Лущеный шпон что это
Лущеный шпон
Лущеный шпон. Что это такое?
Лущёный шпон изготавливают при помощи срезания пластов лесоматериалов вкруговую (по спирали) с вращающейся на аппарате цилиндрической заготовки. Вследствие такого срезания он отличается наибольшей шириной. Чаще всего для изготовления лущёного шпона применяют недорогие и распространённые сорта лесоматериалов, к примеру, берёза, ольха, бук, дуб, ясень, липа.
К отличительным чертам этого материала можно отнести:
Примечательно, что лущёный шпон является не самым лучшим вариантом, когда нужен оригинальный внешний вид и уникальный дизайн отделки. Чаще всего декоративные характеристики этого материала довольно ограничены, исключением является применение свилеватого сырья, в котором нарушено ровная структура волокон. По этой причине во время использования этого типа шпона для наружной облицовки применяют различные методы усиления декоративного эффекта, к примеру, поверхностное окрашивание, пиротипию (горячую печать).
Производство лущеного шпона
Лущение шпона является основной технологической операцией в его изготовлении. Эту процедуру осуществляют на специальных лущильных станках. Самая востребованная модель станка ЛУ17-4 используется для лущения заготовок в длину от 1550 до 1650 мм и сечением не более 700 мм. При этом получается шпон в толщину от 0,3 до 4 мм, сечение карандаша 70 мм. Процедура лущения шпона состоит и таких основных процессов:
Чурак – это заготовка, которая из отделения тепловой обработки попадает на лущильный станок. Прежде всего необходимо установить чурак в шпиндели лущильного станка. Его необходимо ориентировать относительно шпинделей таким образом, чтобы ось совпала с осью вращения шпинделей. Эксцентричный монтаж станет причиной существенных отходов лесоматериалов. Заготовка с конвейера попадает на загрузочную тележку, подводящую ее в область работы центрирующего механизма. Нижние вилки центрирующего механизма поднимают чурак с тележки на уровень шпинделей, пока он не соприкоснется с верхними вилками.
По окончанию центрирования чурака осуществляется надвигание обоих шпинделей, заготовка закрепляется между ними, а вилки центрирующего механизма отводятся. Шпиндели необходимы для реализации процедуры центрирования заготовки и ее вращения в процессе лущения шпона.
Оцилиндровка заготовки состоит в ее обработке по диаметру до тех пор, пока не получится правильный цилиндр. Чтобы уменьшить время, необходимое для оцилиндровки, ее реализуют при ускоренной подаче суппорта, с лущильным ножом. Окончание оцилиндровки до выхода непрерывного слоя шпона способствует повышению полезного выхода шпона.
Лущение чурака осуществляется во время одновременного движения чурака и надвигании на него лущильного ножа. Толщина изготавливаемого листа шпона зависит от объема подачи ножа за один оборот заготовки. Часто левая сторона шпона имеет трещины разрывы. Случается это в результате того, что левая сторона шпона тянется, а поскольку дерево плохо противостоит растягивающему усилию поперек волокна, получаются такие дефекты.
Получаемая в процессе лущения непрерывная лента шпона наматывается на мотовило сзади лущильного аппарата или при помощи особых ножниц для шпона режется на небольшие листы шпона. На стволе заготовки делаются пропилы специализированной пилой. Вследствие этого после каждого оборота заготовки получается отрезанный лист шпона. При этом размер его равен охвату бревна.
Шпон лущеный березовый используется в качестве облицовочного слоя, а также среднего слоя для изготовления столярных плит. Кроме этого возможно использование шпона в качестве материала для фанерных плит. Уникальный березовый узор – муар образуется в процессе лущения.
Во время эксцентричного лущения заготовка прикреплена в зажимах не в центре. Таким методом можно обрабатывать не только цельные круглые заготовки, но и даже их половины и четвертые части. В процессе эксцентричного лущения годичные кольца режутся под разными углами, следовательно, текстура шпона соответствующим образом меняется. Можно получить свилеватые или полосчатые ленты.
Лущеный шпон – отличительные характеристики и особенности производства
Лущение шпона – это технологический процесс обработки древесины, заключающийся в срезании верхнего слоя древесных волокон с вращающейся вокруг своей оси деревянной заготовки.
Лущеный шпон — что это такое?
Шпон — это строительный материал, представляющий из себя плоские тонкие листы дерева, разной толщины.
В зависимости от используемого оборудования и технологии производства, шпон производится толщиной 0,1 – 10,0 мм, а в соответствии со способом производства, он классифицируется как: пиленый, строганый и лущеный.
Лущеный шпон производится на специальном оборудовании, лущильных станках, принцип работы которых основан на срезании пластов древесины заданной толщины с вращающейся вокруг своей оси цилиндрической заготовки.
Для производства лущеного шпона используются различные породы деревьев, это: береза, осина, ольха, бук, клен, липа, тополь, ель, сосна, лиственница, пихта и кедр. Его используют для производства фанеры и иных плитных строительных материалов (столярные, фанерные плиты и т.д.), для изготовления и облицовки мебели.
В зависимости от качества используемой древесины, ее породы, а также качества обработки, зависящей от типа используемого оборудования, лущеный шпон подразделяется на пять сортов, это:
Документом, регламентирующим производство лущеного шпона, является ГОСТ 99-96 «Шпон лущеный. Технические условия».
В настоящее время разработан новый документ, в соответствии с которым будет производится этот строительный материал в ближайшее время, это Межгосударственный стандарт «ГОСТ 99-2016 Шпон лущеный. Технические условия», находящийся сейчас на согласовании в контролирующих организациях.
Отличительные характеристики
Специалисты считают, что лущеный шпон не является лучшим вариантом при использовании его для отделки помещений или конструктивных элементов мебели, а также прочих конструкций. Это обусловлено низкими декоративными показателями этого материала.
Свилеватая древесина – это древесина с естественным пороком, выражающемся в извилистом или беспорядочном расположении волокон дерева.
Сравнительные характеристики
Разные виды шпона используются для различных целей, что обусловлено толщиной этого материала, вариантами использования и его стоимостью.
Если сравнивать по толщине, то этот показатель выглядит следующим образом:
Пиленый шпон изготавливается из хвойных пород деревьев, при этом заготовками служат бруски больших размеров, которые распиливаются в заданном направлении. Это наиболее дорогой вид шпона, который используется для различного вида отделки и даже при изготовлении музыкальных инструментов.
Строганый шпон изготавливается из ценных пород деревьев и используется для отделки мебели и внутреннего декорирования помещений. Это достаточно дорогой вид шпона, цену которого определяет стоимость используемой древесины.
Лущеный шпон изготавливается из наиболее «простых» пород деревьев (береза, дуб, сосна, ольха), что определяет его использование при производстве фанеры и прочих листовых отделочных материалов. Как уже было написано выше, это наиболее дешевый вид шпона.
Особенности производства
Технология изготовления лущеного шпона известна с начала XIX века, и за эти годы оборудование, используемое для производства шпона, претерпело много конструкторских преобразований и технических изменений. Однако основные принципы остались неизменны.
Чурак, или другими словами заготовка, предварительно прошедшая сушку, подается на специальный, лущильный станок. Размер чурака, длина и диаметр, зависят от модели станка и его технических характеристик.
Когда заготовка подана на станок, она фиксируется в шпинделях, устройствах, устанавливаемых с торцов чурака.
Важным моментом при установке заготовки, является правильная центровка, потому как в противном случае при выполнении следующей операции, оцилиндровки, будет большой процент отходов древесины.
Оцилиндровка – это технологическая операция, когда при вращении чурака, с его поверхности удаляются участки древесины, ее неровности. Удаление выполняется до момента придания заготовке вида правильного цилиндра.
После того, как цилиндр сформирован, начинается процесс лущения.
В этом режиме одновременно с вращением чурака, осуществляется движение режущего ножа в направлении центра вращения, что приводит к срезанию слоя древесины требуемой толщины.
Срезаемое древесное полотно (шпон), наматывается на специальное устройство (мотовило), располагаемое рядом с лущильным станком, или нарезается требуемого размера.
Отличительными особенностями производства лущеного шпона в промышленных масштабах, являются:
Недостатки
На выбор того или иного вида шпона оказывает влияние наличие недостатков, свойственных каждому из сравниваемых материалов.
Так для лущеного шпона свойственны следующие недостатки, это:
Лущение шпона – это технология, позволяющая изготавливать различные виды строительных материалов с низкой себестоимостью для различных видов строительно-монтажных работ.
Технология производства лущеного шпона
Шпон — древесный материал, представляющий собой тонкие листы древесины толщиной от 0.1 до 10 мм.
Получить шпон можно тремя способами – лущением, строганием либо пилением.
Основная область использования лущеного шпона – производство слоистых клееных материалов, таких как фанера, древесные слоистые пластики, гнутоклееные изделия и др.
Гнутоклееные детали мебели
В зависимости от качества древесины и обработки шпон подразделяют на пять сортов: Е (элита), I, II, III, IV — для лиственных
пород; Ех (элита), 1х, IIх, IIIх, IVx — для хвойных пород.
Стандартные толщины лущеного шпона лиственных пород: 0,55; 0,75; 0,95; 1,15; 1,25 до 4,00 с градацией 0,25 мм. Стандартные толщины лущеного шпона хвойных пород: 1,2-4,0 мм с градацией 0.4 мм; 4,0-6,5 мм с градацией 0,5 мм.
Условное обозначение шпона должно содержать следующие сведения:
— наименование продукции;
— породу древесины;
— сорт;
— размеры;
— обозначение стандарта.
Пример условного обозначения березового шпона сорта Е, длиной 1300мм, шириной 800 мм и толщиной 1,15мм:
Шпон, береза, Е, 1300* 800х 1,15 ГОСТ 99-96.
В качестве сырья для изготовления лущеного шпона могут использоваться следующие лиственные породы древесины: дуб, клен, ясень, береза, ильм, бук, граб, ольха, осина, тополь и липа. Наиболее широко используемые породы – береза, ольха и осина.
Наилучшей породой для лущения считается береза, т.к. она имеет следующие достоинства:
— малая сбежистость;
— однородность структуры;
— высокая прочность.
Недостатки березового сырья:
— неправильная форма ствола;
— сравнительно большая доля коры;
— прочное сцепление коры с древесиной.
Отличия хвойных пород:
— высокая смолистость, ухудшающая качество склеивания при производстве фанеры из шпона;
— существенная разница в свойствах ранней и поздней древесины годичных слоев, что обуславливает неравномерную прочность и разную толщину лущеного шпона, его повышенную шероховатость и препятствует получению тонкого шпона;
Сырье лиственных пород может заготавливаться в кряжах или чураках. При диаметре 16 см и более установлены длины лиственных чураков 1,3 и 1,6 м и кратные им; при диаметре 18 см и более могут также изготавливаться чураки длиной 1,91; 2,23; 2,54 м и кратные им. Минимальный диаметр чураков для хвойных пород — 18 см. При диаметре 18 см и более установлены длины 1,3; 1,6 м и кратные им, при диаметре 20 см и более — 1,91; 2,23; 2,54 м и кратные.
Кряж представляет собой сортимент, длина которого кратна длине будущих чураков.
Технологический процесс производства лущеного шпона включает следующие операции:
— доставка сырья на склад;
— гидротермическая обработка сырья*;
— раскрой кряжей на чураки*;
— окорка сырья*;
— лущение чураков;
— раскрой ленты шпона на форматные листы и отбор кускового делового шпона;
— сушка шпона;
— сортировка;
— починка листов шпона и соединение кускового шпона в форматные листы.
*ГТО, поперечный раскрой на чураки и окорка могут меняться местами в зависимости от условий конкретного предприятия.
Доставка сырья на склад может осуществляться сухопутным (авто или ж/д) либо водным транспортом. Во избежание появления грибных окрасок при хранении бревен свыше 3 суток, необходимо принять меры по сохранению высокой влажности сырья. Для этого торцы бревен замазывают краской либо антисептической пастой, штабеля затеняют. Если возможности предприятия позволяют, целесообразно использовать хранение в бассейне либо в плотных штабелях с регулярным дождеванием. Зимой сырье защищают замораживанием (при хранении на открытой площадке).
Гидротермическая обработка сырья – обязательная операция, позволяющая повысить пластичность древесины. Без проведения этой операции невозможно получение качественного шпона, он будет растрескиваться в процессе лущения.
Сырье должно быть подогрето до температуры, которая составляет для разных пород древесины от 30 до 55°С. Так, например, для березового и ольхового сырья температура на поверхности будущего карандаша должна быть не менее 20С, на поверхности – не более 40-50С. Продолжительность ГТО зависит от породы, размеров сырья, его начальной температуры и влажности, а также от температуры обрабатывающего агента.
Гидротермическая обработка может производиться в воде (операция тогда называется проваривание) или в среде насыщенного пара (пропаривание). При производстве лущеного шпона как правило используется проваривание. Проваривание может осуществляться по мягкому и жесткому режиму.
Мягкий режим характеризуется температурой обрабатывающей среды (воды) в диапазоне 35–45°С и большой длительностью обработки. При этом происходит полное оттаивание древесины и ее прогрев по всему объему до температуры, близкой к температуре обрабатывающей среды. Достоинством мягкого режима является равномерная температура древесины и, как следствие этого, высокое качество получаемого шпона. Недостаток – потребность в больших производственных площадях.
Жесткий режим предусматривает высокую температуру среды, достигающую 90°С и малые сроки обработки, при которых происходит полное оттаивание чураков и повышение температуры на окружности будущего «карандаша» до 15–20°С. Поскольку наружные слои обработанных чураков будут иметь температуру, значительно превышающую оптимальную, после выгрузки из бассейна они должны быть выдержаны в помещении. В процессе выдержки температура на поверхности чураков понижается, а в центре – повышается. Однако полной равномерности температуры по всему объему достигнуть, как правило, не удается. В результате происходит снижение качества получаемого шпона, что является серьезным недостатком жестких режимов обработки. Достоинство – уменьшение задействованных производственных площадей, что объясняется меньшей продолжительностью обработки.
Чаще всего для гидротермической обработки сырья провариванием используют варочные бассейны открытого или закрытого типа.
Бассейны гидротермической обработки
Гидротермическая обработка может проводиться как до, так и после окорки и разделки кряжей на чураки. Если операция ГТО выполняется первой, то это облегчает окорку сырья, особенно в зимний период. Однако проварочные бассейны загрязняются частицами коры, дубильными веществами и песком. Кроме того, затрачивается энергия на прогрев некондиционной древесины, которая затем будет удаляться из техпроцесса на стадии разделки. Окаривание сырья до ГТО повышает культуру производства и сокращает продолжительность операции прогрева.
Раскрой кряжей на чураки. Кряж – круглый сортимент, длина которого кратна длине чурака. При раскряжевке пропилы должны быть выполнены строго перпендикулярно оси чурака. Не допускается образование торцевых сколов и ступенчатого пропила.
Для разделки кряжей на чураки может использоваться следующее оборудование:
— переносной механизированный инструмент (например, бензопилы);
— однопильные стационарные раскряжевочные станки с цепными или круглыми пилами;
— многопильные стационарные раскряжевочные установки (обычно круглопильные).
Раскряжовочная установка
Окорка сырья может производиться как на специально для этой цели предназначенных окорочных станках, так и на лущильном станке. Окорка в окорочном станке дает следующие преимущества:
– уменьшается затупление лущильного ножа;
– меньше забивается зазор между лущильным ножом и прижимной линейкой;
– шпон-рванину без коры можно использовать для получения более качественной технологической щепы;
– производительность станка увеличивается на 5 %;
– повышается качество шпона;
– создаются условия для более комплексного использования отходов;
— если окорка производится перед ГТО, то сокращается продолжительность ГТО, уменьшается расход тепла, уменьшается засорение и загрязнение бассейна и трудозатраты на его очистку.
Подача окоренных чураков в цех лущения
Лущение чураков. Лущением называют процесс резания древесины в плоскости параллельной направлению волокон и перпендикулярно их длине. При лущении чураку сообщается вращательное движение, а ножу – прямолинейно-поступательное движение подачи к оси вращения чурака. Ширина получаемой ленты шпона равна длине чурака, а общая длина зависит от диаметра чурака и толщины шпона.
На его качество шпона при лущении существенно влияет взаиморасположение ножа и линейки, их линейные и угловые параметры, а также степень обжима шпона.
Работа на лущильном станке включает в себя следующие операции:
1) чурак направляется в загрузочное устройство и устанавливается между шпинделями;
2) чурак зажимается большими кулачками шпиндельных бабок, включается вращательное движение шпинделей;
3) на ускоренной подаче подводится суппорт, захваты центрирующего устройства отводятся;
4) ускоренная передача переключается на обдирочную, при этом прижимная линейка отведена;
5) после оцилиндровки включается рабочая подача, одновременно опускается прижимная линейка;
6) при диаметре чурака 120-130 мм автоматически включается приспособление, предотвращающее изгиб чурака, а большие кулачки заменяются малыми;
7) при подходе суппорта к кулачкам суппорт автоматически останавливается и на ускоренной подаче отводится назад, прекращается вращение шпинделей, они разводятся и карандаш падает вниз.
Подача чурака в лущильный станок
При выходе продукции из чурака различают четыре зоны:
I – Зона шпона-рванины. Первая зона является следствием неправильной формы чурака (искривления его оси, сбежистости и эллипсоидальности сечения);
II – Зона кускового шпона. Куски шпона, длина которых достигает половины длины чурака, а ширина – более 150 мм называются короткими деловыми кусками. Куски, длина которых равна длине чурака, а ширина более 150 мм называются длинными деловыми кусками;
III – Зона форматного шпона;
IV – Карандаш. Диаметр карандаша зависит от диаметра малого шпинделя лущильного станка, глубины прогрева чурака при тепловой обработке и в среднем составляет около 75 мм.
Объем древесины, заключенной в каждой из рассмотренных зон, может быть охарактеризован следующими цифрами: зона рванины 23-28%, зона кускового шпона 5-7%, зона полноформатного шпона 57-59%, зона карандаша 5-7%. Шпон рванина и карандаш являются отходами. Кусковой шпон сращивается в форматные листы.
Выход лущеного шпона из лущильного станка
Процент выхода продукции из чурака в значительной степени зависит от правильности выполнения центрирования при установке чурака в лущильном станке. Центрирование (базирование) чураков выполняется с целью совмещения оси чурака с осью вращения шпинделей лущильного станка. От точности выполнения этого условия значительно зависит полезный выход шпона. Соответствующие устройства называются центровочно-загрузочными (ЦЗУ). Центрирование осложняется разнообразием формы поперечного сечения чураков и наличием неправильностей по их длине.
Линия производства лущеного шпона
Раскрой ленты шпона на форматные листы и отбор кускового делового шпона. Раскрой ленты шпона на форматные листы чаще всего осуществляется с использованием форматных ножниц гильотинного типа. Применение конвейера-петлеукладчика позволяет создать буферный запас шпона и уменьшить длину конвейера.
Лента лущеного шпона на приемном конвейере-петлеукладчике после лущильного станка 
Рубка шпона на листы
Сушка шпона. Процесс сушки шпона имеет ряд существенных отличий по сравнению с процессом сушки пиломатериалов. К ним относятся:
— малая толщина листа шпона (0,3–4,0 мм) при большой его площади создает благоприятные для интенсивного удаления влаги;
— шпон можно сушить очень жесткими температурными режимами без ущерба для его качества;
— продолжительность сушки шпона очень мала и исчисляется минутами;
— на протяжении всего процесса сушки необходимо фиксировать плоскую форму листов шпона, чтобы избежать их коробления и одновременно обеспечивать возможность их свободной усушки.
Наиболее распространенным оборудованием для сушки шпона являются роликовые сушилки, в которых шпон перемещается в потоке нагретого сушильного агента парными вращающимися роликами. Роликовые сушилки представляют собой установки непрерывного действия с принудительной многократной циркуляцией сушильного агента. Сушилки устраивают многоэтажными, т. е. роликовые конвейеры, по которым двигаются листы шпона располагают один над другим в несколько рядов (от 3 до 8).
Многоэтажная сушилка для шпона
По виду сушильного агента различают воздушные и газовые роликовые сушилки. В воздушных сушилках с паровым обогревом температура не превышает 130 0 С. В газовых сушилках без ущерба для качества шпона температура в первом периоде сушки может достигать 300 0 С, а во втором – 180 0 С. Интенсивность сушки при этом повышается в 2,0–2,5 раза.
По характеру циркуляции сушильного агента роликовые сушилки могут быть с продольной (относительно шпона), поперечной циркуляцией и с сопловым дутьем.
Сортировка шпона. Шпон после сушки сортируют, т. е. делят на группы с учетом породы древесины, размеров и качества листов шпона.
Шпон, предназначенный для последующего изготовления из него фанеры общего назначения, делят на 8 сортов:
— пять сортов – для наружных слоев фанеры: Е (элита), I, II, III, IV;
— три сорта – для внутренних слоев фанеры: 1, 2, 3.
Сортирование проводят в зависимости от наличия у листов шпона сортообразующих пороков древесины, к которым относятся: сучки; грибные поражения; изменения окраски; трещины, а также дефектов обработки, основным из которых является шероховатость поверхности.
Способы организации сортировки шпона:
1. Вручную непосредственно возле сушилки.
2. С помощью сортировочного конвейера на специально отведенном для этого месте (сортплощадке).
3. На транспортере, установленном на выходе из сушилки.
Починка шпона. Качество шпона может быть повышено путем выполнения следующих операций: а) вырубкой участков ленты шпона, содержащих недопустимые пороки древесины; б) починкой форматных листов шпона; в) стягивание трещин клеевой лентой или скобами.
Первый из перечисленных способов применяют при переработке крупномерного сырья высокого качества. В этом случае вырубка дефектных участков и последующее соединение образующихся полос в форматные листы не слишком трудоемко. Если же древесное сырье имеет диаметр 20-40 см, то ленту шпона лучше раскраивать на форматные листы, а затем производить их починку.
Починка заключается в вырубании дефектов и размещении на их месте вставки из здоровой древесины. Эта операция должна выполняться с соблюдением следующих условий: а) полное удаление дефекта; б) плотная постановка вставки; в) совпадение направления волокон листа шпона и вставки; г) одинаковый цвет и толщина листа шпона и вставки. Плотная постановка вставки обеспечивается наличием натяга (0,1-0,2 мм), а также более высокой (на 3-5%) влажностью вставки по сравнению с листом шпона. Форма вставки может быть овальной, в виде «лодочки», «собачьей кости» и др. Размеры вставок могут быть от 25×15 мм до 100×60 мм. Практика показывает, что из общего количества листов сухого шпона починке может подвергаться 10-30 %.
Ребросклеивание шпона. Во время лущения чураков и последующей обработки полученного шпона образуется 15-20 % кускового шпона, который можно соединить в форматные листы и использовать затем для внутренних, а иногда и для наружных слоев фанеры. Этот процесс называется ребросклеиванием и включает в себя следующие операции:
— предварительное сортирование кусков по качеству, ширине и толщине;
— выравнивание кромок кусков;
— соединение полос шпона в форматные листы.
Соединять куски шпона между собой можно тремя способами:
1) клеевой лентой на бумажной основе;
2) синтетической нитью, покрытой термопластичным клеем (в настоящее время это наиболее распространенный способ ребросклеивания);
3) клеем на гладкую фугу;
4) точечным нанесением клея на шов.
Ребросклеивающий станок
При производстве шпона для большеформатной фанеры часто возникает необходимость соединения полос шпона не только по ширине, но и по длине. Такое соединение обычно производят на шип. Зарезка шипов выполняется фрезой.