Алгоритм способов механической обработки лесоматериалов

Механические способы обработки древесины

Способы обработки древесины должны применяться с учетом дальнейших предназначений этого материала. Так, механические методы работы с будущими заготовками используются до пропитки и представляют собой последовательное снятие верхних слоев древесины для того, чтобы достигнуть нужной формы. Дерево обрабатывается с четырех сторон, пока не получится чистая и ровная поверхность. Все эти операции относятся к механическим.

Механическая обработка древесины

Механическая обработка может быть двух видов. Химический состав древесины в любом случае остаётся прежним. Зато происходят другие изменения.

• Нарушение связи на уровне соединения частиц. Это значит, что дерево проходит стадии, когда его распиливают, строгают, проводят фрезеровочные работы, сверлят, долбят.
• Без нарушения связей между мельчайшими частицами. К таким способам относят прессование и гнутье.

Пиление и распиловка

Это один из самых древних видов работы с деревом. Первоначально в его основе было разрубание. Позднее добавились ещё два способа. Итак, при резании возможно разделить материал на нужные заготовки, а также убрать лишнюю длину, ширину, объем. В результате должна получиться деталь нужного размера.

Особенность процесса в том, что происходит разрыв между элементами структуры клеток и волокон материала. Принципов такой обработки несколько. В зависимости от количества ножей (резцов), принимающих участие в этом процессе, выделяют два вида работы с деревом.

Разрезать заданный материал можно с выделением стружки, а именно путем фрезерования, пиления:

• строгание при помощи резца, движения которого строго по заданным прямым линиям;
• фрезерование, процесс происходит при помощи резца, который непрерывно вращается;
• распиловка древесины;
• дробление, а именно выработка определённых отверстий на заданную глубину;
• сверление – сквозное или частичное;
• точение древесины;
• лущение элементов заготовок;
• шлифование.

И без стружкообразования, в том числе при создании шпона, а затем дальнейшего его раскроя при помощи ножниц:

• раскол как готовых заготовок, так и целых бревен;
• разрезание, процесс происходит при помощи специальных ножниц;
• штампование листовой древесины при помощи высечки.

Согласно техническим условиям механическая обработка древесины разрешает наличие некоторых погрешностей, в том числе, во внешнем виде заготовок. Это могут быть внутренние трещины и свилеватость на месте распила.

Каким образом может быть распилено дерево — показано на схематичном рисунке

Инструмент для обработки древесины

Инструменты для выполнения такой механической обработки древесины следующие:

• Фрезы. Это несколько резцов, которые позволяют проводить распиловку с минимальным количеством шероховатостей. Чем мельче фреза, тем более гладкой получается поверхность. При работе выделяется некоторое количество стружки.
• Множественное количество фрез – это уже пила. Она может снимать определенное количество древесины как сверху, так и по краям заготовки.
• Один резец – нож. Одним ударом он разрезает древесину. В результате стружек нет. В заводских условиях при использовании высокоточных инструментов поверхность получается максимально ровной.

Каждый из резцов имеет лезвие в режущей кромке, а также грани (боковые и задние). Для качественного выполнения работы важно не только подобрать размер резцов, но и точно установить угол заострения и выставить плоскость резания. При хорошо заточенных режущих элементах можно добиться достаточно ровной поверхности даже при работе с маленькими заготовками.

Виды распилов

После механических способов обработки из срубленного бревна получается пиломатериал. От того, какой он формы, фактуры и размера выделяют следующие виды распилов древесины:

• Тангенциальный.
• Радиальный.
• Рустикальный.
• Поперечный.

Каждый из перечисленных видов применяется не только исходя из того, что планируется получить, но и обязательно учитывается вид дерева и его структура.

Схема с изображением некоторых видов распила

Тангенциальный и радиальный

Тангенциальный распил проводится на заданном расстоянии от сердцевины бревна по касательной относительно годичных слоев дерева. После такого распила текстура готовой доски далеко не однородная.

Здесь возможны древесные поры. Учитывая, что волокна древесины не имеют одного направления, тангенциальный распил приводит к созданию на плоскости естественных узоров. Такой метод распила довольно экономичный.

Радиальный распил имеет коэффициент усушки в два раза лучше, чем при распиле тангенциальным способом. При таком способе плоскость распила располагается строго перпендикулярно относительно годовых колец. Расстояние между годовыми слоями получается минимальным.

А структура на месте распила максимально однородной, без даже минимальных щелей. Такой метод распила применяется в технологии изготовления клееного бруса. В этом случае бревно делится на 4 части, с каждой из которых отпиливаются доски по очереди.

Таблица сравнения видов распила

Радиальный способ	Тангенциальный способ
Улучшенные характеристики сушки	Высокие механические характеристики
Одинаковая структура распила	Геометрическая стабильность размеров
Высокие характеристики разбухания	Наличие естественных узоров
Высокая цена, широкое применение	Доступная цена

Рустикальный и поперечные виды распила

Эти два способа менее популярны, чем вышеизложенные. Поперечный распил предполагает, что древесина режется поперек, а на его месте будут видны концентрические окружности. Такой метод обработки достаточно дорогой, подходит он только к определенным сортам дерева и используется преимущественно при создании художественного паркета.

Рустикальный способ распила показывает на месте среза продольные полосы. Метод такой работы с древесиной дорогой и довольно редкий. Здесь недопустимо наличие не только трещин и сучков, но шероховатостей и даже незначительных повреждений. Готовый материал обладает не только безупречным внешним видом, но и высокой износоустойчивостью. Используется исключительно для создания паркета высшего сорта.

Источник

Механическая обработка дерева: способы, инструменты и материалы

Лесоматериалы в нынешней строительной индустрии невероятно популярны. Их используют для выполнения и решения самых разных задач. Конечно, это вовсе не значит, что такой вид материалов применяется исключительно в строительстве. Их используют и при изготовлении музыкальных инструментов, и при создании спортивного инвентаря.

Сфера применения лесоматериалов довольно обширна! Поэтому сейчас крайне важно, чтобы их изготавливали с соблюдением экологических норм и правил. И хорошо об этом известно! Поэтому они производят только экологически чистую древесину. Для этого было сделано очень многое. К примеру, на предприятии установили новую трубу для вывода воздуха. Ее высота составляет 95 метров. Также были заменены и канализационные трубы, поэтому нет никакого риска, что отходы производства попадут в почву или воздух.

Да и в целом все отходы — это пар и вода, которые не составляют никакого вреда для окружающей среды!

Но какие же существуют методы производства лесоматериалов и обработки древесины? Всего таких метода три:

1. Первый метод исключительно биологический.
2. Второй имеет химическое происхождение.
3. Третий метод полностью механический.

Рассмотрим более детально каждый из них, чтобы понять в чем кроются главные особенности.

Что такое механическая обработка

Действующие нормативные документы определяют механическую обработку древесины как действия, в результате которых должны получиться заготовки или готовые изделия заданной формы и размеров, и при которых не происходит изменения химического состава дерева.

Работа с древесиной регламентируется множеством нормативных документов, среди которых наиболее известны следующие:

1. ГОСТ 23431-79 (СТ СЭВ 6830-89). «Древесина. Строение и физико-механические свойства. Термины и определения».
2. ГОСТ 7307-75. «Детали из древесины и древесных материалов. Припуски на механическую обработку» (с Изменением N 1).
3. ГОСТ 17743-2016. «Технология деревообрабатывающей и мебельной промышленности. Термины и определения».

Защита деревянных конструкций

К сожалению, при всей природной красоте и экологичности изделия из дерева подвержены разрушению в следствии гниения, особенно, если эти конструкции находятся на открытом воздухе, где существуют перепады температур, атмосферные осадки, пыль и ветер.

Для защиты деревянных конструкций используют три типа защиты:

• окрашивание изделий специальными красителями, которые не только улучшают внешний вид, но и предотвращают попадание внутрь изделия влаги, болезнетворных микроорганизмов; красящие составы могут иметь натуральную и синтетическую основу;
• пропитка изделий специальными составами, заполняющими все внутренние пустоты деревянного изделия, что способствует продлению срока службы;
• антисептические покрытия — нанесение на поверхность деревянной конструкции специального химического состава, предотвращающего попадание внутрь бактерий, вызывающих гниение и разрушение.

Нанесение защитных составов производится кистью, специальным малярным валиком, либо распылением через краскопульт. Для осуществления пропитки используют специальные ванны, в которые погружается изделие. Но, если это невозможно ввиду больших размеров, то пропитки наносятся так же, как краски и антисептики.

• Дисковая пила для работы по дереву: о том, как выбрать инструмент
• Характеристика пропиток для дерева
• Как работает ленточная пила по дереву и ее сборка

Завершающий этап — шлифование получившихся заготовок с помощью шлифовальных шкурок.

К наиболее популярным электрическим инструментам для обработки дерева механическим способом относятся электролобзик, электродрель, а также шлифовальные машины.

Для электролобзика необходимо правильно подобрать пильные полотна в зависимости от конкретной породы дерева, — необходимы пилки с шагом зубчиков в диапазоне 2,5–4 мм.

Сверления производят электродрелью, сменной деталью в которой являются сверла — режущие инструменты различного диаметра и формы. К наиболее распространенным видам сверл можно отнести следующие:

— винтовое — для сверления отверстий небольшого диаметра, используется для древесины любых пород;

— перьевое —для сверления отверстий большого диаметром до 50 мм и глубиной —до 150 мм;

— сверло Форстнера — симбиоз сверла и фрезы (инструмент с несколькими режущими лезвиями или зубьями);

— фрезерное сверло, имеет режущие кромки, расположенные по всей длине;

— кольцевое сверло — для сверления отверстий, в том числе большого диаметра.

При работе с электрическими инструментами заключительным этапом также является шлифование. Для него применяются шлифовальные машинки, которые выравнивают поверхность обрабатываемой заготовки. Для машинок важно подобрать подходящий шлифовальный диск с абразивным материалом для грубой и более мягкой обработки.

Мастер на все руки

Дачный вопрос Работа с деревом Разметка поверхности Пиление

Строгание Долбление и сверление Соединение деталей

Виды древесины
Древесина — это, пожалуй, наиболее распространенный материал, используемый для строительства сооружений малой архитектуры. Все древесные породы подразделяются на хвойные и лиственные. К хвойным относятся ель, сосна, лиственница, кедр. Древесина большинства из них обладает небольшим удельным весом и содержит смолистые вещества, предохраняющие ее от различных заболеваний, загнивания и грибковых поражений. Хвойные породы хорошо поддаются обработке и имеют красивую текстуру.

хорошо удерживает металлические крепления. Она достаточно твердая, легкая, малоусыхающая, но подвержена гниению. Кроме того, для ели характерна высокая сучковатость, что существенно затрудняет ее обработку. Преимуществами еловой древесины являются однородность структуры, почти белая окраска и сравнительно небольшая смолистость. Из ели рекомендуется изготавливать второстепенные детали либо облицовывать ее более ценными древесными породами или декоративными синтетическими материалами.
У сосны
твердая и прочная древесина, пригодная к обработке и склеиванию. Но она недостаточно хорошо окрашивается и поддается другим видам отделки. Несмотря на это, сосна чаще всего используется, к примеру, для производства мебели и фанеры.
Древесина лиственницы
по своей плотности и прочности почти в три раза превосходит древесину сосны. Лиственница очень устойчива к загниванию. Так, достоверно известно, что дома, возведенные в Санкт-Петербурге еще в эпоху Петра I, стоят именно на лиственничных сваях. Древесина обладает декоративным текстурным рисунком, поэтому неплохо смотрится даже без дополнительной отделки.
Древесина сибирского кедра
устойчива к гниению. Она сравнительно мягкая, но вместе с тем обладает большими плотностью и прочностью и неплохо поддается обработке. Широкое применение в столярном производстве и строительстве нашли также лиственные породы: береза, дуб, бук, ясень, клен, грецкий орех, ольха, осина, фруктовые и другие деревья.
Древесина березы
однородна по строению, обладает средней прочностью и плотностью, неярко выраженной и однородной по строению текстурой. Среди недостатков березовой древесины следует назвать следующие: она подвержена короблению и растрескиванию, сильно усыхает, легко поддается загниванию и зачастую поражается червоточиной. Есть у нее и несомненные достоинства. Древесина березы хорошо обрабатывается инструментами, легко полируется, склеивается и окрашивается. С помощью соответствующих красителей березе можно придать вид серого клена, грецкого ореха и даже красного дерева.
У дуба
очень прочная и устойчивая к загниванию древесина. У нее красивый цвет и декоративный рисунок текстуры. Она практически не подвержена короблению и растрескиванию. Поскольку в состав дубовой древесины входят дубильные вещества, она легко поддается протравливанию. Если дуб на протяжении десятков лет выдерживать в воде, он становится очень твердым и приобретает красивый черный цвет. Такая древесина получила название мореной. Она применяется для изготовления очень дорогой мебели. Дуб является идеальным материалом для садового строительства, но следует иметь в виду, что его древесину достаточно сложно обрабатывать, особенно строгать, пилить и долбить.
Бук
по своим свойствам близок к дубу. У него такая же плотная, прочная и твердая древесина. Однако в процессе сушки его древесина зачастую растрескивается, коробится, загнивает или поражается червоточиной. Бук используется для имитации розового и красного дерева, а также грецкого ореха. Из его древесины изготавливаются гнутые детали, шпон, а также столярный инструмент.
Древесина ясеня
по своему внешнему виду напоминает дубовую, но легче поддается обработке, т. к. мягче. Поскольку в ясене не содержится дубильных веществ, он недостаточно стоек к повышенной влажности и другим атмосферным воздействиям. Это следует учитывать при использовании его в строительстве.
У клена
плотная, прочная и слабоусыхающая древесина. Она незначительно подвергается короблению, но легко загнивает и поражается червоточиной. Клен хорошо поддается обработке инструментами, склеиванию, отделке и окрашиванию. Его древесина применяется в том случае, если требуется изготовить детали из массива, а также для резных работ.
Грецкий орех,
как никакая другая порода, обладает многообразной декоративной текстурой и богатой цветовой гаммой. Его древесина хорошо обрабатывается, легко отделывается и режется в различных направлениях. Этот материал применяется в виде массива и шлона для различной резьбы, облицовки, а также в мозаике.
Древесина ольхи
легкая, мягкая, при сушке коробится незначительно, хорошо режется, склеивается, полируется и окрашивается. Нередко ольха используется для имитации черного и красного дерева, грецкого ореха.
Свойства древесины осины
в основном схожи с качествами древесины ольхи. Отличие состоит лишь в том, что осина в большей степени подвержена загниванию. Изготовленные из нее детали рекомендуется облицовывать более дорогими породами дерева или синтетическими покрытиями. Из фруктовых деревьев для производства мебели можно использовать груши.
Древесина груши
практически не коробится, не растрескивается, хорошо поддается обработке инструментом, склеиванию, окрашиванию и другой отделке. Древесина груши плотная, прочная и твердая, обладает однородной структурой. В нормальных условиях она может достаточно долго храниться, не подвергаясь поражению червоточиной. Эта порода обычно применяется для имитации черного дерева, отделки древесины более низкого качества, а также для ажурной резьбы. Древесина яблони, вишни, абрикоса и других плодовых деревьев твердая, прочная, многообразная по окраске и отличающаяся своеобразным текстурным рисунком. Изделия, изготовленные из древесины этих пород, выглядят очень изысканно.

Сосна	Ель	Лиственница
Кедр	Вишня	Ольха
Дуб

Для использования в строительных целях пригодна только сухая древесина с содержанием влаги не более 10-15%. Она не коробится, легче поддается обработке, лучше склеивается, на ней прочнее держится краска и другая отделка. Влажная древесина в процессе эксплуатации рассыхается, трескается и деформируется. Поэтому, прежде чем приступить к обработке, влажную древесину, а также пиломатериалы из только что срубленного дерева необходимо тщательно просушить.

Для уголков отдыха и открытых террас, оборудованных рядом с домом, не обязательно приобретать дорогостоящую садовую мебель в магазинах. Поверьте, не менее эффектно выглядит мебель, изготовленная своими руками, что называется, из подручных материалов.

На сайте есть:

Фильтрующий колодец для летнего душа Массивная доска порта вита – качество, прочность, практичность Покупать дачу или строить самостоятельно? Что такое плодородие почвы Плодовые деревья и кустарники на дачном участке Архитектурно-планировочное решение усадьбы Эффективная борьба с сорняками Все работы на даче — хоздвор

Что получают в результате

В результате обработки из древесины получаются следующие виды материалов:

• доска — плоский с обеих сторон кусок дерева, ширина доски находится в зависимости от ее толщины и должна превышать ее не менее, чем в два раза;
• брус — в отличие от доски имеет одинаковую ширину и толщину, равную 100 мм, или свыше этого значения;
• шпон — тонкие древесные листы необходимой толщины, полученные в результате распиловки вдоль бревна или бруса. Толщина шпона находится в диапазоне 0,1-10 мм;
• кругляк — оцилиндрованное бревно, дерево без верхушки с поверхностью, зачищенной от веток, сучков и неровностей.

Для работников, выполняющих обработку древесины, необходимо использовать средства индивидуальной защиты. Так, при работе на им необходима защита рук, органов зрения, а также дыхания и слуха. Одежда и обувь работающих на деревообработке должны быть удобными, чтобы не стеснять движения.

Обработка древесины биологическим путем

Данный метод наиболее часто применяют тогда, когда есть необходимость в переработке древесины низкого качества. Также этот метод применяют и для переработки различных древесных и сельскохозяйственных отходов для того, чтобы на выходе получить такой ценный продукт, как кормовые белковые дрожжи.

Надо сказать, что при биологическом способе переработке древесины производят также:

В чем заключается главная задача биологического способа переработки древесины? Прежде всего, этот способ дает возможность обеспечить сельхозпроизводство таким необходимым сырьем микробиологического синтеза. Здесь важно отметить, что любое сырье, которое изготовлено из натуральной древесины, является экологически чистым.

На любом заводе, который занимается обработкой древесины, ее распилом и так далее, технологический процесс обработки натурального дерева делится на несколько этапов. и каждый из них имеет свои определенные свойства, которые позволяют получить конечную продукцию в соответствии с требованиями рынка и экологическими нормами.

Виды переработки

Методы переработки древесного сырья подразделяют на три группы: механические, химико-механические и химические.

Механическая переработка древесины включает в себя изменение её формы посредством пиления, строгания, фрезерования, лущения, сверления, точения, резьбы, раскалывания и измельчения.

В ходе химико-механической переработки получается промежуточный продукт из древесины, который имеет однородную структуру и размер, — специальная резаная стружка, дроблёный шпон. Путем химико-механической переработки изготавливают такие материалы как фанера, столярные, древесностружечные и цементно-стружечные плиты, арболит и фибролит. Химико-механическим методом пользуются и при изготовлении волокнистых полуфабрикатов в целлюлозно-бумажной промышленности.

Химическая переработка древесины производится при помощи термического разложения, под воздействием растворителей — щелочей, кислот, кислых солей сернистой кислоты. Термическое разложение, которое называют пиролизом, происходит при помощи нагревания древесины без доступа воздуха. В процессе пиролиза получают твёрдые, жидкие и газообразные продукты, самый известный из которых древесный уголь.

Посредством механической обработки получают измельченную древесину, которая представляет собой частицы различной формы и величины, к примеру, щепа, дроблёнка, стружка, опилки, древесная мука и древесная пыль. Пилёные лесоматериалы — получают при помощи распиливания в продольном направлении круглых лесоматериалов. Кроме пилёных материалов бывают и строганные, такие как строганный шпон, доски и бруски, а также древесная стружка и древесная шерсть, представляющая собой длинную тонкую стружку, применяемую в процессе производства фибролита. Путем лущения получают лущеные лесоматериалы, среди которых лущёный шпон и спичечная соломка. Половую доску, вагонку и плинтус получают при помощи фрезерования лесоматериалов.

Немаловажное значение имеют и колотые лесоматериалы, получаемые раскалыванием круглых лесоматериалов, к примеру, плаха — круглый материал, расколотый пополам или баклуша — кусок дерева со сколотой заболонью, который предназначается для вырезания мелких изделий, к примеру, ложки.

Круглые лесоматериалы, или кругляк — представляют собой лесоматериалы, которые получают в процессе поперечного деления. К ним относят долготьё — отрезок хлыста, который имеет длину, кратную длине получаемого при раскряжёвке сортимента с припуском на разделку, комбинированное долготьё — долготьё для разделки на сортименты различного предназначения, а также бревно, являющееся круглым сортиментом, кряж который является отрезком нижней, комлевой части ствола и колоду — короткое толстое бревно. Бревно используется или в круглом виде (кроме тонкомерной рудничной стойки, жердей и кольев), или как сырье для изготовления пиломатериалов общего предназначения, а также специальных типов продукции. Из кряжа производят специальные виды лесопродукции, к примеру, облицовочный шпон, фанеру, тару, лыжи, спички, шпалы. На колоде чаще всего рубят мясо или колют дрова. Помимо этого из нее изготавливают корыта, гробы, притолоки над дверью, челны, улья.

Источник