CC BY
19
3. ТЕХНОЛОГ1Я ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 674.[419+7]:694.7 Асист. М.М. Шатшсышй;
доц. В.О. Маевський, д-р техн. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ ТОЧЕНИХ ДЕТАЛЕЙ З ЗАГОТОВОК, СКЛЕ6НИХ З ДЕРЕВИНИ Р1ЗНИХ ПОР1Д
Запропоновано низку композицшних ршень щодо виготовлення точених деталей, виготовлених з клеених комбшованих заготовок, поеднаних деревиною р1зних порщ, та вар1анти 1х використання у готових столярно-меблевих виробах. Моделювання розта-шування р1знопорщних дшянок деревини 1 розм1р1в 1х поперечних перетишв у клеенш заготовщ та глибини й проточування здшснено за допомогою прикладних програм для систем автоматизованого проектування. Розроблено основш напрями дослщження про-цесу виготовлення точених деталей з клеених заготовок, поеднаних деревиною р1зних порщ, для потреб столярно-меблевого виробництва.
Ключовi слова: клеена заготовка, поеднання деревини р1зних порщ, композицшне ршення, моделювання, проточування, точена деталь, столярно-меблевий вир1б.
Постановка проблеми та актуальшсть дослщжень. Однieю з визна-чальних передумов створення iнтер'eру будь-якого примщення е пiдбiр та улаштування предмепв побуту, зокрема столярно-меблевих виробiв. Для !хньо-го виготовлення застосовують найрiзноманiтнiшi конструкцiйнi та оздоблю-вальнi матерiали. На сучасному ринку через свою ввдносну дешевизну великим попитом користуються столярно-меблевi вироби, виготовленi зi стружкових (ДСП, 08Б, постформiнг, софтформiнг) i волокнистих (ДВП, МБР) плит, фане-ри, пластичних мас тощо. Використання зазначених матерiалiв для виготовлення таких виробш, здебшьшого, призводить до видшення у процесi Гхньо! експлуатацп токсичних речовин, зокрема канцерогену - формальдепду.
Композицiйне рiшення, культура виконання, якiсть, ергономiчнiсть, еко-логiчна безпека виробш з деревини та !х вартiсть - основнi чинники, якi найбiльше турбують сучасного споживача. Для забезпечення побажання та по-питу споживачiв виробники пропонують споживчому ринку дед^ бшьше ви-робiв з деревини, у яких закладенi оригшальш композицiйнi художнi рiшення. Частка ще! продукцií, незважаючи на високу собiвартiсть, мае тенденцiю до збiльшення, що зумовлено ростом добробуту населення та можливктю експор-ту тако! продукцп на закордоннi ринки.
Сучасний споживач, зазвичай, дедалi частiше намагаеться оточити себе виробами виготовленими з натуральних матерiалiв, зокрема з масивно! деревини. Шд час створення штер'еру примiщення дизайнери-конструктори повиннi враховувати рiзнi естетичнi чинники, основними з яких е: колорит, стиль, композицшне розташування та ексклюзивнiсть. Забезпечення ексклюзивносп виро-бш з масивно! деревини, зокрема столярно-меблевих, досягаеться мехашчною
чи ручною обробкою: фрезеруванням, точшням, художньою обробкою ^зьб-ленням, iнтарсieю, iнкрустацieю, мет^защею) тощо. Ексклюзивнi вироби над-звичайно вартiснi, висока цiна таких виробiв зумовлена, здебшьшого, дороговизною матерiалiв з масивно1 деревини, опоряджувальних матерiалiв та засто-суванням ручних операцш. Важливою також е художня цшнкть таких виробiв, яка досягаеться творчою працею дизайнерiв та художникiв-майстрiв виконав-цiв, що однозначно пiдвищуе 1х вартiсть.
Отже, пошук шляхiв здешевлення собiвартостi виробiв з деревини без втрати 1хньо1 художньо1 та естетично!' цiнностi, е актуальним науково-практич-ним завданням. Для ефективного вирiшення поставленого завдання необхiдно передбачати реалiзацiю комплексного шдходу з урахуванням як технолопчних, так i економiчних чинникiв. Основними шляхами реалiзацií такого пiдходу можна вважати використання: композиций з поеднанням рiзних порiд деревини; короткомiрних вiдходiв деревини (рейок); прогнозування та шдбору рiзних ви-дiв опорядження, яш включатимуть використання барвниюв, модифiкованоí деревини, протрав, грунпвок, лакiв, лако-бейщв, патин тощо. Варто зазначити, що одним iз найефективнiших шлях1в здешевлення собiвартостi ексклюзивних ви-робiв е шдвищення частки механiзованих (автоматизованих) операцш у процес виготовлення цих виробiв та часткова замiна цiнних (дороговарткних) порiд деревини малоцiнними.
Конструкция i дизайн переважно!' бiльшостi виробiв з деревини е загаль-новживаними та потребують реалiзацií нових методiв, способiв i пiдходiв до 1'хнього проектування та органiзацií технологiчного процесу виготовлення.
Художня естетика моза1'чного рисунку, створеного рiзницею кольору i тону, шдсилюеться текстурою i фактурою використаних порвд, тому використання у виробах з деревини елеменпв з поеднанням деревини рiзних порiд е одним iз перспективних напрямiв урiзноманiтнення асортименту сучасних виро-бiв з деревини та зменшення 1'х собшартосп. Введення в iнтер'ер виробш з еле-ментами поеднання деревини рiзних порiд, на противагу тривiальному викорис-танню масивно!' деревини i деревинних матерiалiв, збагатить творчi пiдходи у дизайш та е актуальним.
Анашз вщомих дослщжень. З давнiх-давен у процес виготовлення меб-лiв застосовували личкування деревини малощнних порiд личкувальними матерь алами з деревини щнних порiд. Ця технолопя присутня у виробах з деревини як епохи середньовiччя, так i сучасностi. Зазвичай, виробники обклеюють заготовки малоцiнноí деревини цшною для економií останньо!' [1]. Значного поширення у виробництвi столярно-меблевих виробш та дерев'яному домобудуваннi також на-були технологií зрощування заготовок (за довжиною, шириною, товщиною).
Варто зазначити, що використання клеених заготовок з деревини рiзних порiд (комбшованих заготовок) для виробництва столярно-меблевих виробiв, попри вiдомi переваги клеено1 продукцп порiвняно з масивною [2] та можли-вiсть забезпечення ексклюзивностi цих виробiв, не набули широкого розповсю-дження. Вiдомi тiльки окремi науковi результати та практичнi рiшення вироб-никш щодо виготовлення та використання клеених заготовок з деревини рiзних
порвд, зокрема [3-8], натомкть бiльшiсть дослiдникiв i виробникiв дотримують-ся класичного шдходу, у якому поеднання деревини pi3Hnx порiд у клеeнiй конструкцií вважаеться недоцшьним.
У роботi [3] акцентовано увагу на дослвдженш мiцностi клеено! конструкцií (клеено! балки), зокрема з поеднанням в однiй балцi деревини сосни та осики, з вщсотковим вмктом останньо! не бшьше 50 %. За результатами дослвджень встановлено, що мiцнiсть клейових з'еднань у конструкциях iз поеднанням деревини сосни та осики не поступаеться шцносп клейових з'еднань у конструкциях тшьки iз деревини сосни, а процес деформування клеено! балки та пов'язаш з ним структурнi перетворення у конструкцií ввдбува-ються за щею ж схемою для двох видiв конструкцiй.
Передумови поеднання дшянок деревини рiзних порiд у клеених щитах та результати експериментального до^дження показникiв формостiйкостi цих щитв за умови впливу агресивного середовища впродовж тривалого часу наведено у роботах [4, 5]. Отримаш результати свдаать про можливiсть викорис-тання окремих варiантiв клеених щитш з поеднанням рiзних порiд деревини у виробничих умовах. У роботi [6] наведено результати експериментальних дос-лвджень формостiйкостi мiжкiмнатних i вхвдних дверей, виготовлених iз поеднанням деревини рiзних порiд в однiй складальнiй одинищ. Дослiджено поеднання порiд - хвойш-береза в коробках i хвойнi-береза-осика в полотш, iз з'еднаним на скобах каркасом iз дрiбнопустотним i стшьниковим заповненням. Результати дослiдження засвiдчили доцшьнкть використання у коробках та полотнах дверних блокiв щитово! конструкцц березово! та осиково! деревини з урахуванням як технологiчних (формостiйкостi), так i економiчних (економiчноí ефективностi за рахунок замши хвойно! деревини - м'яколистяною) чинниюв.
Один iз виробнишв клеених брусш для дерев'яного домобудування "Green-side" пропонуе використання як традицшного варiанта - виготовлення клеених брусш Scandic з деревини одше! породи, так i використання варiантiв з поеднанням двох i навiть трьох порiд деревини в одному брус [7]. Заслуговуе на увагу та-кож варiант використання клеених заготовок з поеднанням деревини рiзних порщ для виготовлення елеменпв столярно-меблевих виробш, зокрема балясини [8].
Наявний рiвень знань щодо виготовлення та використання клеених заготовок з деревини рiзних порщ у виробництвi виробiв з деревини, зокрема у сто-лярно-меблевих виробах, встановлений за результатами дослiджень науковщв та iнформацiею вiд виробниюв, засвщчуе, що поставлена задача е малодосль дженою. Таким чином, можна стверджувати, що дослiдження, спрямованi на виртення поставлено! задачi, е актуальними та передбачають реалiзацiю низки технологiчних та естетичних завдань. Одним iз основних естетичних завдань е розроблення композицшних рiшень щодо розташування дiлянок деревини рiз-них порiд у клеенш заготовцi та схеми !! проточування для отримання точено! деталi столярно-меблевого виробу. До основних технологiчних завдань, mi передбачають реалiзацiю експериментальних дослщжень, варто вiднести визна-чення мiцнiстних характеристик та прогнозування формостшкосп як клеених заготовок з деревини рiзних порiд, так i виробiв, виготовлених з них.
Розроблення композицшних р1шень щодо розташування дiлянок де-ревини рiзних пор1д у клеенш заготовцi та схеми ii проточування для отри-мання точено'! деталi столярно-меблевого виробу. Деякi 3anp0n0H0BaHi ком-позицiйнi piшення щодо розташування дтянок деревини piзних поpiд у клеенш заготовщ наведено на рис. 1. Таю композицшт piшення е передумовою ство-рення перспективного матеpiалу для широкого застосування у столярно-мебле-вому виpобництвi за умови дотримання його експлуатацшних характеристик, зокрема фоpмостiйкостi. Варто зазначити, що особливо цiнним з естетичного погляду е використання композицшних ршень у токаpнiй обpобцi. Ефективним е застосування прикладних програм для систем автоматизованого проектуван-ня, зокрема AutoCAD, для моделювання розташування piзнопоpiдних дiлянок деревини i pозмipiв ix поперечних пеpетинiв у клеенiй заготовщ та глибини проточування криволшшно! форми з отриманням рисунку на поперечних перетинах клеено! заготовки iз piзнопоpiдною деревиною. Отриманий рисунок характеризуется контрастом, кольором, блиском, тоном, текстурою та фактурою. Таким чином, знаючи поперечний перетин piзнопоpiдниx дтянок та 1х розташування у клеенш заготовщ, можна прогнозувати у токарнш обробщ глибину проточування з урахуванням художнього задуму та створення т1ла обертання з оpигiнальними естетичними характеристиками (рис. 2).
Рис. 1. Деяк запропоноваш композицшт рШення щодо розташування дтянок деревини рiзних порiд у клеенш заготовщ
Застосування прикладних програм для систем автоматизованого проек-тування у процесi пiдготовки технолопчно'' документацп виробництва точених деталей столярно-меблевих виробiв, виготовлених iз клеених заготовок з дере-вини рiзних порщ, сприятиме ефективнiй реалiзацií технологiчного процесу. Такий технолопчний процес забезпечуватиме економш деревини цiнних порiд як за рахунок замщення 'х менш щнними, так i завдяки використанню коротко-мiрноí деревини (рейок), не склеених мiж собою за довжиною. Розташування рiзнопорiдних дiлянок деревини у клеенш заготовцi дощльно здiйснювати з урахуванням токарно'' проточування, яка проходить через кшщ короткомiрних вiдходiв деревини (рейок) радiусом, меншим вiд вiдстанi пласп центрально'' дь лянки до оа обертання клеено'' заготовки на токарному верстай (рис. 3, а). Шс-ля токарно'' оброблення матимемо продукт з оригшальними естетичними характеристиками, на противагу традицiйним видам художньо'' оброблення деревини, зокрема штарсп.
Н11
Рис. 3. Моделюеання еарктта проточування клеено? заготовки зр1знопор одними дтянками деревини (розмгр 750*80*80 мм):
а - проточування Ж20 мм; б - проточування 11=21,7 мм; в - проточування Я>28,3 мм; г - проточування Я> 21,7 мм;
| - деревина малоугнних поргд;
Щ - деревина цтних поргд
Результатом застосування прикладних програм для систем автоматизованого проектування е варiанти змодельованих точених деталей з клеених заготовок iз рiзнопорiдних дтянок деревини (рис. 4) та варiанти ''хнього викорис-тання у столярно-меблевих виробах (рис. 5).
Для наочного порiвняння результапв моделювання точених деталей з клеених заготовок iз рiзнопорiдних дiлянок деревини за допомогою прикладних програм для систем автоматизованого проектування на рис. 6 наведено св^ли-ни виготовлених точених деталей з клеених заготовок iз поеднанням деревини дуба та сосни.
Рис. 6. Свiтлини виготовлених точених деталей з клеених заготовок iз поеднанням деревини дуба та сосни
Висновки:
1. Результати пошукових дослщжень щодо виготовлення та використання клеених заготовок з деревини рiзних порщ у виробнищш виробiв з деревини, зокрема у столярно-меблевих виробах, свщчать, що поставлена задача е малодослщженою, тому дослщження спрямоваш на 11 виршення та перед-бачають реалiзацiю низки технолопчних та естетичних завдань.
2. Застосування прикладних програм для систем автоматизованого проекту-вання для моделювання розташування рiзнопорiдних дiлянок деревини i розмiрiв 1х поперечних перетинiв у клеенш заготовщ та глибини проточування криволшшно'1 форми з отриманням рисунку на поперечних перетинах клеено!' заготовки е ефективним засобом прогнозування точених деталей столярно-меблевих виробiв з урахуванням художнього задуму та ство-рення тша обертання з оригшальними естетичними характеристиками. Та-кий тдхщ також сприятиме розробленню технологiчного процесу вироб-ництва точених деталей столярно-меблевих виробiв, який забезпечуватиме
економiю деревини цшних порiд деревини як за рахунок замщення ïx менш цшними, так i завдяки використанню короткомiрниx вiдxодiв деревини, не склеених мiж собою за довжиною.
Лггература
1. Дячун З.Й. Конструювання меблгв, корпусы мебл1 / З.Й. Дячун. - К. : Вид. дм "Киево-Могилянська академш", 2007. - Ч. 1. - 387 с.
2. Волынский В.Н. Технология клееных материалов : учебн. пособ. [для студ. ВУЗов] / В.Н. Волынский. - Изд. 2-ое, [перераб. и доп.]. - Архангельск : Изд-во Архангельского ГТУ, 2003. - 280 с.
3. Агафонова Р.И. Формирование клееных балок с учетом микростроения и напряженного состояния древесины : автореф. дисс. на соискание учен. степени канд. техн. наук: спец. 05.21.05 - "Древесиноведение, технология и оборудование деревообработки" / Р.И. Агафонова. - СПб., 2009. - 19 с.
4. Кривик О.О. Передумови поеднання р1зних порщ деревини у клеених щитах / О.О. Кри-вик, В.О. Маевський, С.В. Жмурко // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. -Львш : РВВ НЛТУ Украши. - 2012. - Вип. 22.11. - С. 155-160.
5. Кривик О.О. Динамжа змши формостшкост щипв клеених з поеднанням р1зних порщ деревини / О.О. Кривик, В.О. Маевський // Люове господарство, люова, паперова i деревооброб-на промиокгасть : мiжвiдомч. наук.-техн. зб. - Львш : Вид-во НЛТУ Украши. - 2011. - Вип. 37.1. - С. 30-33.
6. Габа 1.С. Дослщження формостшкост дверних блоюв, виготовлених з рiзних порiд деревини / 1.С. Габа, О.Б. Ференц // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львш : РВВ НЛТУ Украши. - 2014. - Вип. 24.11. - С. 167-173.
7. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.greenside.ru/service/production/materials/.
8. Деревянное домостроение // Деревообработка. Оборудование и инструмент для профессионалов : Междунар. информ.-технич. журнал. - 2007. - № 6 (94). - 45 с.
Шаткивский М.М., Маевский В. О. Исследований процесса производства точеных деталей из заготовок, склеенных из древесины разных пород
Предложен ряд композиционных решений по производству точеных деталей для столярно-мебельных изделий, изготовленных из клееных комбинированных заготовок с сочетанием древесины разных пород, и варианты использования таких точеных деталей в готовых изделиях. Моделирование расположения разнопородных участков древесины и размеров их поперечных сечений в клееной заготовке и глубины их проточка осуществлено с помощью прикладных программ для систем автоматизированного проектирования. Разработаны основные направления исследования в производстве точеных деталей из клееных заготовок с сочетанием древесины различных пород.
Ключевые слова: клееная заготовка, сочетание древесины различных пород, композиционное решение, моделирование, проточка, точеная деталь, столярно-мебельное изделие.
Shatkivskyy M.M., Mayevskyy V.O. The Production of Turned Details from Glued Blanks with the Combination of Different Wood Species
A series of composition solutions concerning turned details of carpentry and furniture products from glued combined blanks with a combination of different wood species as well as variants of their using in finished carpentry and furniture products is proposed. The simulation of different wood species distribution and dimensions of their cross sections in glued blank and depth of its turning was performed by application software for CAD system. The main directions of research of turned details from glued blanks with the combination of different wood species are developed.
Key words: glued blank, combination of different wood species, composition solution, simulation, turning, turned detail, carpentry and furniture product.
