Древесина и древесные материалы

ВВЕДЕНИЕ
ВИДЫ ДЕРЕВА И МАТЕРИАЛОВ
Виды применяемых древесных материалов и их основные пороки
Породы деревьев
Искусственное дерево
Характеристики и классификация
ОБРАБОТКА СЫРЬЯ
Сушка древесины
Окрашивание древесины
Склеивание древесины
Фанерование
Общие сведения об отделке. Виды и классификация.
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6
Приложение 7
Приложение 8
Приложение 9
Приложение 10
Приложение 11
Приложение 12
Приложение 13
Приложение 14
Приложение 15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Древесина и древесные материалы

Деревья данной породы имеют гладкую кору серого цвета, выделяющую при надрезании красный ядовитый сок (латекс). Родственная ей древесная порода панга-панга (Milettia stuhlmanii) произрастает исключительно в Восточной Африке и чаще всего встречается в Мозамбике. Панга-панга отличается большим, чем у венге содержанием желтоватых минеральных ингредиентов.2.
Ель.
Различные виды ели произрастают практически на всей территории России. Резонансные бревна отбирают из общей массы заготовленных бревен на нижнем складе леспромхозов. Отобранные бревна поступают на лесопильные рамы, где их распиливают на доски. Пример раскроя бревна показан на рисунке 5.
Древесина ели белая со слабым желтоватым оттенком. На открытом воздухе с течением времени сильно желтеет. Резонансная ель строгается и циклюетсяпо слою очень хорошо. Срез получается чистым, глянцевитым. После шлифовки поверхность ели становится бархатистой на ощупь со слабым матовым блеском.3.
Береза
Березовая древесина идет на изготовление фанеры, которая может служить материалом для дна гитар. Березовый шпон употребляют для отделки инструментов в чистом и крашеном виде.
Древесина березы белого цвета с красноватым, реже желтоватым, оттенком хорошо обрабатывается режущим инструментом. При окрашивании древесина березы равномерно впитывает краситель и дает ровный тон4.
Бук.
Древесина бука широко применяется в музыкальной промышленности. Ручки, пятки и головки грифов, подставки, корпуса гуслей и другие детали щипковых инструментов в промышленных условиях делают из бука.
Бук произрастает в южной и восточной частях нашей страны. Буковая древесина имеет характерный рисунок (крапчатый) и розоватый цвет. Древесина бука обладает высокими физико-механическими свойствами.
Бук хорошо обрабатывается ручным инструментом и шлифуется. Его поверхность хорошо выглядит под прозрачной отделкой.
Граб
Благодаря хорошей прокрашиваемости черными красителями, высокой твердости и прочности древесину граба применяют как имитацию черного дерева.
Граб произрастает в Крыму и на Кавказе, а также на Украине и в Белоруссии. Цвет древесины граба белый с сероватым оттенком. Строгается древесина граба хорошо, но в отличие от черного дерева плохо полируется.
Клен
Из всех видов кленов наибольшее применение имеет клен остролистный и явор, или белый клен. Эти виды кленов произрастают в Крыму и на Кавказе, а также на Украине.
Древесина клена плотная, вязкая, хорошо поддается гнутью. Текстура клена остролистного представляет собой узкие темные полосы на серо-розовом фоне. При правильном окрашивании поверхности клена явора этот эффект текстуры усиливается5.
Красное дерево
Такое название имеет ряд пород древесины, которые обладают красным цветом разных оттенков и интенсивности (рис 14, 15). Наиболее часто под этим названием встречается порода древесины из Центральной Америки - американское махагони.
Нередко только строгание цинубелем с последующим усиленным шлифованием позволяет подготовить поверхность красного дерева под чистовую отделку6.
Палисандр
Очень твердая и механически прочная древесина палисандра с красивой шоколадно-коричневой, бурой, фиолетовой переходящей в черноту окраской нашла применение в изготовлении накладок и ручек грифов, панцирей, а в некоторых случаях и корпусов щипковых инструментов.
Породы, объединенные под названием палисандр, произрастают в лесах Южной Америки. При обработке выделяет специфический приторный запах.
Черное дерево
Так называют породы семейства эбеновых. При качественной обработке можно добиться хорошего декоративного эффекта (рис 14, 15). Произрастают эти породы в Южной Индии. Очень высокие физико-механические свойства древесины придают необходимую прочность, жесткость.
При всей красоте импортных пород следует предостеречь работающих с ними от заноз и попадания опилок в глаза и дыхательные пути. Многие из них содержат в древесине смолы и масла, способные вызвать раздражение слизистых оболочек или нарывы при попадании вместе с занозой под кожу.7.
Искусственное дерево
Сфера применения - строительство, мебельная промышленность.
ЭДНП - экологически чистые дешевые древесно-наполненные пластмассы на основе отходов древесины и полимеров, способны заменить широко используемые в мебельном производстве и жилищном строительстве древесностружечные и древесноволокнистые плиты (ДСП, ДВП, МДФ), применение которых вредно для человека из-за постоянного выделения токсичных веществ- свободного формальдегида и фенола.
Плитные изделия
a. простая или филенчатая отделочная мебельная доска;
b. столешницы, подоконник и другие плиты;
c. дверные полотна;
d. облицовка, элементы строительных конструкций;
e. опалубка.
Погонажные изделия
a. половая доска;
b. фигурные наличники, плинтусы, багет, декоративные профили.
Требуемое сырье и материалы
Исходным материалом для получения ЭДНП служат древесные опилки, стружка стебли тростника, бамбука, шелуха риса и другие отходы древесно-растительного происхождения, а в качестве полимерного связующего применяются термопласты (полиэтилен, полипропилен) и их отходы.
Производство изделий из ЭДНП осуществляется прессованием или экструзией.
Характеристики и классификация
Древесина, наряду с неоспоримыми достоинствами (прочность, легкость обработки, долговечность, экологичность, возобновляемость сырья, эстетичный внешний вид), обладает и рядом недостатков. Рассматривая древесину как конструкционный материал строительной отрасли, можно выделить такие "естественные" недостатки, как анизотропия прочности, сучковатость, неустойчивость к изменению температуры и влажности. Желание освободиться от негативных свойств древесины, сохранив при этом ее полезные качества, привело к созданию древесных материалов, получаемых на основе технологий склеивания.
Чем больше слоев, тем выше прочность; клееная древесина имеет более высокий предел огнестойкости.
LVL (Laminated Veneer Lumber) состоит из листов лущеного шпона древесины хвойных пород с параллельным расположением волокон в смежных слоях. LVL – развивающийся, перспективный материал, обладающий превосходными свойствами и значительными преимуществами, по сравнению с традиционными материалами, применяемыми в качестве строительных конструкций8.
Наиболее типичные области применения LVL: кровельные конструкции; несущие конструкции (стены, перекрытия для крыш и полов, и пр.); несущие балки мостов, шпалы, брус для профилирования и т.д.; в домостроении для отделки внутреннего интерьера (лестницы, арки, любые декоративные элементы); изготовление мебели; балки, перемычки оконных и дверных проемов и элементы конструкций; пояса двутавровых балок; комбинированные балки; конструкции пола.
PSL (Parallel Strand Lumber) - сравнительно новый клееный древесный материал. Доски и бруски изготавливают посредством склеивания параллельно расположенных полос шпона, толщина которых определяется и зависит от длины чурака.
Фанера как конструкционный материал хорошо известна и нашла широкое применение в различных отраслях промышленного производства. В строительной индустрии фанера применяется в монолитном и малоэтажном домостроении: опалубка; настил под полы; кровельные материалы; стеновые панели; перегородки и многое другое, где появляется необходимость в материале, обеспечивающем исключительную прочность и возможность изготовления крупногабаритных изделий.9.
OSB – (Oriented Strand Board, ориентированно-древесно-стружечная плита) - представляет собой древесностружечную плиту из крупноразмерной стружки с ориентированными слоями, проклеенной синтетическими смолами.
Область применения OSB чрезвычайно широка - мебельная промышленность, строительство, изготовление упаковочной продукции.
Древесностружечная плита - материал, изготавливаемый путем горячего прессования древесной стружки, смешанной со связующим веществом. Применяются в строительстве древесностружечные плиты в основном для внутренней отделки помещений, изготовления дверей, подоконников, выставочных конструкций, стеллажей, для использования как основы под потолки или настила под полы.
МDF (Medium Density Fiberboard) - древесно-волокнистая плита средней плотности. Этот плитный материал представляет собой спрессованную мелкодисперсную древесную фракцию, изготовленную из высушенных древесных волокон. В строительстве МDF используют для изготовления погонажных изделий, черновых полов, стеновых панелей, потолков, дверей, ламинированных напольных покрытий, тавровых балок.10.
ОSL (Oriented Strand Lumber) и ОМDF (Oriented Medium Density Fiberboard) – это новые, разрабатываемые в настоящее время древесные клееные материалы, по сравнению со своими прототипами (PSL и МDF) они имеют послойную ориентацию составных элементов материала. Формирование внутренней структуры древесного клееного материала со слоями либо из полос шпона, либо из древесных волокон, ориентированных в соответствии с предполагаемыми нагрузками, позволит получить новые конструкционные материалы.
Из древесных материалов в производстве мебели чаще всего применяются: доски и бруски, шпон, фанера клееная, облицованная, декоративная; гнутокленные, пропильные и гнутопропильные детали; плиты столярные, древесностружечные и древесноволокнистые; щиты мебельные, слоистые пластики, прессованные детали из измельченной древесины и черновые заготовки. Доски и бруски получают путем продольной распилки круглого леса. Эти материалы используют для изготовления каркасов. Основное внимание при этом уделяют отсутствию дефектов древесины, особенно гнилей и сучков. Шпон – это тонкие однослойный листы древесины толщиной.11.
Фанера декоративная представляет собой обычную фанеру, облицованную пленочным покрытием в сочетании с декоративной бумагой или без нее. Декоративная бумага служит для имитации ценных пород древесины.12.
Гнутокленные и пропильные детали получают из различных контуров с помощью горячего прессования. Таким образом получаются либо готовые детали, либо заготовки, из которых потом выпиливают отдельные детали: подлокотники кресел, боковины стульев, и т.д. Использование гнутоклееных и пропильных деталей уменьшает расход древесины, количество деталей и операций а также качество готовых изделий.
ОБРАБОТКА СЫРЬЯ
Сушка древесины
Сушкой называют процесс удаления влаги из материала. Влага в древесине содержится в двух видах — свободная и гигроскопическая. Эта влага связана с древесиной и находится в стенках клеток. Остальная влага находится в свободном виде в клеточных полостях и сосудах.
В начале сушки из древесины испаряется только свободная влага. Гигроскопическая влага начинает испаряться лишь после того, как улетучится вся свободная влага. Удаление этой влаги сильно влияет практически на все свойства древесины.
Процесс сушки древесины сопровождается изменением ее геометрических размеров. Вдоль волокон эти изменения ничтожно малы, и их в расчет не берут.13.
Усушка зависит от породы древесины, а в пределах одной породы—от строения древесины. Причиной искажения форм является неодинаковая усушка древесины в радиальном и тангенциальном направлении.
В промышленных условиях древесину сушат в сушилках, в конструкциях которых используют многие физические явления. Наиболее распространена камерная сушка нагретыми газами. Большое применение находит атмосферная сушка пиломатериалов.
В условиях мастерских по изготовлению музыкальных инструментов атмосферная сушка является единственным и наиболее качественным способом снижения влажности в заготовках древесины. Если доску из свежеспиленного дерева оставить в теплое время года под навесом, а лучше на чердаке деревянного дома, то через некоторое время вес доски перестанет убывать. Это говорит о том, что влажность древесины достигла некоторого устойчивого значения. Такая влажность называется воздушно-сухой.
Окрашивание древесины
Отечественные породы древесины, и в первую очередь береза, ольха и граб, соответствующим образом окрашенные, вполне могут заменить экзотические породы. Окрашивание производят с помощью красителей — растворимых красящих веществ, которые прочно закрепляются на древесине, изменяя ее цвет, но не затемняя текстуру. Красители, которые сообщают окрашиваемой поверхности свой цвет, называют прямыми. Красители, которые при нанесении на древесину образуют красящие соли, называют протравными14.
Материалом пластинок являются клен, граб и груша. Применяют пластинки для изготовления обечаек, доньев гитар и гуслей и т. д. Окрашивают в черный и коричневый цвета различных оттенков.
Штап—тонкие рейки получаемые пилением мелкозубыми циркулярными пилами. Материал штапа — береза, граб. Окрашивают обычно в черный цвет. Применяют для обкладки корпусов инструментов.
Шпон — получают лущением или строганием толщиной 0,5— 1,2 мм. Окрашивают обычно в черный, вишневый, желтый и другие цвета» Материалом для шпона является береза, ольха, орех и т. п. Применяют для жилок, розеток, уголков, «веревочек» и других украшений музыкальных инструментов.
Замечательные по глубине тона и плотности дают красители, применяемые в текстильной промышленности при окрашивании шерстяных и хлопчатобумажных тканей. Наиболее распространенный метод пропитки — автоклавный. При этом окрашиванию подвергают древесину или в виде пиломатериалов, или, что более предпочтительно, в виде заготовок15.
Склеивание древесины
Склеивание является эффективным средством соединения деталей в одно изделие. Бесспорным преимуществом клеевых соединений является отсутствие ослабления сечений, следов коррозии от металлических скреп, а также незначительные материальные затраты.
При склеивании древесных деталей структура изделия становится более однородной. Кроме того, значительно снижается опасность коробления всего изделия и его элементов. Это объясняется ослаблением влияния пороков древесины и несовпадением направления ее волокон.
Склеивание — единственно приемлемый способ соединения деталей в музыкальных инструментах. Клеевые соединения в музыкальных инструментах работают в разных условиях, к ним предъявляются различные требования16.
Любое клеевое соединение — это соединение различных деталей в одно целое. Примером тому может служить склеивание деки инструмента из отдельных дощечек. Но кроме этого склеивание применяют и в других целях. Переклейка деталей грифа проводится для придания ему большей жесткости при действии сжимающего и изгибающего усилия натянутых струн, переклейку деталей колкового бруса в гуслях-звончатых выполняют для обеспечения более плотной посадки колков в древесине. Приклеивание пружинок к декам придает им большую прочность; приклеивание отдельных деталей и склеивание шпоном чаще всего преследует эстетические цели. При установке точек на грифе, при забивке ладов используют костный или мездровый клей для лучшего удержания недеревянных деталей в древесине. Процесс шпаклевания также можно рассматривать как склеивание древесных опилок с ремонтируемой деталью. 17.
Фанерование
Фанерование деталей также можно рассматривать как склейку деталей. В производстве гуслей звончатых шпоном благородных пород древесины фанеруют раму инструмента, скрывая таким образом технологические изъяны и придавая инструменту нарядный вид.
Для фанерования заранее нарезают листы шпона с запасом на каждую сторону, цинубят плоскость рамы, к которой будет приклеен шпон, а затем как можно быстрее наносят клей на плоскость рамы и на поверхность шпона. Костный или мездровый клей должен быть густым. Шпон накладывают на поверхность рамы и несколько раз разравнивают специальным горячим молотком (при этом края шпона будут скручиваться). Затем тряпочкой, смоченной в горячей воде, прогревают и увлажняют наружную поверхность шпона. Шпон становится послушным, разравнивается по плоскости. Левой рукой придерживают шпон, чтобы он не сдвигался по клею, а правой интенсивно двигают носиком молотка вдоль полосы шпона для того, чтобы выдавить излишки клея из-под шпона.
Не следует переувлажнять шпон, так как влага, проникая сквозь него, повредит качеству клеевого слоя. Малоувлажненный шпон не будет приклеиваться по контуру полосы. В процессе притирки шпона молотком часть влаги с поверхности шпона снимается носиком молотка. Поверхность правильно притертого шпона теплая и бархатистая на ощупь.
Фанерование—операция, требующая расторопности, аккуратности и навыка, приобретаемых со временем на практических занятиях.18
Общие сведения об отделке. Виды и классификация.
Под отделкой древесины понимают создание на ее поверхности декоративного покрытия, которое не только улучшает внешний вид, но и защищает древесину от воздействия окружающей среды. Защитный слой должен быть достаточно твердым, но эластичным, ровным и гладким, блестящим или матовым (рисунки 8-15 приложений 8-15). Кроме того, отделывать древесину можно плитками, пластиками, резьбой, выжиганием, накладным декором (рис. 7).
Для снижения расхода отделочных материалов при многослойном нанесении для первых слоев применяют более дешевые, заполняющие поры материалы (грунтовки, порозаполнители и шпатлевки), которые не только выравнивают поверхность под отделку, но и способствуют лучшей адгезии ее к отделочному покрытию. Если перед отделкой нужно изменить цвет древесины, ее покрывают красителями, а затем грунтуют19.
Виды отделки. В столярно-мебелном производстве применяют следующие виды отделки. При прозрачной отделке на поверхность древесины наносят защитную декоративную пленку, которая не только не закрывает цвет и текстуру древесины, а наоборот, еще лучше проявляет ее. Прозрачную отделку получают при обработке древесины твердых лиственных пород прозрачными лаками, политурами, иногда маслами и восковыми мастиками. При непрозрачной отделке защитная пленка пол­ ностью закрывает цвет и текстуру древесины. Ее выполняют пигментированными красками (масляными, эмалевыми и др.) по древесине малоценных и хвойных пород.
Имитационная отделка характеризуется улучшением декоративных свойств древесины и образованием на ее поверхности или поверхности листовых материалов узоров, имитирующих текстуру ценных пород древесины20.
Имитацию осуществляют нанесением красителей, наклеиванием текстурной бумаги, пленок, декоративных пластиков на детали малоценных пород.
К специальному виду отделки (декоративным украшениям) относятся металлизация, золочение, бронзирование, различные декоры (наборный, орнаментальный, тематический и рельефный), а также накладки и вставки. Эти виды отделки применяются в небольших кустарных мастерских и на предприятиях с художественным уклоном. В последнее время специальные виды отделки начали применять при производстве мебели и других изделий из древесины.
Приложение 1