Шпон относится к древесным материалам, имеющим вид тонких листов древесины, толщина которых колеблется в пределах 0,5-3,0 мм. Шпон, как правило, наклеивается на деревянные панели или ДВП, придавая таким образом материалу более эстетичный и привлекательный вид.
Схема укладки и разметки шпона.
Виды сырья
Производители шпона используют в работе дерево разнообразных пород, с интересными расцветками и фактурой. Оттенки древесины меняются от белого, сливочного, светло-коричневого до цвета шоколада и ярко-красного. Наиболее часто применяют следующие породы древесины с красивой текстурой:
- Сосна – древесина относится к категории мягких пород, шпон получается недорогой, светлого оттенка, обладает невосприимчивостью к грибкам, выделяет в атмосферу фитонциды. Однако износостойкость довольно низкая, к изделиям со шпоном из сосны надо относиться бережно;
- Берёза – распространённое в России дерево. Её древесина недорогая, относится к твёрдым породам. Берёзовый шпон имеет приятный цвет натурального дерева, но он легко тонируется, и при желании можно получить много новых оттенков;
- Дуб – дерево твёрдых пород, не боится повышенной влажности и устойчив к насекомым. Шпон из дуба в большей части обладает тёмными коричневыми оттенками, но есть разновидность белого дуба с песочным и светло-коричневым оттенком древесины с небольшими вкраплениями;
- Карельская берёза – это редкая древесина, относится к твёрдым породам. Шпон имеет бежевый цвет с оттенком перламутра. Идёт на изготовление эксклюзивных и дорогих изделий;
- Липа – мягкая порода древесины с нежным желтовато-розоватым оттенком. Шпон липы используется при изготовлении недорогих предметов мебели;
- Вишня – относится к мягким породам древесины, имеет красновато-коричневый оттенок, который со временем может темнеть. Шпон из вишни смотрится благородно и изысканно, идёт на изготовление элитной мебели;
- Клён – его древесина относится к твёрдым породам. Шпон клёна успешно применяют для декорирования изделий из менее ценных пород дерева. Имеет светлый или светло-жёлтый оттенок. Особую ценность представляет характерный для клёна вид текстуры «птичий глаз». Кленовый шпон, как и древесина, обладает хорошим резонансным свойством, поэтому часто используется для изготовления музыкальных инструментов.
Шпон можно сделать из многих других пород древесины. При этом даже из недорогого сырья можно получить пластины, по внешнему виду трудно отличимые от дорогих сортов дерева.
Отличительные характеристики
Отличить лущеный шпон от аналогов других видов помогут следующие особенности:
- Самый низкий показатель толщины. Другими словами, этот вид материала самый тонкий.
- Если используется свилеватая древесина, декоративные свойства материала значительно возрастают.
- Между поздней и более ранней древесиной имеются большие промежутки.
- Стоимость. Она самая низкая именно из-за особенностей производства. Если используется более дорогостоящее сырье (кедр, лиственница), то стоимость будет выше. Но если сравнивать с другими способами производства, цена все равно будет ниже.
Подготовка сырья
Кряжи и их отрезки — чураки, которые используются при изготовлении шпона, должны удовлетворять определённым требованиям к размерам. Для производства клеёной фанеры длина чураков должна быть от 0.8 до 3.2 м, а для шпона – от 1.5 м. Диаметр чураков большой роли не играет. Максимальные размеры напрямую зависят от возможностей оборудования. Подготовительные работы заключаются в распиловки кряжей, снятии коры и проведении термической обработки. Детали погружают в парильные ёмкости или огромные ванны с горячей водой, на срок от нескольких часов до двух – трёх суток, в зависимости от типа и твёрдости древесины.
Закупка материала
В зависимости от вида производимого шпона, выбирают подходящее сырье:
- клееная фанера — ольха, береза, липа, осина, сосна, ель, кедр, пихта, лиственница;
- древесно-слоистый пластик (ДСП) — береза;
- строганый шпон — дуб, бук, клен, яблоня, береза;
- лущеный шпон — берёза, бук, ольха, липа, осина, красное дерево, ель, сосна, лиственница, ясень.
Обеспечить производство сырьем можно благодаря налаживанию процесса закупки у местных производителей древесины. Альтернативным способом будет взятие участка леса в аренду. Это позволит заготавливать сырье самостоятельно, минуя посредников.
Оборудование для производства
В 19 веке появились первые механические устройства для нарезки шпона, до этого его производили вручную, распиливая кряжи пилой. Сейчас практически весь производственный процесс автоматизирован, предприятия по изготовлению шпона оснащены высокотехнологичным оборудованием, однако профессиональные навыки по-прежнему в цене.
Основные типы оборудования по производству шпона можно разделить на три категории:
- Лущильные станки – позволяют получать листы толщиной от 1.5 до 5 мм из любых сортов древесины. Обычно они оснащены функцией автоматической установки бревна. Для повышения производительности станки оборудованы гидравлическими подъёмниками с центроискателем, который совмещает оси вращения заготовки и центровочных валов.
- Шпонострогальные станки – позволяют создавать тонкие листы из дорогих и твёрдых пород древесины. Станки бывают горизонтальные, вертикальные и наклонные. Такие станки напоминают огромные рубанки, только стружка должна быть определённых размеров.
- Пилорамы – применяются для производства пилёного шпона – ламели.
Линия оборудования для производства шпона включает также станки для сшивки шпона, шпонопочиночные, для рубки ленты шпона и сушильные камеры
Нормализация качества и размеров лущеного шпона
5.1. Починка шпона
Качество фанеры определяется качеством наружных листов. Сучки являются основными сортообразующими пороками.
Более 50% листов березового шпона и 100% хвойного содержат сучки.
Рис. 29 Шпонопочиночные станки
Лучшим способом устранения является их вырубка и заделка вставками из качественного шпона. В среднем починке подвергается 20–25% листов лущеного шпона. Заплатки обычно имеют овальную форму длиной 30– 60 мм, не должны иметь дефектов и иметь с листом шпона одинаковое направление волокон. Для починки шпона применяются шпонопочиночные станки (рис. 29).
Станок работает следующим образом: вначале при помощи прижима и верхней подсечки из листов шпона вырубается дефектное место. Затем вырубается заплатка и под давлением вставляется в цельный лист. Заплатка держится за счет натяга. Форма заплаток может быть овальной, ромбической и др., а размер — от 25×15 до 100×60 мм.
Рис. 30 Взаимное расположение инструментов в шпонопочиночном станке: 1 — верхняя просечка; 2 — толкатель; 3 — нижняя просечка; 4 — подаватель.
В модифицированных станках заплатка вставляется не только под давлением, но и приклеивается. Плотность вхождения заплатки в отверстие достигается согласованием размеров просечек, применяемых как для высечки дефектного места, так и для изготовления заплатки из полосы шпона. При этом в образующемся соединении должен быть обеспечен натяг в 0,1–0,2 мм, за счет которого заплатка будет держаться в отверстии листа шпона без употребления клея. Для сохранения плотности соединения требуется изготовлять заплатки из шпона с влажностью не выше 3–5%. Взаимное расположение главных элементов шпонопочиночного станка показано на рисунке 30. Производительность шпонопочиночного станка П, листов в час, определяется по формуле
где τр — продолжительность вспомогательной операции; K — коэффициент использования машинного времени; n — количество заплаток на одном листе (до 10); τ1, τ2 — время, затрачиваемое соответственно на установку заплатки и перемещение листа, с.
Обычно производительность этих станков составляет до 120 листов в час. При большом количестве шпонопочиночных станков для укладки и сортировки починенных листов может применяться ленточный транспортер.
Технология изготовления шпона
Шпон по способу изготовления подразделяется на три вида – лущёный, пиленый и строганный. Существенное значение для получения качественного материала имеет состояние древесины. После подготовки бревна выбирают подходящий способ обработки.
Изготовление лущеного шпона
Технология производства лущёного шпона представляет снятие слоя древесины с вращающейся заготовки. Предварительная гидротермическая обработка усиливает пластические характеристики древесины, это позволяет избежать возникновения трещин на изнанке листа. Нужно подобрать оптимальную температуру для ванн, так как слишком высокая степень нагрева может привести к размягчению волокон и образованию ворсистой поверхности.
В процессе лущения чураки вращаются, а режущие ножи совершают поступательные движения по отношению к оси вращения заготовки. Диаметр чурака при этом постепенно уменьшается. В результате он приобретает форму цилиндра, которая называется карандашом. Лента, образуемая при лущении, нарезается специальными ножницами, затем готовые пластины укладывают в стопки. Лущёный шпон в основном применяется для облицовки фанеры, для отделки дверей и лестниц, при производстве спичек.
Изготовление строганного шпона
Строганный шпон – это срез тонкого слоя дерева с красивым рисунком текстуры. Производят такой вид шпона методом строгания подготовленных деревянных брусков на шпонострогальных станках. Для этого бревно распиливают вдоль на две половины и определяются с возможным рисунком. Если есть необходимость, тот кряж нарезают ещё раз пополам для получения нужного узора. Принцип работы станка заключается в том, что заготовка закрепляется на подвижной раме, а горизонтальный нож при каждом проходе рамы отрезает пластину. Затем заготовка подаётся вперёд. Толщина получаемого листа от 0.2 до 5 мм.
Производство пиленого шпона
Технология изготовления пилёного шпона заключается в распиливание подготовленных брусков на тонкие ленты, шириной от 2 до 10 мм. Данный способ хорошо сохраняет красоту древесной текстуры, так как не применяется термообработка, которая немного высветляет оттенок древесины. Получаемый шпон (ламель) используют в производстве мебели, при изготовлении столярных изделий, паркета, дверных полотен. Из ламели собирают клееные щиты, которые используют для мебельных гарнитуров в качестве альтернативы массиву дерева. Для промышленного производства пиленого шпона используют полностью автоматизированные пилорамы, оснащенные загрузочным механизмом, захватами для бруса и двухсторонним режущим полотном. Спиленные ламели складируются в пачках в том порядке, в каком выходят из-под ножа.
Производство коренного шпона
Коренной шпон получают из капа дерева – наростов на стволах, образующихся на кроне или близко к корням дерева. Такие наросты чаще всего можно встретить на берёзах, но также они образуются и на осине, дубе, орехе. Способ получения сырья – это трудоёмкий процесс, да и встречаются капы не так часто, а рисунок среза необычайно красив и уникален. Промышленное производство коренного шпона не поставлено на широкий поток. Поэтому шпон из капа считается одним из самых дорогих, приравнивается по ценности к изделиям из редких пород дерева. Используется в дорогой отделке салонов элитных автомобилей, в изготовлении эксклюзивных деталей интерьера.
Как делают шпон в домашних условиях
Самый простой способ добыть себе несколько пластинок шпона – это «разобрать» лист фанеры. Кладёте фанерный лист в ёмкость с горячей водой на 2-3 часа, поддерживая высокую температуру на протяжении всего срока замачивания, а потом хорошо заточенным ножом раскраиваете фанеру на слои. Сразу же после этого надо положить полученные плиты шпона под пресс для сохранения ровной поверхности.
В домашних условиях можно сделать даже пиленый шпон, но приготовьтесь, что на эту работу уйдёт немало сил и времени.
Всё, что вам потребуется – это заготовленный брус (не обязательно элитного дерева, подойдёт и обычный клен, береза), карандаш, линейка, верстак и хороший лобзик, желательно с набором сменных полотен про запас. Закрепляете заготовку в верстаке и расчерчиваете его по вертикали с шагом 10-12 мм (толще – нецелесообразно, а если тоньше, то будет очень сложно пилить). Берёте в руки лобзик и слой за слоем спиливаете шпон по линиям.
Как сделать шпон, если дома есть рубанок. Строганый шпон изготавливают из такого же бруса, как и пиленый, с той лишь разницей, что можно делать пластины меньшей толщины.
Но у медали есть и обратная сторона – механическим рубанком тяжело делать пластины одинаковой толщины. Ну а если у вас есть электрический рубанок с регулятором толщины отделяемого слоя, то задача намного облегчается. Крепко закрепляете брус в верстаке и снимаете шпон, не забывая использовать прижимную линейку или балку.
Если у вас есть доступ к лущильному станку или другим деревообрабатывающим станкам, то процесс получения шпона ничем не отличается от промышленного. Как сделать шпон пригодным для дальнейшего использования? Его надо отшлифовать, в зависимости от целей изготовления покрыть водостойкими растворами или вскрыть лаком.
Увы, иностранцы правы: цельные деревья идут у нас на дрова, зато мебель мы научились делать из опилок. Хорошо хоть многие предприятия перешли на отделку этих изделий с применением шпона.
Изделия стали богаче смотреться. Шпон во все времена был украшением деревянных изделий. Особенно красиво смотрится отделка с помощью комбинаций шпона из различных пород дерева.
Схема лущения шпона.
Итак, рассмотрим, как производится шпон.
Шпоном принято называть тонкую деревянную пластинку. Изготавливают их различными способами, рассмотрим три основных: пиление, строгание и лущение.
В любом случае для производства шпона вам потребуется:
- сушильная камера;оборудование для определения влажности древесины;оборудование для непосредственного производства шпона (зависит от способа производства материала).
Итак, предстоит древесину изначально замочить на некоторое время в воде (время зависит от плотности древесины и первоначального ее состояния) и пропарить ее.
Замачивание и пропаривание необходимо для придания древесине одинаковых физических свойств по всему объему.
Раскрой шпона.
В противном случае вы рискуете испортить внутреннюю часть древесины или даже привести в негодность оборудование.
Далее идет процесс сушки в сушильной камере. Естественное высыхание древесины не даст той однородности, к которой вы стремились. Недостаточно сухая древесина при производстве шпона не используется, так как в этом случае очень высок процент брака.
Влажность древесины можно проверить и кустарным способом с помощью лабораторного гигрометра. Для этого производят пиление небольшого участка древесины и в опилки помещают термометр.
Второй термометр остается открытым. По разности показаний термометров и с помощью таблицы определяется влажность. Такой способ не совсем надежный, потому что он дает весьма ощутимые отклонения от реальных результатов.
Вернуться к оглавлению
Технология изготовления фанеры.
Пиление шпона аналогично пилению обыкновенной доски. Но требования к пилораме значительно строже: требуется очень точная настройка режущих плоскостей, скорость подачи древесины значительно ниже обычной. Шпон получается ровным, гладким, практически не требующим доработки.
Ленточные пилорамы для такого способа производства шпона вполне подойдут. Учитывать необходимо только одно: около 60% древесины неминуемо превращается в опилки. Назовем это платой за качество шпона, но при использовании ценных пород дерева такой способ производства не используют.
Высококачественный материал, полученный пилением, всегда идет на производство дорогих товаров. Им инкрустируют мебель. Из такого же шпона изготавливают деки музыкальных инструментов.
Шпон, полученный с помощью пиления, определенное время должен еще «дозреть» в затемненном помещении, где поддерживается определенная влажность.При массовом производстве полученный шпон недолгое время выдерживается под прессом.
Это совсем нелишняя процедура, так как после распилки древесина может быть нагрета, и процесс испарения влаги ускорится. Это может стать причиной различных перекосов и изгибов. Лучше подстраховаться и избежать порчи материала, поместив его под пресс.
Куда проще получить шпон строганием. Не пугайтесь: это только в Средние века шпон выстругивался рубанком из обычной доски. В настоящее время все значительно технологичнее: брусок древесины (именно брусок!) неподвижно закрепляется на верстаке, а широкий острый нож снимает слой заданной толщины.
Вот вам и шпон. Требования к оборудованию те же: очень точная настройка, низкая скорость подачи.
Нож должен иметь определенный угол заточки, который подбирается в зависимости от толщины необходимого шпона и плотности древесины. Такой шпон очень часто используется для производства фанеры. Чтобы фанера была качественной, шпон должен быть такого же качества.
Правда, от этого правила при производстве часто отказываются в пользу количества производимого товара. При этом забывается напрочь, что на конечном этапе фанеру прессуют, а значит и шпон подвергается довольно внушительной нагрузке. При низком его качестве происходит обычное растрескивание.
Вернуться к оглавлению
Шпон, полученный с помощью лущения, самый низкозатратный. Делают шпон таким путем очень просто: на токарный станок помещается деревянная заготовка, проводится ее грубая и первичная обработка.
Заготовка становится ровной и гладкой. А потом, одновременно по всей длине, снимается определенный, заранее заданный слой. Древесина для такого производства необязательно должна быть сухой.
Скорее, наоборот: влажная древесина легче будет поддаваться лущению. А вот подача режущего элемента должна быть тщательно отрегулирована.
Такой способ производства шпона используется для изготовления обычных спичек. Не удивляйтесь: в дальнейшем осиновый шпон дробится на тонкие полоски, режется на маленькие части. А дальше вы и сами догадываетесь.
Шпон относится к древесным материалам, имеющим вид тонких листов древесины, толщина которых колеблется в пределах 0,5-3,0 мм. Шпон, как правило, наклеивается на деревянные панели или ДВП, придавая таким образом материалу более эстетичный и привлекательный вид.
Схема укладки и разметки шпона.
Изготовление шпона своими руками
Изготовление шпона вполне осуществимо и в домашних условиях. Если имеется хотя бы небольшой навык обращения с деревом и некоторые инструменты – можно смело приступать к решению этой задачи. Чтобы изготовить своими руками пилёный шпон, необходим деревянный брус, на котором следует сделать вертикальную разметку линиями на расстоянии не более 12 мм. Далее, закреплённый на верстаке брус нужно распилить по разметке лобзиком или пилой.
Аналогичным способом можно получить строганный шпон. В данном случае заготовка обрабатывается с помощью электрического рубанка. Чтобы своими руками сделать лущёный шпон нужна заготовка цилиндрической формы. Заготовку следует закрепить так, чтобы она вращалась. Снимая по спирали слои древесины можно получить листы большого размера.
Область применения шпона довольно широкая – от производства мебели, декоративной фанеры, музыкальных инструментов, до отделки салонов автомобилей и круизных морских лайнеров. Отделка шпоном придаёт изделиям уникальность и привлекательность благодаря естественной красоте текстуры дерева. Ресурсы древесины ценных пород неумолимо уменьшаются, а использование шпона помогает экономить этот уникальный, дефицитный материал.
Этапы, материалы и технология производственного процесса
Итак, предстоит древесину изначально замочить на некоторое время в воде (время зависит от плотности древесины и первоначального ее состояния) и пропарить ее.
Замачивание и пропаривание необходимо для придания древесине одинаковых физических свойств по всему объему.
Раскрой шпона.
В противном случае вы рискуете испортить внутреннюю часть древесины или даже привести в негодность оборудование. Далее идет процесс сушки в сушильной камере. Естественное высыхание древесины не даст той однородности, к которой вы стремились. Недостаточно сухая древесина при производстве шпона не используется, так как в этом случае очень высок процент брака.
Влажность древесины можно проверить и кустарным способом с помощью лабораторного гигрометра. Для этого производят пиление небольшого участка древесины и в опилки помещают термометр. Второй термометр остается открытым. По разности показаний термометров и с помощью таблицы определяется влажность. Такой способ не совсем надежный, потому что он дает весьма ощутимые отклонения от реальных результатов.
Недостатки
Невзирая на низкую цену, лущеный шпон не столь популярен для облицовки в тех случаях, где требуется красота, необычный дизайн и декоративность готовой поверхности. Чтобы устранить этот недостаток, его необходимо декорировать, что позволяет полноценно использовать полотна в качестве облицовочного материала.
Чтобы усилить декоративный эффект, можно подвергнуть лущеный шпон поверхностному крашению, горячему печатанию (пиротипии), укрывистой отделке. Зато изначальный вид совершенно не мешает применять его для других видов работ.
Свилеватая древесина
Исключение – свилеватая древесина. Хотя для садоводов свилеватость считается пороком, для изготовления древесных листов представляет особую ценность. Что же это такое? Так называются стволы (или ветви) деревьев, у которых волокна располагаются внутри ствола не ровно, а переплетаются в самых разных направлениях, образуя узлы, жгуты, пучки и другие фигуры. Во время снятия слоев на токарном станке под нож волокна попадают не одинаково. Так, одновременно происходит снятие слоя поперек, вдоль, под углом. На поверхности среза получается перемешанная текстура, которая издает перламутровое мерцание. Свилеватость встречается у всех пород, но в одних редко, а у других часто, вернее — постоянно.
Самые востребованные породы, из которых изготавливают шпон, – береза, но не обычная, а карельская, а еще сахарный клен. Причем у березы свилеватость более необычная из-за того, что она растет на Кольском полуострове, условия там достаточно суровые, и годовые кольца у деревьев ложатся не по окружности, а имеют вид волнообразных розеток.
Древесина сахарного клена покрыта волокнами-узелочками, которые имеют темные серединки. Но поскольку эта порода дерева не встречается на территории бывшего Советского Союза, за исключением крымского Ботанического сада, то для изготовления шпонового материала с высокими эстетическими показателями используется только береза. Технология производства лущеного шпона из карельской березы такая же, как из других пород, но стоимость, ввиду особой ценности материала, несколько выше.
