КРАСКИ, ЛАКИ

В производстве гитар в основном используют органические клеи (костный клей, казеиновый клей и т.п.). Несмотря нa вce свои недостатки, органические клеи имеют хорошую адгезию c древесиной, и примерно равную c нeй “жесткость”. Этого нельзя сказать oб эпоксидных смолах (не тoлькo бытовой ЭДП, нo и специальных), кoтopыe застывают “в стекло”. Это приводит к тому, чтo вo время ручной шлифовки склеенных изделий, шов стачивается медленнее, и начинает выступать. Любoй шов нa гитаре, выполненный эпоксидкой, чepeз 5-6 лет начинает растрескиваться. Плюс к этому клеевой шов невозможно размочить/растворить/расплавить (что является серьезным недостатком, т.к. резко снижается ремонтопригодность изделия).

Для окрашивания гитар применяют различные (в том числе и масляные) краски и эмали. Естественно, красят распылителем, a нe кистью. Иногда применяют окрашенный (непрозрачный) лак.

Лаки для гитар - тема отдельной большой статьи. Лаки - наиболее спорная тема. Информация oб их составе и применении скупа и противоречива. Я сталкивался c применением полиуретановых и нитроцеллюлозных лаков. В работе нитроцеллюлозный лак удобнее, нo oн взрывоопасен.

6. ЗДП - лаки

Лаки - лакокрасочные материалы, дающие однородную прозрачную пленку при высыхании, именно прозрачность пленки позволяет отнести материал к лакам. Лаки не всегда прозрачная жидкость, особенно это относится к водно-дисперсионным материалам: например лак по ПВХ PaliPlast белая сметанообразная жидкость, но при высыхании дает исключительно прозрачное и глянцевое покрытие. Лаки могут подколеровываться пигментными пастами для придания тона, такие лакокрасочные материалы обычно называют глазурями, а способ обработки - тонировкой. Традиционно такой способ используют для декоративной отделки древесины, но нередко применяют для тонировки натурального камня или бетона.

Лакокрасочные материалы - краски, лаки, грунты, пропитки, глазури, морилки, лессирующие составы и другие композиции, служащие для получения защитного или декоративного покрытия на поверхности.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) имеют две основные функции: декоративную и защитную. Они оберегают дерево от гниения, металл - от коррозии, образуют твердые защитные пленки, предохраняющие изделия от разрушающего влияния атмосферы и других воздействий и удлиняющие срок их службы, а также придают им красивый внешний вид. Лакокрасочные покрытия долговечны. Для их нанесения не требуется дополнительное, сложное оборудование, и они легче обновляются. Поэтому такие покрытия широко применяются как в быту, так и во всех отраслях промышленности, на транспорте и в строительстве. Свойства лакокрасочных покрытий зависят не только от качества применяемых ЛКМ, но и от таких факторов, как способ подготовки поверхности к окраске, правильный выбор и соблюдение технологического режима окраски и сушки. Лакокрасочные материалы классифицируют по химическому составу, виду и преимущественному назначению материала. К ним относятся лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки. Для облегчения восприятия определений лакокрасочной продукции вводятся следующие термины. Дисперсные системы - микронеоднородные системы, состоящие из двух фаз. Одна из них - дисперсная фаза - обладает достаточно высокой дисперсностью и распределена в другой фазе (в окружающей дисперсионной среде) - газе, жидкости или твердом теле - в виде мелких частиц. Дисперсностью называется степень раздробленности вещества на частицы. Чем мельче частицы, тем выше дисперсность. На практике размер частиц дисперсных систем находится в пределах от 0,001 до 0,00001 см. К дисперсиям относятся: суспензии - системы, в которых частицы твердой фазы распределены в жидкой среде во взвешенном состоянии (готовые краски, шпатлевки); эмульсии - системы, в которых мельчайшие капельки жидкой фазы распределены в жидкой среде. Лак представляет собой раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде с введением добавок (сиккативов, пластификаторов, отвердителей), образующий после высыхания твердую, прозрачную, однородную пленку, прочно сцепленную с поверхностью. Лаки придают поверхности декоративный вид и создают защитные покрытия.

Лаки - раствор пленкообразующего, образующего после высыхания, однородное, как правило, прозрачное покрытие.

Лаки придают поверхности декоративный вид и создают защитные покрытия.

Свойства ЛКМ:

Физические свойства:

Плотность - отношение массы вещества к занимаемому им объему. Плотность для лаков меньше единицы.

Морозостойкость - способность материалов выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание без нарушения своих свойств.

Цвет - цветовой фон, насыщенность и светлость. Цвет лакокрасочных материалов зависит от цвета пигментов, наполнителей и связующих. Цвет определяют как визуальным, так и инструментальным способом.

Блеск - способность материала направленно отражать световой поток. Блеск лакокрасочного покрытия определяется фотоэлектрическим методом.

Светостойкость - способность материала сохранять свой цвет под действием световых лучей. В процессе эксплуатации лакокрасочные материалы меняют свой цвет под действием ультрафиолетовых лучей естественных и искусственных источников освещения. Чем меньше эти изменения, тем выше светостойкость материала.

Атмосферостойкость - способность лакокрасочного покрытия сопротивляться разрушающему воздействию солнечных лучей, температурных колебаний, осадков и других атмосферных явлений. Атмосферостойкость определяется при помощи установок, моделирующих различные атмосферные явления, либо путем помещения образцов покрытий в атмосферные условия.

Механические свойства:

Прочность - степень сопротивления материала воздействию внешних сил вызывающих в нем внутреннее напряжение. Для лакокрасочных материалов, как правило, измеряют прочность при растяжении, изгибе и ударе.

Упругость - способность материала восстанавливать свою форму или объем после прекращения действия сил вызвавших деформацию.

Пластичность - свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования трещин и разрывов и сохранять вновь принятую форму и размеры после удаления нагрузки.

Твердость - свойство материала сопротивляться проникновению в него другого твердого тела.

Истираемость - способность материала сопротивляться уменьшению своей толщины и массы под действием трения.

Эластичность - способность материала испытывать значительные упругие деформации без разрушения.

Химические свойства:

Основные химические свойства лакокрасочных материалов характеризуют способность противостоять воздействию различных химических веществ. Например, кислотостойкость и щелочестойкость определяют способность лакокрасочных покрытий противостоять действию соответственно кислоте и щелочи.

Описание основных лаков:

Лак ПФ-283

ГОСТ 5470-75

Глянцевый лак применяют для покрытий по масляным краскам, металлическим и деревянным поверхностям, эксплуатируемым внутри помещений. Декоративные свойства лака делают его особенно привлекательным для использования в работе с мебелью.

Лак наносят на отшлифованную поверхность кистью или распылителем.

Время высыхания каждого слоя лака при 20С до 36 часов.

Расход лака на однослойное покрытие - 70-75 г/кв.м. Для разбавления лака применяют скипидар или смесь скипидара с уайт-спиритом в отношении 1:1.

Традиционными считаются лаки на синтетических растворителях; основным их неудобством является сильный запах при нанесении, вызывающий у многих аллергию. В последнее время появилось семейство лаков на водной основе. Водные паркетные лаки производят на двух типах связующего: полиуретане и (или) акрилате. Выбор лака определяется как возможностями и потребностями , так и видом защищаемого паркета. Большинство типов древесины хорошо работает как с лаками на синтетических растворителях, так и с водными. Некоторые виды дуба и бука предполагают использование лаков только на синтетических растворителях. Лаки на чистом полиуретане имеют хорошую износостойкость, но невысокую стойкость к бытовой и просто химии, алкоголю, воде. Лаки на основе акриловых смол быстро высыхают, имеют меньшую стойкость к истиранию, но высокие прочность и твердость. Двухкомпонентные лаки (содержащие и полиуретан, и акрилат) обладают достоинствами однокомпонентных лаков на водной основе. Они имеют небольшое время высыхания, формируют износостойкую пленку, которая хорошо шлифуется и устойчива к бытовой химии. Полиуретановые лаки на жирных кислотах имеют исключительную износостойкость и стойкость к химическим веществам.

Лак, нанесенный на паркет, тоже имеет свои эффекты. Многослойное покрытие пола лаком создаёт оптический эффект, когда элементы рисунка приобретают контраст и кажутся объёмными. Паркет сияет, привлекая к себе внимание и подчёркивая общий интерьер помещения. Кроме того, не следует забывать о другой функции лака: он защищает пол от воздействия влаги и механических нагрузок.

Лаки делятся на дисперсионные, реактивные и лаки на основе искусственных смол. При обустройстве пола следует придерживаться такой системы: для дисперсионных лаков использовать дисперсионные грунтовки, а для лаков на растворителях и реактивных - грунтовки на растворителях. Сейчас широкое распространение получили экологически чистые лаки на водной основе. Они почти не меняют естественный цвет древесины, позволяя получить естественный красивый пол.

Двухкомпонентные лаки на полиуретановой основе (PUR-лаки или DD-лаки) образуют самую прочную и высокоэластичную пленку, стойкую к химическим воздействиям.

Лаки на растворителях хорошо пропитывают древесину и потому существенно меняют ее окраски. Они хороши для «капризных» пород дерева: бука, ясеня, клена, вишни. При нанесении нужно учитывать, что лак засыхает только при доступе кислорода, поэтому проветривание помещения обязательно. Такие лаки нужно наносить очень тонким слоем, иначе нижняя часть пленки не затвердеет, и поверхность в результате получится морщинистой.

7. Заключение

В деревообрабатывающем производстве применяют автоматизированное оборудование, основанное на принципах механической обработки древесины. При этом имеют в виду такую обработку, в результате которой получают изделия или материалы заданных размеров и формы без изменения химического состава древесины. Механическая обработка осуществляется резанием, раскалыванием, прессованием, гнутьем.

Резание -- обработка, при которой нарушаются связи между частицами древесины по заданному направлению.

Раскалывание -- разделение древесины вдоль волокон инструментом клиновидной формы.

Прессование -- обработка древесины давлением с целью ее уплотнения за счет сокращения внутриклеточных и межклеточных полостей.

Гнутье -- обработка древесины давлением с применением шаблонов, чтобы придать заготовке криволинейную форму.

Кроме механической обработки в деревообрабатывающем производстве применяют процессы нагрева и сушки, склеивания, а также сборки и отделки. В этих процессах наряду с физическими явлениями большую роль выполняют химические.

В деревообрабатывающем производстве наиболее распространено резание или обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала. Такая обработка осуществляется режущими инструментами. Процесс резания характеризуют три основных показателя: материал (древесина) -- то, что мы обрабатываем, инструмент -- то, чем обрабатываем, и рабочие движения инструмента или обрабатываемого материала.

На условия резания оказывают существенное влияние свойства обрабатываемой древесины. Древесина имеет слоистоволокнистое строение и состоит из растительных клеток. Клетка -- это полость, окруженная стенками (оболочкой). Разрушение древесины при резании означает разрушение стенок ее клеток.

Механическая переработка древесины заключается в изменении ее формы пилением, строганием, фрезерованием, лущением, сверлением, раскалыванием. В результате механической обработки получают разнообразные товары народного потребления и промышленного назначения, продукцию и сырье для смежных перерабатывающих отраслей промышленности. Механическим истиранием древесины получают волокнистые полуфабрикаты.

До сих пор еще не найден сколько-нибудь экономически выгодный способ переработки коры. Хотя и делали в прошлом попытку перерабатывать ее в плиты, но с экономической точки зрения эта продукция не заслуживала внимания. С созданием научно-технических и материальных предпосылок для более полного использования древесины и в этой области в ближайшие годы можно предвидеть определенный прогресс.

Соединение деревянных деталей в конструкции типично прежде всего для строительных и мебельных комбинатов. С помощью различных способов сборки, например шпонок, шипов, шурупов, гвоздей, клеев и т. п. возникают строительные детали и мебель.

В процессе механической переработки древесного сырья получают измельченную древесину в виде древесных частиц различной формы и размеров: щепу, дробленку, стружку, опилки, древесную муку и древесную пыль (ГОСТ 23246--78).

Механическая переработка древесины включает в себя также и производство фанеры. Фанера пользуется постоянным и неизменным спросом, как со стороны различных производств, так и со стороны населения. Это определяется необычными потребительскими свойствами фанеры, обладающей большой ироничностью при малой толщине и весе, высокой сопротивляемостью растяжению во всех направлениях и стойкостью к воздействию внешней среды. Производство фанеры требует много сырья - 2,5-3 м: древесины на 1 м3 фанеры. Поэтому фанерные предприятия, как правило, размещаются вблизи крупных массивов леса, в районах транспортировки древесины водными путями, а также в центрах механической ее переработки. Уже давно сложились центры производства фанеры в Северном, Северо-Западном, Центральном и Уральском районах.

Список используемой литературы

1. Буглай Б.М., Гончаров Н.А. Технология изделий из древесины. М.: Лесн. пром-сть„ 1985.

2. Буглай Б.М., Гончаров Н.А. Технология изделий из древесины. М.: Лесн. пром-сть„ 1985.

3. Калитеевский Р.Е. Лесопиление в XXI веке. Технология. Оборудование. Менеджмент. СПб.: «Профи-информ», 2005.

4. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. М.: Изд-во МГУЛ, 2001.

5. ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

6. ГОСТ 13715-78 «Плиты столярные. Технические условия».

7. ГОСТ 7016-82 «Изделия из древесины и древесных материалов. Параметры шероховатости поверхности».

8. ГОСТ 99-96, ГОСТ 99-89 «Шпон лущеный. Технические условия».

9. ГОСТ 11235-75 «Смолы фенолоформальдегидные. Методы определения свободного фенола».

10. ГОСТ 23246-78 «Древесина измельченная. Термины и определения».