Производство ДСП (древесно-стружечных плит)
Древесно-стружечная плита (ДСП) — это популярный в настоящее время стройматериал. Такому успеху способствует внешний вид листов, некоторые характеристики, улучшенные в сравнении с древесиной, а также их относительная дешевизна. Среди улучшенных параметров ДСП выделяются следующие:
- сопротивляемость древесным насекомым-вредителям;
- более высокая устойчивость к трещинам и различным дефектам;
- более простая обработка листов;
- более высокая огнеупорность
- доступность листов: в сравнении с древесиной она является более дешёвой.
Именно эти характеристики и сделали листы ДСП одним из самых используемых в разных сферах материалов. К тому же производство ДСП является хоть и трудоёмким, но весьма прибыльным и рентабельным, ведь окупиться может в среднем за 1-1,5 года.
Что это такое?
ДСП — листовой композитный материал, произведенный путём прессованная древесных опилок и стружек при высоких температурах со связующим неминеральным веществом и введением различных добавок, которые необходимы в различных случаях для повышения тех или иных свойств получаемого листа. Производство данного материала достаточно дорогостоящее, но при текущих ценах на готовый продукт, за 1-2 года окупается приобретённое оборудование.
В зависимости от разных показателей существует несколько классификаций ДСП. Некоторые классификации приведены ниже.
Основные виды
В документации ГОСТа СНГ выделяют следующие характеристики для классификации:
- По числу слоев ДСП разделяется на однослойные, двухслойные, трехслойные и многослойные. При чём, тенденция такая: чем большее число слоёв, тем более плотная и прочная получается в итоге плита.
- По классу эмиссии. Эмиссия определяет объём формальдегида, который, будучи добавленным при производстве, выделяется в воздух из 100 г плиты. Различают 2 класса: Е1 и Е2, при этом первый более экологичный, безвредный для людей, содержание вредных веществ в нём менее 10 мг. Другой класс содержит формальдегида более 10 мг. Плиты такого класса пригодны к применению в строительстве и производстве вместе с хорошей вентиляцией или на открытом воздухе. Существует также сертификат для ДСП, который подтверждает его класс эмиссии. Сертификат выдаётся специальным органом, имеет установленный образец и распространён на территории СНГ. Действующие в Европе стандарты оценки токсичности формальдегида отличаются от принятых в странах СНГ.
- По плотности ДСП выделяются плиты с малой плотностью (550 кг/м³), со средней — 550–750 кг/м³, с высокой – более 750 кг/м³.
- ДСП бывает 2 типов, Р1 и Р2, и зависит от физико-механических характеристик листов: стойкости к изгибанию, искривления, гидрофобности и др. При этом тип Р1 предназначен для применения в условиях отсутствия влажности, а Р2 — для применения внутри помещения, в том числе и производства мебели, для применения в условиях в отсутствия влажности.
- Выделяют 2 сорта по характеристике внешнего состояния листов ДСП: I сорт (без изъянов или почти без изъянов), II сорт (допускаются крупные изъяны верхнего слоя). Для плит с существенными недостатками применяется также название без сорта, его можно использовать в ремонтно-строительных работах.
- По внешнему слою ДСП выделяются листы с мелкоструктурным верхним слоем (допустимо покрытие полимерами), обычным (можно облицовывать шпоном) и крупнозернистым (используются при ремонтно-строительных работах)
- Различают также по уровню обработки наружного слоя шлифованные (Ш) и нешлифованные (НШ) плиты ДСП.
Из чего производят ДСП
Для изготовления ДСП необходимы три составляющих: древесная сружка, связывающее вещество (чаще всего смола или производные формальдегида) и добавки для получения новых свойств.
Сырьё
В качестве сырья выступают различные отходы деревообработке, лесозаготовок и лесопилок. Сюда относятся такие виды:
- круглые пиломатериалы низкого качества;
- сучья;
- срезки;
- стружки;
- опилки;
- дровяные горбыли или обапол низкого качества;
- низкокачественная комлевая часть древесины или откомлевка;
- обрезки хлыста.
Становится понятной важность и значение изготовления плит. Из отходов и лесоматериалов низкого качества получается материал, пригодный для производства изделий, долговечных и высокого качества, а стружечная и опилочная переработка повышает выход деревообработки до 90 %.
Связующее вещество
Чтобы древесные отходы склеивались между собой в смесь сырья необходимо добавить связующее вещество. Для первого прототипа листа ДСП воспользовались казеиновым клеем в 1887. И только через 46 лет пришли к использованию смол вместо клея в качестве связующего вещества. Первые смолы, которые начали применять в производстве — фенольная и карбамидная. Для производства плит ДСП, предназначенных для наружной облицовки, в качестве связующего используют карабамидоформальдегидные смолы, модифицированные меланином. При этом их атмосферостойкость будет низкой. Для получения ДСП с высокой атмосферостойкостью добавляли в древесное сырьё фенольные смолы или диизоцианаты.
Кроме них ещё были распространены такие смолы, как фенолокрезольные и ксиленолоформальдегидные. В итоге для ускорения процесса отвердения стали добавлять более концентрированные производные формальдегида и для реакции с ним едкий натр. При реакции едкого натра с производными формальдегида получается щёлочь и выделяется в атмосферу газ формальдегид. Поэтому для использования в производстве ДСП для мебели и отделки помещений они не годятся. Для снижения токсичности и выбросов в атмосферу от фенола и ксиленола отказались, и в ход идут смолы с меньшим объёмом образующейся щёлочи, или вообще без неё. В настоящее время есть такие экологичные смолы, которые выбрасывают в атмосферу не более 0,5 мг формальдегида на 100 г плиты. Также применяются слаботоксичные смеси, которые практически не несут вреда ни экологии, ни здоровью.
Специальные добавки
Применяются только для добавления листам ДСП особых характеристик. Зачастую объём подобных добавок составляет около 6–10 % от массы древесных частиц.
Характеристики, которые могут получить при производстве ДСП: огнеупорность, гидрофобность, повышение уровня прочности. Добавки, которые позволяют достичь перечисленных характеристик — антипирен, гидрофобизатор, антисептик.
Производство ДСП
Технология производства древесных плит состоит в смешивании древесного сырья с клейким агентом и прессовании под высоким давлением и температурой. Цикл производства помогает превратить некондиционную вязкую смесь в готовое изделие.
Оборудование
Технологический цикл изготовления ДСП основан на применении несложного и высокопроизводительного оборудования, представляющего собой единый комплекс. Применение высоких технологий на линиях производства не является обязательным, несмотря на то, что настройка и поддержка состояния непрерывного производства всех машин линии — задача непростая, которую нельзя решить стандартным способом.
В состав линии по производству плит ДСП входят:
- смесители – необходимые для достижения сырьём однородности при смешивании опилок и связующего (композит смолы с термоотвердителем, в который могут добавляться специальными вещества, придающие особые характеристики плитам);
- устройства для придания формы – именно они формируют вязкую смесь древесного сырья со связующим веществом в порции для производства плит;
- аппараты для прессования при высокой температуре – необходимы для того, чтобы сформированная заготовка ДСП затвердела под высокими давлением и температурой;
- аппараты для охлаждения – ответственные за ускорение остывания спрессованных листов;
- устройства для обрезки краёв – для удаления торцов плит;
- станки для шлифования – придают гладкость сформированному верхнему слою плит.
При этом устройства работают на автомате, а управление качеством и поддержка системных настроек на заданном технологическом уровне происходят одновременно.
Технология изготовления
Технология производства ДСП — процесс достаточно трудоёмкий, однако при должной автоматизации не требует много внимания и контроля со стороны людей.
Сначала происходит переработка сырья. В неё входят такие этапы как: получение или выгрузка стружки; сортирование стружки по размеру; и очищение от примесей. В рамках первого этапа происходит анализ древесины на её фракцию: если мелкая, то она переходит дальше; иначе подвергается измельчению, после чего переходит дальше. Второй этап — сортирование стружки по размеру. Именно тут сепараторы разделяют на мелкие и крупные части и размещают их в разных ёмкостях. Для поверхностного слоя используется стружка и опилки мелкие, а также пыль шлифовальная. При этом внутренний слой содержит этих составляющих до 20 % от общей массы. После очистки от примесей полученная смесь переходит на вторую стадию.
Вторая стадия цикла — сушка полученной смеси. При этом стружку различных слоёв сушат раздельно, чтобы соблюсти нормы по влажности. Так, влажность итоговой смеси для внутреннего слоя должна быть в пределе 2—4 %, а для остальных слоёв — 4—6 %. При производстве плит обычно используют конвекционные сушки.
После того, как стружка просохла, начинается 3 стадия, во время которой стружка покрывается связующим веществом или смесью. Важно, чтобы каждая отдельная стружка была покрыта смесью для лучшего связывания в единый слой. При этом надо также рассчитывать правильный % связующего вещества, чтобы избежать перерасхода. Обе эти характеристики влияют на качество итоговой плиты.
Формирование из полученной вязкой массы формы древесной плиты. За это отвечают устройства для формовки, которые как раз и разделяют ковёр вязкой смеси на порции, из которых потом будут изготовлены листы ДСП. Тут главное, чтобы смесь была распределена равномерно как в длину, так и в толщину, иначе качество плиты будет ниже.
Далее порция следует к прессу. Там её спрессовывают при давлении, равном 30-40 кг/см2, и температуре 180–220 °C. При этом распространены 2 вида агрегатов: экструзионный и плоский. В результате прессовки получается почти готовый лист ДСП, однако ещё горячий.
Полученную плиту ДСП надо остудить в силу 2 причин. 1-ая — высокая температура после выхода из термопрессовочного агрегата, 2-ая заключается в разбеге по температуре и влажности между слоями, который весьма значителен. Так, разница во влажности может доходить до 7-10 %, что может вызвать внутренние напряжение, что при последующей обработке плиты горячей привести к деформации ДСП.
Поэтому далее следует стадия охлаждения и резки, во время которой лист ДСП остужается до такой температуры, при которой её удобно преобразовывать дальше. Зачастую, для охлаждения используют аппараты веерного типа.
После того, как плита охладилась, она по линии поступает сперва в устройство обрезки краёв, а потом и на шлифовальный станок. Устройство обрезки краёв уже приведёт ДСП плиту к заранее заданным размерам, а шлифовальный аппарат сделает поверхности плиты гладкими.
На этом процесс производства закончен. Далее плиты ДСП либо отправляются на покрытие защитными плёнками (ламинатной, шпоном, и другими), либо поступают на склад и в таком виде отправляются потребителям. Перед упаковкой ДСП сортируют по сортам.
Сертификат соответствия
В рамках отрасли есть 3 направления сертификации продукции, изготовленной производства ДСП проводится по трём направлениям:
- соответствие требованиям общепринятых стандартов (Стандарт СНГ, ГОСТ);
- соответствие безопасности пожарной;
- соответствие экологическим и санитарным требованиям.
Источник
Урок по технологии Получение пиломатериалов 5 класс
Пиломатериалы и древесные материалы
Название работы: Урок с использованием презентации.
Автор: Ясская Любовь Брониславовна и (e-mail: vodolei 12.02@ gmail . com )
Место работы: Муниципальное общеобразовательное учреждение. Средняя общеобразовательная школа №2 (МОУ СОШ №2), город Краснотурьинск.
Предмет : технология, комбинированный урок.
Тема : Пиломатериалы и древесные материалы.
Продолжительность : 2 урока по 40 минут.
Технологии : указать, какие ИКТ были использованы.
Тема урока: Пиломатериалы и древесные материалы
Цель: Формировать у учащихся знания по теме “ Пиломатериалы и древесные материалы ”.
Повторить пройденный материал по теме « Древесина – природный конструкционный материал».
Дать теоретические сведения по теме “ Пиломатериалы и древесные материалы ”, раскрыть основные понятия.
Научить учащихся определять по внешнему виду образцов виды пиломатериалов и древесных материалов.
Ознакомить с миром профессий при заготовке и обработке древесины.
Воспитывать инициативность, самостоятельность, чувство товарищества.
Развивать познавательную активность, умение анализировать, делать выводы, грамотно формулировать ответы, работать в группе, применять полученные знания на практике.
Тип урока: комбинированный
Методы обучения: словесные (беседа, объяснение, самостоятельная работа учащихся с литературой), наглядные (демонстрация наглядных пособий), практические приёмы (самостоятельная работа учащихся , письменные работы, тест), контроль и взаимоконтроль.
Демонстрационный материал: комплекты образцов древесных пиломатериалов, шпона, фанеры, ДСП, ДВП.
Обеспечение: карточки-задания, инструкционные карты, тесты, учебники технологии для 5 класса (вариант для мальчиков), тетрадь, словарь, компьютер.
I. Организационно-подготовительная часть
1. Приветствие учителя, контроль посещаемости.
2. Проверка готовности учащихся к уроку.
3. Сообщение цели урока (Слайд 2).
II. Повторение пройденного материала : Устный опрос учащихся по теме: «Древесина – природный конструкционный материал»
На прошлом занятии в конце урока вам было дано домашнее задание – подготовить мини-презентацию. 1 варианту на тему «Деревья хвойных пород», 2 варианту – «Деревья лиственных пород». Все ваши работы я проверила м сейчас мы посмотрим, что получилось (показ работ учащихся).
Для проверки освоения и закрепления материала по теме «Древесина – природный конструкционный материал», ответим на следующие вопросы:
— Какие породы древесины вы знаете? ( Деревья, имеющие листву, называются лиственными, а имеющие хвою — хвойными.
— К какой породе относится лиственница? (Хвойной, т.к. имеет вместо листьев хвою)
— Из каких частей состоит дерево? (Ствол, корни, сучья, листья или хвоя)
— Где применяется древесина? (Применяется при строительстве зданий и сооружений хозяйственного назначения, в мебельном и спичечном производстве. В химической промышленности и т.д.).
— Что показывают годичные кольца? (Возраст древесины)
— Что называют текстурой древесины? (Рисунок поверхности древесины, образованный в результате перерезания годичных колец и волокон)
III. Теоретическая часть
Изложение нового материала
(Слайд 3) Сегодня на уроке мы повторим материал прошлого урока;
ознакомимся с различными видами древесных материалов и пиломатериалов; способами их изготовления и областями применения;
миром профессий при заготовке и обработке древесины, н аучимся определять по внешнему виду образцов виды пиломатериалов и древесных материалов, в ыполним практическую работу.
(Слайд 4. Учитель начинает рассказ под звуки пения птиц в лесу)
«Лесные массивы занимают в нашей стране площадь свыше 700 миллионов гектаров. Несмотря на такие огромные лесные богатства, все должны бережно относиться к лесным запасам, так как они существенно влияет на климат, растительный и животный мир. Древесину можно назвать главным продуктом леса, которая кормила, одевала и согревала человека с незапамятных времён» [2, с.17]
(Слайд 5) «Чтобы вырастить древесину до размеров, когда она будет пригодна для получения пиломатериалов пройдёт 80 лет – для дуба, 60…70 лет – для берё1зы, 40…60 лет – для ольхи, липы, осины. Есть деревья, которые живут до 300 лет и более» [2, с.12]
(Слайд 6) Вопрос к учащимся : Вспомните ещё раз, как же определить возраст древесины? (ответы)
Древесина ствола дерева состоит из множества слоёв, которые на поперечном разрезе видны как годичные кольца. Основные разрезы ствола вы видите на слайде: поперечный; радиальный; тангентальный.
(Слайд 7) Заготавливают древесину в лесхозах, где работают специалисты разных профессий: вальщики леса, машинисты лесоповалочных и лесопосадочных машин, водители лесопогрузчиков и лесовозов.
Больше всего древесины сосредоточено в стволах, которые распиливают на части. Её называют деловой древесиной. Заготавливают её из спиленных и очищенных от ветвей и сучьев стволов деревьев – хлыстов. Их-то и используют для получения пиломатериалов.
(Слайд 8) «Материалы из древесины, полученные путём продольной распиловки брёвен, называются пиломатериалами . Из них в дальнейшем делают различные деревянные конструкции (рамы окон, двери, покрытия для полов и т.д.), мебель, бумагу, музыкальные инструменты, спортивный инвентарь, игрушки, детали судов, мостов, столбы, шпалы.
Остальные части – сучья, корни, листья (хвою) используют в промышленности по-разному: из ветвей получают щепу, лаки, смолу и т.д, при переработке корней получают скипидар и канифоль и др.
(Слайд 9) Распиливание древесины производится на лесопильных рамах.
« Лесопильная рама — это машина для продольной распиловки бревен пилами, укрепленными в так называемой пильной рамке, совершающей возвратно-поступающее движение» [3, с.94]. Процесс получения пиломатериалов можно проследить по видеоролику (видеоролик, комментируется учителем).
(Слайд 10) «Работу по получению пиломатериалов выполняют рамщики (на лесопильных рамах), станочники и рабочие других профессий. Основную же работу по изготовлению деревянных конструкций выполняют люди таких профессий, как плотник и столяр. Их труд разнообразен. Основное отличие работы столяра от работы плотника в том, что столяр – более высокая рабочая квалификация специалиста по обработке древесины» [2, с.28]
(Слайд 11) Какие же пиломатериалы получают при разрезании бревна? Это брусья (а, б), бруски (в), доски (г, д), пластины (е), четвертины (ж) и горбыли (з)
Рассмотрим подробнее каждый пиломатериал:
(Слайд 12) « Брус — длинный кусок дерева, обычно прямоугольного или кругового сечения
Бруски — (толщина и ширина менее 100 мм);
(Слайд 13) Доски — плоские с обеих сторон куски дерева небольшой толщины, выпиленные из бревна (толщина до 100 мм, не менее толщины должна быть ширина);
Пластины — плоские полосы какого-либо твердого или упругого материала с гладкой поверхностью (бревно распилено пополам)
(Слайд 14) Четвертина – четвёртая часть бревна, распиленного вдоль накрест по двум взаимно перпендикулярным диаметрам, т.е., бревно распилено на четыре части)
Горбыль – крайняя доска, выпуклая с одной стороны, получающаяся при продольной распиловке бревен ( выпиленная боковая часть бревна)
(Слайд 15) Все пиломатериалы имеют следующие элементы: пласть, кромки, торец, ребра . Пласть – наиболее широкая плоскость пиломатериала, кромка – более узкая. Ребро – это пересечение этих двух плоскостей. Торец – поперечная (торцевая) плоскость пиломатериала» [1, с.13]
Существует ещё один вид конструкционного материала, кроме пиломатериалов, это фанера. Как её получают? Кто знает? (ответы учащихся).
(Слайд 16) «Фанеру получают путем наклеивания друг на друга трех и более тонких листов древесины — шпона . Шпон в переводе с немецкого — » щепка » (стружка). Его получают промышленным способом путём строгания или срезания (лущат) острым ножом на специальных лущильных станках при вращении бревна длиной около 2 метров. При этом бревно, как рулон, раскатывается в ленту шпона. Ленту шпона разрезают на квадратные листы, которые высушивают в сушилках, намазывают клеем и укладывают друг на друга так, чтобы направление волокон в них было перпендикулярно друг другу. Листы склеивают под прессом. Таким образом получают образцы фанеры толщиной от 2 до 20 мм.
(Слайд 17) Фанера прочнее древесины, почти не рассыхается и не растрескивается, хорошо обрабатывается. Но она гнет и боится сырости.
Область применения фанеры очень широкая: в строительстве, при изготовлении спортивного инвентаря и мебели (особенно гнутой), в машино- и авиастроении, а так же, как декоративный материал» [1, с.14]
(Слайд 18) Вы, наверное, слышали ещё и о таких материалах, как ДСП и ДВП? Эти плиты — один из разновидностей конструкционного материала.
«ДСП (древесностружечные плиты) получают путем прессования и склеивания измельченной древесины в виде стружек, опилок, древесной пыли. Плиты изготавливают толщиной около 10-26 мм. Они прочны, почти не коробятся, хорошо обрабатываются режущими инструментами, но выделяют вредные для здоровья человека вещества, поэтому их в жилых домах используют ограниченно. Сейчас успешной заменой этого материала является гипсокартон.
ДВП (древесноволокнистые плиты) прессуют в виде листов из пропаренной и измельченной до отдельных волокон древесной массы. Они имеют приятный серый цвет, ровные поверхности, гнутся, как и фанера, а главное, не настолько вредный для здоровья материал, как ДСП.
Применяют ДВП для внутренней отделки помещений: облицовывания стен, потолков, полов, в производстве мебели, дверей.
Общий недостаток фанеры, ДСП и ДВП — боятся сырости, расслаиваются, от чего теряют свою прочность» [1, с.15]
Проверка изученного материала
Чтобы закрепить новый материал, откройте учебники (с. 13) и постарайтесь найти ответы на вопросы. Кто ответ найдет или вспомнит из моего рассказа, поднимайте руку. (Слайд 19)
Какие породы деревьев вы знаете?
Назовите части дерева, что из них изготавливают?
В чём отличия бруса от доски, пластины от горбыля?
В чём разница между ДВП, ДСП и фанерой?
В чём преимущества и в чём недостатки ДСП, фанеры, ДВП в отличие от обыкновенной древесины?
(Слайд 20) А теперь предлагаю выполнить тест. Дежурного прошу раздать карточки. Этот тест так же можно видеть на слайде. После того, как вы ответите, поменяйтесь карточками с рядом сидящим учащимся и проверьте, как ответил он. Напротив каждого правильного, на ваш взгляд ответа, ставьте знак «+». Проверенные карточки передадите мне (дежурный раздаёт карточки с тестом) (Приложение 1)
Дежурный собирает карточки, а мы внимательно смотрим на экран и видим правильные варианты ответов, отмеченные красным цветом (Слайд21).
Ш. Практическая часть (Слайд 22)
Задание : Определить вид пиломатериалов.
Оборудование : Для выполнения практической части приготовьте: измерительный инструмент, карандаш, тетрадь.
Дежурный раздаёт образцы фанеры различной толщины, ДСП, ДВП размерами 100 Х 100 мм, карточки-задания к практической работе (Приложение 3).
Порядок выполнения работы:
По образцам пиломатериалов, выданных учителем, определите их вид.
Рассмотрите образцы фанеры, ДСП, ДВП. Сосчитайте количество слоев фанеры, измерьте толщину фанеры, ДСП, ДВП. Результаты запишите в карточки в виде таблицы.
На образце обрезной доски отметить пласть, ребро, торец, кромку.
1.Сегодня мы изучили тему «Пиломатериалы и древесные материалы». Некоторые знания вы получили на уроках «Природоведение» и «Окружающий мир». Новые понятия, такие как: пиломатериалы (брус, доска, брусок, горбыль), элементы пиломатериалов (пласть, ребро, кромка, торец), шпон, древесные материалы (фанера, ДСП и ДВП) мы запишем в словарь. (Слайд 23)
2. Хочу отметить наиболее активных учащихся во время обсуждения материала, выставить о ценки за их ответы и проверочный тест.
3. (Слайд 24) . Запишите домашнее задание на выбор:
— Подготовить небольшое мини-сообщение (можно в виде мини-презентации) о современных отделочных материалах .
— Опросить родных, знакомых, есть ли среди них столяры или плотники и на следующем уроке передать их рассказ. Можно записать в тетради.
(Слайд 26) Установка на следующий урок:
На следующем уроке:
Вы научитесь правилам организации своего рабочего места в мастерской.
Ознакомитесь со столярными инструментами и оборудованием.
Изучите правила безопасной работы при выполнении ручных работ с древесиной.
Список использованных источников:
1. А.Т.Тищенко. Технология: учебник для 5 класса общеобразовательных учреждений (вариант для мальчиков), М. Просвещение, 2004г.
2. Б.А.Журавлёв. Столярное дело: учебное пособие для учащихся 5 и 6 классов. М. Просвещение, 1996г.
3. В.П.Боровых. Учебник технологии для 5 и 6 классов. М. Планета, 2011г.
Источник
