НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПЛАСТИФИКАЦИИ И ГНУТЬЯ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД
Соколов В. Л. (СибГТУ, г. Красноярск, РФ)
It Is Considered process of increasing of softness and bend wood. Advantage of chemical increasing of softness древесины is Shown in contrast with processing a ferry. It Is Offered criterion of selecting the compositions.
В настоящее время прослеживается тенденция ухода от стандартных прямых форм в дизайне таких видов продукции из массивной древесины, как мебель, окна, двери, арки и т.д. Вместе с тем, выпуск таких изделий связан с достаточно большими затратами материалов. Как правило, элементы мебели, имеющие криволинейные поверхности, получают профильным фрезерованием. В случае получения арочных конструкций перед фрезерованием производят формирование заготовки из нескольких частей при помощи клеевых соединений. Прочность соединений, полученных при использовании большинства ПВА клев, выше или равна пределу прочности древесины при скалывании вдоль волокон, поэтому прочность конструкции в целом определяется прочностью древесины. При криволинейном фрезеровании происходит перерезание волокон, что приводит к ослаблению конструкции.
Решением проблемы получения криволинейных поверхностей, не только в одной плоскости, но и в нескольких плоскостях при сравнительно низких затратах материала и труда, является использование операции гнутья.
На деревообрабатывающих предприятиях Сибири в основном используется древесина сосны и лиственницы, в связи с этим, при разработке технологии гнутья необходимо ориентироваться именно на данные породы.
Процесс гнутья можно разделить на три основные составляющие. Первая стадия заключается в придании древесине пластичности. На второй стадии заготовкам предается требуемая форма. Третья стадия заключается в обеспечении формостабильности и придании заготовке конечной влажности.
Пластификация древесины может быть достигнута в результате гидротермической обработки (ГТО). С увеличением температуры в пределах до 100 0С и влажности от 0 до 30% пластичность древесины увеличивается /1/. Достаточно важной проблемой при термической пластификации заготовок (пропаривание, проваривание) является получение более или менее равномерного распределения температуры по толщине материала /2, 3/.
Основным недостатком данной группы способов является необходимость проведения операции гнутья заготовок с высокой (75-95 0С) температурой, кроме того, процесс ГТО характеризуется достаточно большой продолжительностью.
Вторым способом повышения пластичности древесины является использование реагентов, воздействующих на компоненты клеточных стенок.
Если рассматривать древесину как материал, состоящий из некоторого числа элементов, то возможность ее деформации (перемещение одного элемента структуры относительно другого) зависит от величины взаимодействия между элементами.
При условии, что в качестве конечного (неделимого и недеформируемого) элемента выбрана клетка (вертикальная трахеида), возможность деформирования будет определяться силой взаимодействия между клетками. В качестве такого «соединительного» слоя между трахеидами выступает срединная пластинка. Необходимо отметить, что по химическому строению она относительно однородна и состоит более чем на 80% из лигнина /4/.
Таким образом, задача увеличения пластичности древесины может быть решена при частичном разрушении (ослаблении) срединной пластинки, что приведет к уменьшению связей между соседними клетками.
Данная задача решается в технологии получения бумаги и картона при обработке технологической щепы варочными составами. Однако процесс пластификации массивной древесины с целью последующего гнутья имеет ряд принципиальных отличий. Так пропитка заготовок из ядровой (спелой) древесины хвойных пород имеет ряд особенностей, кроме того, обходимо сохранение целостности древесины.
На первом этапе исследований основной задачей является определение основных критериев, по которым в дальнейшем будет производиться выбор основных виды испытаний, лучшим образом характеризующих реальный процесс.
При гнутье заготовки выделяют три основные зоны: зона сжатия, зона растяжения и нейтральная линия. Известно, что величина предела прочности древесины при растяжении вдоль волокон выше, чем величина данного показателя при сжатии /4/. На основании этого в качестве характеристики, позволяющей оценить пластические свойства древесины, была выбрана максимальная величина деформации при условии отсутствия видимых разрушений образца при его сжатии вдоль волокон.
Список литературы
1. Серговский П. С., Расев А. И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины: Учебн. для вузов. -М.: Лесн. пром-сть, 1987.-360 с.
2. Манкевич Л. А. Основы гнутья древесины. – Минск: Изд-во мин. высш., средн. и проф. образов. БССР, 1961.- 271 с.
3. Леонтьев И. И. Производство гнутых стульев из древесины хвойных и мягких лиственных пород. М-Л: 1952.- 116 с.
4. Боровиков А. М., Уголев Б. Н. Справочник по древесине: Справочник/ Под ред. Б. Н. Уголева.- М.: Лесн. пром-сть, 1989.- 269 с.