Дерево является популярным материалом при возведении зданий, их внешнем и внутреннем обустройстве, несмотря на появление более современных блочных и листовых систем. Этому способствуют высокие механические и термоизоляционные свойства, а также простота монтажа большинства узлов. Деревянные конструкции редко используются в необработанном виде, поскольку воздействие кислорода воздуха, микроорганизмов, влаги и механические повреждения приводят к ранней потере деревом своих свойств.
От чего необходимо защищать древесину
Основными факторами, ухудшающими внешний вид (эстетичность) и прочность древесных покрытий, являются:
- солнечное ультрафиолетовое излучение;
- воздействие микроорганизмов (преимущественно грибков);
- вредное влияние влаги, дополнительно сопутствующей развитию плесени и цвели;
- механическое воздействие, приводящее к истиранию и нарушению прежнего вида поверхности.
Некоторые секреты обработки древесины профессиональным материалом можно узнать, посмотрев видео:
Особенности инноваций в деревообрабатывающей промышленности
Несмотря на то что деревообрабатывающая промышленность вносит весомый вклад в экономику, большинство ее отраслей отстают в техническом и инновационном развитии. Это связано, прежде всего, с тем, что обработка древесины в России отличается преимущественно дискретным типом производства.
Предприятия работают с оборудованием универсального назначения, производят типовые изделия и предпочитают работать с массовыми заказами однотипной продукции.
Отслеживать тенденции роста или упадка эффективности дискретных производств сложно, но базовыми критериями являются производительность и экономическая успешность. Задача инновационных проектов модернизации как раз и заключается в повышении этих характеристик. Инновационный подход к развитию деревообрабатывающих предприятий двигается в нескольких направлениях:
- Повышает производительность труда одновременно с его эффективностью.
- Оптимизирует базовые процессы производства и обработки дерева, повышая эффективность предприятия и снижая затраты сырья.
- Рационально выстраивает эффективную структуру организации и управления.
Задачи, которые решаются путем инноваций в деревообрабатывающей отрасли:
- экономное использование сырья (рациональное);
- снижение энергоемкости производства;
- увеличение рабочих мощностей;
- ускорение базовых производственных процессов.
Основные виды и технологии обработки
Чтобы повысить защитные свойства деревянных поверхностей, применяются химическая и механическая обработка, а также их комбинирование. Химическая обработка является классическим способом, применявшимся на заре эры строительства и получившим второе развитие после появления новых химических составов.
Данный способ заключается в нанесении на поверхность таких средств для защиты, как:
- антисептические составы и покрытия, предотвращающие развитие микроорганизмов;
- лаки и краски (закрывают поверхность);
- масляные средства (пропитывают дерево вглубь);
- грунтовки, предназначенные для улучшения сцепления верхнего слоя покрытия с деревом и часто содержащие антисептики или антипирены.
К специальным средствам, которые используются для обычной (поверхностной) и глубокой пропитки, относится ряд химических смесей.
Масло для пропитки древесины
Изготавливаются на основе природных компонентов соевого, подсолнечного, талового и других видов масел. Особенностью его применения является сохранение природного рельефа дерева, которое не сглаживается многократным нанесением слоев. Масло добавляет дереву блеск и не разрушается на протяжении многократных циклов охлаждения и нагрева, позволяя использовать его для промерзающих деревянных частей нежилых построек.
Наносить масляное покрытие следует на необработанную лаком или краской поверхность, поскольку оно должно впитаться. Перед обработкой маслом дерево следует подготовить механически – придать ему ровную форму и убрать оставшиеся неровности наждачной бумагой.
Примеры используемых масел
Лобасол
Паркетол
Пинотекс
Обработка воском
Воск наносится также на химически необработанную поверхность, после чего защищает ее и придает блеск. Чаще всего восковые покрытия используются для обработки мебели и межкомнатных дверей. После покрытия воском не будет возникать ощущения стеклянного верха, поскольку воск поддерживает исходную структуру (рельеф) древесины.
Наряду с маслом, восковые покрытия практически не применяются для обработки наружных частей дерева вне помещения. Для работы на улице следует применять химические материалы, более стойкие к внешнему воздействию.
Олифа
Изначально являлась разновидностью масляных смесей, поскольку готовилась путем длительного «варения» растительных масел. Сейчас в производстве олифы используют комбинирование природных и синтетических компонентов, получаемых в процессе нефтепереработки. Особенностью олифы является ее длительное затвердевание, которое обычно длится более суток.
Чтобы предупредить отложения пыли на поверхности, выдерживать деревянные конструкции до застывания покрытия рекомендуется в помещении. Также необходимо избегать нанесения чрезмерно толстого слоя олифы, который может остаться липким на протяжении всей эксплуатации изделия.
Эмульсия олифы для дерева:
Лакокрасочные покрытия
Используются для придания прочного твердого слоя материала на деревянной поверхности, защищающего от попадания влаги и воздуха. Лаки являются прозрачными субстанциями. Если в их составе содержатся пигменты, то такие смеси представляют собой краски.
Для придания цвета поверхности могут применяться водорастворимые и неводные красящие составы. Смеси на водной основе представляют собой эмульсию, которая после высыхания оставляет прочный защитный слой. Водоэмульсионные краски нужно с осторожностью использовать при наружной покраске, поскольку внезапный дождь может испортить всю работу.
Преимуществом красок на водной основе является нетоксичность, что позволяет применять их для внутренних работ. Краски на основе органических растворителей используются чаще снаружи помещения, поскольку имеют неприятный запах бензина и эфирных составляющих.
Такие краски могут использоваться в любое время года, в отличие от водяных красок. Толщину пигментного слоя на изделии легко регулировать введением в смесь дополнительного количества разбавителя.
Грунтовки по дереву
Используются преимущественно перед нанесением лакокрасочных материалов. Часто в состав грунтовок вводятся антисептические добавки, улучшающие биологическую устойчивость.
Цель грунтования заключается не только в повышении адгезионной способности краски, но и создании прочного слоя, защищающего наружное покрытие от разрушающего воздействия смол дерева. Еще одной функцией грунтовок является создание защиты от воспламенения. Составы, придающие древесине стойкость к воздействию огня, называются антипиренами.
Физическая обработка древесины
Включает в себя сушку (под вакуумом или обычную) и термообработку. Традиционно при изготовлении мебельных изделий применяют древесину с содержанием воды не более 10 %.
Обычные конвекционные сушилки позволяют довести влажное дерево до такого состояния за 10-15 суток. Создание вакуума в сушильной камере позволяет ускорить процесс в 5-10 раз и сохранить прочностные и эстетические качества дерева.
Термообработка
Представляет собой двухступенчатое воздействие на древесину при использовании специального оборудования. На первом этапе происходит нагрев без доступа воздуха до температуры 170-180 ?С, в результате чего из материала практически полностью удаляется влага и разрушаются грибки. После прогрева и обезвоживания пиломатериала рабочую камеру насыщают перегретым водяным паром (220-240 ?С) под давлением.
Получившаяся в результате этого процесса термодревесина имеет повышенные механические свойства, а также не подвержена влиянию микроорганизмов. Это становится возможным благодаря разрушению цепей молекул питательных веществ, пригодных для развития грибков.
Частично воспроизвести процедуру термообработки самостоятельно своими руками возможно в специальных печах, примерная конструкция которых показана на рисунке 1:
Схематичное изображение печи
Рис. 1
Экономически нецелесообразно использовать такую камеру лишь для обеспечения собственных потребностей в дереве. Если привлечь для сборки подобного агрегата нескольких соседей, можно существенно сэкономить на весьма дорогой термодревесине, полученной промышленно.
Комбинированный подход
Включает несколько методов, для реализации которых необходимо специальное производственное оборудование:
- Физическая обработка, приводящая к обезвоживанию дерева, и последующее насыщение его водяным паром в смеси с химическими реагентами. Достоинство способа заключается в глубоком проникновении не только влаги, но и посторонних веществ, придающих материалу антисептические или противопожарные свойства.
- Глубокая обработка (импрегнация) древесины составами любой природы. Суть метода заключается в погрузке пиломатериала в герметичную камеру, которую заполняют пропиточным составом (вакуумная пропитка). После наполнения в камере нагнетается давление (до 12 атм), способствующее проникновению состава в поры. Без избыточного давления дерево поглотит раствор лишь на несколько миллиметров своей глубины.
После окончания процесса в камере создается вакуум, который удаляет остатки пропиточной жидкости. На стадии выравнивания давления разрежение внутри древесных пор впитывает ее следы, оставшиеся на поверхности. Полученная древесная масса гораздо более устойчивая к воздействию окружающей среды, чем необработанная. Данный процесс еще называют импрегнированием древесины.
Традиционная сортировка круглого леса, плюсы и минусы
Сегодня у нас очень очень интересная, и я думаю полезная для специалистов тема, о сортировке леса, лесопилении и полезном выходе пиломатериала. До недавнего времени если эти три понятия если не стояли в одной технологической цепочке, то производство теряло довольно внушительный кусок прибыли. Но как всегда немцы нашли очень оригинальное решение, и теперь данная схема не является образцом для подражания!
Так вот потери куска прибыли касались всех линий лесопиления с групповым раскроем леса, а ведь это:
- Лесопильные рамы.
- Многопильные круглопильные станки станки.
- Фрезерно брусующие линии.
В лесопилении установка дополнительной сортировки круглого леса, это очень накладное мероприятие для производства начиная от монтажа линии сортировки круглого леса и заканчивая ее эксплуатацией:
- Во первых сортировка леса — одна лишь установка этого дорогостоящего оборудования обойдется в хорошую копеечку.
- Во вторых сортировка леса — это довольно дорогая автоматика на линию, если хотите хорошую отдачу, необходима хорошая автоматика.
- В третьих это необходимость дополнительных площадей для сортированного леса по диаметрам. Места нужно просто очень много.
- В четвертых это необходимость отдельной единицы техники для сортировки круглого леса и минимум двух операторов (оператор погрузчика и оператор сортировочного отделения), это только при условии организации сортировки леса в односменном режиме, иначе говоря очень дорогостоящая эксплуатация сортировки леса.
- В пятых уборка огромного количества коры и мусора.
Но конечно же кроме минусов мы имеем и несколько плюсов, думаю о них необходимо нам с вами упомянуть:
- Наличие встроенного окаривающего станка в сортировку, и поэтому снижение нагрузки на оборудование и режущий инструмент.
- Наличие встроенного металлоискателя.
- Увеличение скорости пиления.
Какой способ предпочтительнее
При выборе материала для постройки и благоустройства дома необходимо определиться с требованиями, которым должны соответствовать деревянные конструкции. При обильном использовании древесины при отделке помещения следует предусмотреть обработку антипиренами и антисептиками. Внутренние поверхности можно покрасить водоэмульсионной краской, а внешние покрыть олифой или красками на основе органических растворителей.
Более дорогим и эффективным путем будет покупка термообработанной или импрегнированной древесины. По уменьшению защитных свойств обработанные деревянные поверхности располагаются следующим образом: покраска ? покрытие натуральными веществами (масла и воски) ? термообработка ? импрегнирование. По улучшению экологических свойств наблюдается такой ряд: покраска ? импрегнирование ? покрытие маслами и воском ? термообработка.
Выбирая, чем обработать деревянные поверхности, не нужно принимать крайние меры и стремиться к максимальной защите или наилучшим экологическим свойствам. Учитывая существенное различие в стоимости средств обработки, лучше дифференцировать их для помещений и изделий разного назначения – сарай, баня или жилой дом; мебель, стороны дверей или книжные полки. Это позволит сэкономить на некоторых полезных свойствах, которые окажутся лишними в отдельных элементах конструкции.
Определиться со средством обработки поможет следующее видео:
Антисептирование и консервирование
Против биологических разрушителей древесину обрабатывают отравляющими химическими средствами при помощи антисептирования и консервирования.
Антисептирование – процесс поверхностного нанесения защитных средств при помощи кисти, распылителя или кратковременного погружения. При данном способе обработки защитный состав проникает на глубину примерно 2–3 мм – этого достаточно для создания защитного поверхностного слоя в том случае, если грибы не начали своего развития и древесина не была поражена насекомыми.
Но нужно помнить, что в случае появления в древесине трещин откроются незащищенные слои, которые могут быть поражены грибами и насекомыми, поэтому необходимо всегда обращать внимание на качество поверхности.
Древесина поврежденная насекомыми
Если древесина уже поражена деревоокрашивающим грибом, можно использовать специальные отбеливающие составы (обновляющие составы) на основе хлора или активного кислорода. Глубина их проникновения та же, 2–3 мм. Если гриб не проник глубже, то данные составы будут эффективны. Но при более глубоком проникновении гриба грибная окраска будет уничтожена только на поверхности, и со временем она возобновится.
На рынке есть антисептики транспортного действия, которые не препятствуют испарению влаги из древесины и могут обеспечить защиту от 3 до 8 месяцев. За этот период древесина успевает высохнуть до влажности примерно 20 %. Таким образом, риск развития на ней деревоокрашивающих грибов становится минимальным. После этого на древесину можно наносить антисептик долговременного действия и финишное покрытие, которые наиболее эффективно работают на сухом материале.
Дереворазрушающие грибы
Финишное покрытие, в свою очередь, должно обеспечивать защиту от попадания УФ-лучей, вызывающих разрушение древесины на молекулярном уровне – деструкцию лигнина. В итоге древесина быстро темнеет, и волокна отслаиваются и поднимаются.
Консервирование – процесс введения защитных составов в глубокие слои древесины. Оно проводится разными способами: автоклавная пропитка, пропитка в горяче-холодных и паро-холодных ваннах, диффузионная пропитка. В последнее время широкое распространение получила пропитка древесины под атмосферным давлением с предварительным вакуумированием.
Для того чтобы древесина могла поглотить достаточное количество раствора, важно, чтобы межклеточное пространство не было заполнено свободной влагой, поэтому консервированию подвергают только древесину, высушенную до влажности менее 30 %.
Какое оборудование применяется для обработки дерева
На различных стадиях подготовки используют специальные устройства и агрегаты. На этапе сушки пиломатериала применяются атмосферные или вакуумные сушилки. По убыванию эффективности процессы удаления влаги располагаются в следующем порядке: сушка на складах ? атмосферная сушка (с нагревом) ? вакуумная сушка.
При химической обработке дерева применяют специальные погружные ванны, обеспечивающие максимальное покрытие изделия, или классические средства – распылители, кисти и валики. Для ручной обработки больших поверхностей наиболее эффективны распылители, тогда как аккуратная работа требует использования кисти.
Специальные виды физического и комбинированного воздействия проводятся в больших герметичных камерах – объединенных вакуумных и автоклавных установках. В них происходят процессы принудительной десорбции капиллярной влаги, насыщение пор перегретым водяным паром и химическими реагентами.
Для чего проводят обработку древесины
Современные технологии позволяют эффективно обрабатывать все виды древесины с целью получения качественного сырья для деревянного строительства, производства мебели и другого применения. Способы обработки древесины должны применяться с учетом дальнейших предназначений этого материала. Из древесины делают строительные материалы, элементы конструкции мостов, судов, вагонов, тару, шпалы, музыкальные инструменты, спортивный инвентарь, карандаши, спички, бумагу, картон, предметы обихода, игрушки, сувениры, химическое сырье и многое другое.
В данной статье мы рассмотрим следующие технологии и виды обработки древесины: механическая обработка древесины, химическая обработка, биологическая обработка.
Новые методы обработки исходной древесины позволяют существенно поднять качество сырья и надежно защитить дерево от гниения и поражения вредителями. Новые технологические процессы обработки обычной древесины сегодня направлены на расширение ассортимента получаемой продукции с сокращением отходов. Такой поход позволяет получить большее число готовых продуктов и снизить их себестоимость.
Универсальность дерева позволяет использовать его практически во всех отраслях промышленности и хозяйства, при этом это один из немногих возобновляемых ресурсов планеты.
Виды столярных производств
Согласно общему классификатору различаются следующие виды производств, связанных с деревообработкой:
- Изготовление пиломатериалов толщиной от 6 мм.
- Производство соломки, пробки и всевозможных материалов для плетения.
- Изготовление панельных материалов. Обработка древесины механическими способами в данном случае особенно тесно сопрягается с химической защитной пропиткой, что позволяет при тонкой структуре обеспечивать высокую износостойкость изделию.
- Производство материалов для напольного покрытия – в эту группу входят ламели, паркетная доска, лаги и др.
- Производство древесного полотна, древесной муки, щепы и т. д.
- Крупноформатное производство. Работа таких предприятий связана с изготовлением балок, бруса, доски и других конструкционных элементов, которые используются в строительстве несущих основ деревянных зданий.
Что такое бронзирование дерева?
Разведенным раствором жидкого стекла равномерно обмазывают при помощи кисти предметы из дерева, а затем их обсыпают золотой бронзой из баночки, горлышко которой обвязано кисеей. Бронза после высушивания так сильно пристает к предмету, что поверхность его даже можно отполировать агатом. Способ этот рекомендуется для бронзирования рам к картинам и для других предметов.
Вощение дерева Существует следующий несложный способ, вполне пригодный для приготовления воска для вощения дорогой деревянной мебели. Берут 100 г хорошего желтого воска, мелко нарезают его и добавляют 12 г мастики или 25 г истолченной в порошок канифоли. Указанные вещества складывают в глиняный сосуд и распускают на угольях. Когда вся масса расплавится, ее снимают с огня и тотчас же доливают 50 г теплого скипидара. Все тщательно размешивают и сливают в жестяную или каменную баночку. В таком виде состав хранится до употребления. Для полировки мебели берут небольшое количество состава на кусок шерстяной материи и натирают дерево, которое быстро приобретает очень красивый и мягкий блеск. Навощенная таким образом мебель весьма долго сохраняет красивую полировку. Жидкая бронза Жидкая бронза, не дающая на предметах зеленой окраски от образования ярь-медянки, получается при нейтрализации кислот, содержащихся в даммаровой смоле. Для этого поступают следующим образом: 250 г мелко растертой даммаровой смолы растворяют при частом взбалтывании в 1000 частях бензина. Затем доливают 250 г 10%-ного водного раствора едкого натрия, взбалтывают в течение 10. минут и оставляют стоять. Скоро образуются два слоя: верхний, содержащий раствор смолы в бензине, нижний — водный раствор солей натрия со смоляными кислотами.
Первый из них сливают, смешивают с новой порцией 10%-ного раствора едкого натрия, взбалтывают и дают отстояться. Этот верхний слой, содержащий смолу, совершенно свободен от кислот. К такому раствору можно добавить ¼ л часть золотистой бронзы, не боясь образования ярь-медянки.
Окрашивание дерева За границей широки распространен следующий способ окрашивания дерева, имеющий преимущество перед обычно применяемыми способами в том, что при этом способе дерево пропитывается красками на значительную глубину и может полироваться без порчи нанесенной краски. Способ состоит в следующем. Приготовив жидкое тесто из ржаной, пшеничной или картофельной муки, размазывают его на листе бумаги, картоне или тонкой жести слоем толщиной в 0,5 мм. На этот слой наносят краски в виде порошка или в том полужидком состоянии, в каком они употребляются для приготовления цветной бумаги, после чего все накладывают на подлежащий окрашиванию предмет; сверху бумаги или картона кладут продырявленный жестяной лист и стягивают скобками. В таком виде все это погружают в кипящую воду.
Здесь красящие вещества растворяются и пропитывают дерево, а тесто затвердевает столь прочно, что удерживает рядом наложенные краски, не давая им сливаться друг с другом. Таким образом можно окрашивать дерево одновременно в разные цвета, не позволяя последним сливаться; можно наносить жилки, рисунки и т.д. всевозможных цветов. Чем глубже должны проникнуть в дерево краски, тем дольше приходится держать предметы в горячей воде. По окончании процесса окрашивания тесто смывают водой и окрашенной поверхности дают хорошо высохнуть в темном помещении.
Вместо прямого употребления сухих красок в порошке, для чего годны всякого рода краски, употребляемые в красильном деле, можно использовать и другой более дешевый способ, состоящий в том, что предварительно красками пропитывают древесные опилки и уже их наносят вышеуказанным способом на жидкое тесто. Чистка позолоты Чистка позолоты, в особенности на дереве, требует весьма осторожного обращения. Предварительно с позолоты должна быть сметена вся пыль, затем позолоту осторожно вытирают мягкой губкой, еще лучше кусочком ваты, слегка смоченной винным спиртом или скипидаром. Вместо названных жидкостей употребляются также хорошее крепкое пиво, раствор так называемого марсельского мыла или смесь из 10 частей нашатырного спирта и 40 частей мыльного спирта.Хорошим средством для чистки позолоты считаются также яичные белки, которыми осторожно вытирается предмет при помощи кусочка фланели. Можно употреблять смесь белков (2-3 яйца) с 18 г жавелевой воды; этой жидкой смесью с помощью мягкой кисточки вытирают слегка позолоту, особенно наиболее потускневшие места. Наконец, той же цели может служить чистый винный уксус, которым покрывают позолоту посредством мягкой щетки, губки или кусочка паты.
Спустя 5 минут уксус осторожно смывают чистой водой, не вытирая ничем. Для чистки золоченной бронзы помимо нашатырного спирта, разбавленного водой, хорошие результаты дает еще следующий способ: позолоту вытирают прежде всего щеткой, смоченной водой. Затем покрывают с помощью мягкой кисти смесью, составленной из 60 частей воды, 15 частей азотной кислоты и 2 частей квасцов, после чего жидкости дают высохнуть, не вытирая ее. Приготовление восковых политур для полировки деревянных изделий Из многих составов лучшими могут считаться следующие:
1) 25 весовых частей мелко наструганного стеарина добавляют к 12,5 частям скипидара и смесь нагревают до полного растворения стеарина.
2) Распускают 25 частей воска в глазурованном горшке и затем, когда воск распустится, сосуд сни-мают с огня и добавляют к воску 40 частей скипидара.
3) Нагрев 10 частей копалового лака, добавляют к нему 40 частей воска и, когда последний распустится, доливают, постепенно помешивая, 75 частей скипидара.
4) 30 частей воска и 1,5 части канифоли распускают на огне, затем, сняв сосуд с огня, добавляют 14,5 частей скипидара.
5) На 30 частей воды берут 2,5 части поташа и кипятят, после чего добавляют 5 частей мелко наструганного воска и нагревают всю смесь до получения однородной мыльной массы. Столярная политура Политура подбирается по оттенку соответственно цвету полируемого дерева, от красновато-коричневого до белого цвета или, вернее, бесцветного.
Желательный оттенок получается, если брать в разных пропорциях две основные политуры. Красно-коричневая политура Белая политура 1 часть красного шеллака, 4 части спирта. 1 часть выбеленного шеллака, 5 частей спирта. Выбеленный шеллак готовится из обыкновенного следующим образом: 4 весовых части шеллака смешивают с 1 частью соды и растворяют при размешивании в 15 частях воды до полного растворения смолы, т.е. пока жидкость не станет вполне прозрачной. Затем дают отстояться и сливают прозрачный раствор без осадка в другую посуду. Здесь к прозрачному раствору добавляют раствор 4 весовых частей хлорной извести в 4 весовых частях воды и оставляют смесь в покое на два дня. После этого вливают в смесь понемногу соляную кислоту, пока не перестанет выделяться осадок смолы. Затем остается лишь хорошо промыть осадок смолы водой, чтобы удалить следы соляной кислоты, и высушить.
Принципы производства изделий из дерева
При организации производственного деревообрабатывающего процесса профессиональный руководитель изначально ставит перед работниками несколько ориентирующих принципов, по которым должен будет происходить технологический процесс. К принципам такого рода в столярном производстве относят:
