Введение к работе
Актуальность темы. Основным конструкционным материалом для производства мебели в настоящее время являются древесностружечные плиты (ДСтП), облицованные различными материалами. Для облицовывания используется широкий спектр облицовочных материалов, как натуральных, так и синтетических. Сюда относится натуральный и синтетический шпон, бумажно-слоистые пластики, рулонные пленки на бумажной основе, пропитанные синтетическими смолами, полимерные пленки на основе поливинилхлорида (ПВХ), акрил-бутадиен-стирола (АБС), полиолефинов (полиэтилена, полипропилена и др.), полимерные кромочные материалы. Помимо этого, ДСтП покрывают красками, эмалями, лаками.
Традиционным и наиболее ценным облицовочным материалом является строганый шпон из древесины ценных пород, который в настоящее время становится все более дефицитным. Синтетические облицовочные материалы в какой-то мере покрывают этот дефицит, однако о полноценной замене говорить не приходится, поскольку цвет и текстура натурального шпона неповторимы. Никакие имитации, даже самые лучшие, пока не в состоянии обеспечить такую же оригинальную и никогда не повторяющуюся красоту рисунка и неяркие, всегда приятные глазу переливы цвета.
Растущий спрос на мебель, облицованную натуральным шпоном, вызывает необходимость увеличения заготовок древесины ценных и твердых лиственных пород, запасы которых в значительной степени истощены, поэтому рациональное использование древесины этих пород становится одной из основных проблем деревообрабатывающей отрасли.
Одним из путей решения данной проблемы является уменьшение толщины шпона. В настоящее время для облицовывания деталей мебели используется строганый шпон толщиной 0,6 мм и более. Попытки использовать шпон пониженной толщины обычно наталкиваются на опасения мебельщиков, связывающих применение тонкого шпона с увеличением количества брака по причине просачивания клея на лицевую поверхность в процессе облицовывания. В то же время опытные исследования, проведенные в НПО «Севкавпроектмебель» и Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА), свидетельствуют о том, что при избирательном подходе к различным древесным породам можно значительно сократить расход ценной древесины на производство строганого шпона за счет уменьшения его толщины.
Существующее в настоящее время оборудование для строгания шпона позволяет получать высококачественный шпон толщиной до 0,1 мм, а что касается режимов облицовывания, то их необходимо скорректировать для каждой породы древесины.
Цель работы. Разработать научно-обоснованные технологические режимы облицовывания ДСтП тонким шпоном из древесины различных пород, исключающие просачивание клея и обеспечивающие требуемую прочность клеевого соединения.
Объекты исследования. Объектом исследований является технология облицовывания ДСтП строганым шпоном.
Методика исследований. Исследования проводились на основе теоретического и экспериментального изучения процесса облицовывания ДСтП. Методика исследований соответствовала действующим ГОСТам в области деревообработки. Полученные данные обрабатывались методами математической статистики с использованием стандартных пакетов прикладных программ.
Научная новизна работы:
- анализ механизма просачивания клея при облицовывании ДСтП строганым шпоном, отличающийся получением математической модели, которая учитывает воздействие вязкости клея, перепада давления, температурного градиента и гради-
РОС. НАЦИОНАЛЬНА» БИБЛИОТЕКА
спет*р*іфг д~ п
ента влажности на степень клеепросачивания;
аналитические зависимости для расчета удельного расхода клея, отличающиеся учетом влияния параметров шероховатости поверхности и пористости основы и шпона на расход клея;
метод определения площади клеепросачивания, отличающийся использованием промежуточного слоя между плитой пресса и поверхностью шпона при прессовании, позволяющий четко определить границы пятен просачивания с применением САПР;
математические модели процесса облицовывания ДСтП дубовым, буковым и ясеневым шпоном, отличающиеся получением зависимостей, которые учитывают влияние входных управляющих воздействий: давления прессования, температуры плит пресса и продолжительности отверждения клея на площадь клеепросачивания
и прочность клеевого соединения. і
Значимость для теории и практики. Приведенные теоретические исследования углубляют и расширяют теорию склеивания, вносят определенный вклад в деревообрабатывающую отрасль. Практическая ценность работы состоит в том, что разработанные технологические режимы позволяют получить качественное облицовочное покрытие при облицовывании щитовых деталей мебели тонким шпоном. В работе предложены рекомендации по технологии облицовывания ДСтП тонким шпоном. Полученные результаты подтверждают возможность использования более тонкого шпона в производстве мебели, что позволит значительно сэкономить дефицитное сырье.
Положения, выносимые на защиту:
модель физико-химических процессов, протекающих при облицовывании ДСтП строганым шпоном;
аналитические зависимости для расчета оптимального удельного расхода клея при облицовывании ДСтП строганым шпоном;
математические модели в виде уравнений регрессии 2-го порядка, отражающие зависимость относительной площади клеепросачивания и прочности клеевого соединения от параметров режима облицовывания;
оптимальные технологические режимы облицовывания ДСтП тонким строганым шпоном из дуба, бука и ясеня.
Достоверность. Достоверность результатов исследований подтверждена при
менением стандартизированных методик, использованием для математической об
работки результатов экспериментальных исследований стандартных математиче
ских пакетов ЭВМ, адекватностью полученных математических моделей, относи
тельной погрешностью результатов экспериментов, не превышающей 5 %, результа
тами производственных испытаний, экономической эффективностью от внедрения ,
тонкого шпона толщиной 0,4 мм в производстве щитовых деталей мебели.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной ра
боты докладывались на научно-технических семинарах ВГЛТА; на ежегодных на- і
учно-практических конференциях ВГЛТА 2003 - 2005 гг.; на международной науч
но-практической конференции, посвященной 50-летию лесоинженерного факульте
та «Технологии, машины и производство лесного комплекса будущего» (г. Воронеж,
2004 г.); на всероссийской научно-практической конференции с международным
участием «Интеграция науки, образования и производства для развития лесного хо
зяйства и лесопромышленного комплекса» (г. Воронеж, 2004 г.).
Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 8 печатных работ, из которых 5 в соавторстве.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов и рекомендаций, библиографического списка и прило-
жений. Общий объем работы изложен на 136 страницах машинописного текста и содержит 35 рисунков, 24 таблиц, 7 приложений на 13 страницах, библиографический список включает 90 наименований.
