деревообработка124Таблица. Сравнение средней продолжительности качественной обработкиплиты MDF инструментом с режущими элементами из алмаза (PCD)и твердого сплава (HМ)Тип инструментаскорость подачи до максимальнодопустимой (которая, как правило,может быть ограничена только мощностьюустановленного электродвигателяи конструкцией инструмента).К сожалению, это требование частоне выполняется.Самая распространенная ошибкапри эксплуатации алмазного инструмента– это неуверенность оператора,излишняя перестраховка приработе, то есть низкая квалификациякак обслуживающего персонала, так итехнических и технологических службпредприятия. Зачастую это вызваноотсутствием в России информации отом, как следует правильно эксплуатироватьи обслуживать DP-инструмент.Как уже говорилось, алмазныйинструмент позволяет в 2–3 раза увеличитьскорость подачи материалапо сравнению с НМ-инструментом, атакже максимально повысить частотуКол-во обработанных плит, п. м.Режущая граньиз твердогосплава (HM)Режущая грань изполикристаллическогоалмаза (PCD)СоотношениеPCD/HMДисковые пилы 2500 400 000 160/1Концевые фрезы с прямыми режущимигранями3000 50 000 17/1Концевые фрезы с профилированнымирежущими гранями2500 40 000 16/1Дробилки 25 000 400 000 16/1Фрезы для сращивания 6000 350 000 58/1<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>азовальные фрезы 20 000 1 300 000 65/1вращения инструмента (например, дляобрабатывающих центров с Ч<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>У рабочаячастота – 18 000–24 000 об/мин),что приводит к повышению качестваполучаемой поверхности. Но многиерабочие, привыкшие к «черепашьим»скоростям работы, психологически немогут решиться работать на другихрежимах обработки материалов.Низкие скорости подачи, которыехороши для HSS- и НМ-инструмента,совсем не подходят для инструмента,оснащенного алмазом. Так, из-за ухудшениявывода отходов из зоны резания,повышенного трения инструмента,связанного с конструктивными особенностямиDP-инструмента, в отличие оталмазного, рассчитанного на другиережимы резания, снижается стойкостьинструмента и теряются все преимущества,присущие алмазному инструменту.Существенной причиной, сдерживающейрезкий рост примененияалмазного инструмента в деревообрабатывающейпромышленности, являетсяотсутствие развитого сервисногообслуживания (ремонта и заточки)этого инструмента в промышленныхцентрах России, кроме Москвыи Санкт-<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>етербурга.Каждое деревообрабатывающеепредприятие уникально по причинеприменяемой на нем технологии,закупаемого сырья, технологическогооборудования, квалификацииперсонала, поэтому пути и методыперехода производства к эксплуатацииDP-инструмента у каждого предприятиясвои. Однако можно выделитьнекоторые общие моменты, которыепозволят добиться экономии привнедрении алмазного инструмента впроизводство.<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ри изготовлении профильногопогонажа алмазный инструмент целесообразноиспользовать для выпускаосновной продукции, объем производствакоторой составляет не менее15–20 тыс. п. м. в месяц. Аналогичнодля предприятия по выпуску, например,фасадов для мебели из плит MDF илидверей (полотен), основным материаломв которых являются <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>М и объемвыпуска которых составляет не менее15–20% в общем объеме продукции.На мебельных предприятиях, встаночном парке которых имеютсяраскройные центры для облицованныхплит, можно начать с замены подрезныхтвердосплавных пил и дробилокDP-инструментом, так как именно пилыи дробилки изнашиваются быстреевсего. Кроме того, из-за незначительнойглубины реза (2–3 мм) подрезныепилы с алмазными зубьями не подверженыаварийному износу из-завстречающихся иногда в плитах разнообразныхвключений.<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ринято считать, что алмазныйинструмент требует механическойподачи, то есть работы со скоростямиподачи, например, свыше 15 м/мин,но если на предприятии есть оборудованиес ручной подачей (фрезерныестанки, небольшие форматнораскроечныестанки, находящиеся вхорошем рабочем состоянии), можнопопробовать поработать на них салмазным инструментом при обработке<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>М и рассчитать экономическийэффект от внедрения DP-инструмента.В таблице, которая составлена сиспользованием данных, предоставленныхкомпанией De Beers IndustrialDiamond Division (E<st<strong>ro</strong>ng>le</st<strong>ro</strong>ng>ment Six Ltd.),приведены сравнительные характеристикиобработки импортной плитыMDF средней плотности различнымиинструментами.Однако, справедливости ради,следует отметить, что почти всяплитная продукция, выпускаемаяиз измельченной древесины в России,по сравнению с импортнойхарактеризуется низкими техникоэкономическимипоказателями. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ричины– применение низкокачественныхсвязующих; ряд технологическихпроблем, связанных с условиямихранения, например, щепы и компонентовсвязующих; эксплуатацияустаревшего оборудования. Все этоприводит к выпуску плитной продукциис повышенным содержаниемабразивной составляющей, а такжес металлическими и иными включениями,что отрицательно сказываетсяна экономической эффективностиприменения и расширении внедренияв деревообрабатывающей промышленностиалмазного инструмента.<st<strong>ro</strong>ng>И</st<strong>ro</strong>ng>спользуя данные, представленныев таблице, несложно подсчитатьрасходы на инструмент и убедиться втом, что стоимость основного инструментаиз HM и РCD различается вразы, а стойкость инструмента – вдесятки раз, а также в том, что стоимостьзаточки алмазного инструментасоставляет 30–60 руб./мм лезвия, аколичество переточек алмаза – от 3 до10. Учитывая вышеизложенное, можнорассчитать и плановую себестоимостьзатрат на внедряемый инструмент дляединицы конкретной выпускаемой продукциина вашем предприятии. Фактическаясебестоимость может бытьопределена только после опытнойэксплуатации DP-инструмента, так какона сильно зависит от многих причин:состояния оборудования, квалификацииперсонала, качества сервисаинструмента, качества обрабатываемогосырья и материалов, состояниятрудовой и технологической дисциплины,наличия качественной аспирациина предприятии.<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ри этом нельзя сбрасывать сосчетов следующие факторы: время,потраченное оператором станка назамену инструмента и настройку икорректирование программ на оборудовании(потому что заточенныйинструмент изменяет размеры послезаточки), а также производительностьоборудования до и после заменыинструмента.Владимир <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>АДЕР<st<strong>ro</strong>ng>И</st<strong>ro</strong>ng>Н125<st<strong>ro</strong>ng>№</st<strong>ro</strong>ng> 2 (76) 20<st<strong>ro</strong>ng>11</st<strong>ro</strong>ng><st<strong>ro</strong>ng>№</st<strong>ro</strong>ng> 2 (76) 20<st<strong>ro</strong>ng>11</st<strong>ro</strong>ng>
деревообработка126Новые горизонтыинженерной древесиныВ начале июня прошлого года в Санкт-<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>етербурге, в рамках выставки WOODbuild Energy& technologies состоялся международный конгресс по лесной промышленности. На стендеодной западной фирмы был представлен новый древесный материал – Vivatec. Увидев его,авторы этой публикации лишний раз убедились, что идеи витают вокруг нас и, на коговыпадет «ментальный конденсат», одному Богу известно…Дело в том, что еще в 2002 годуодин из авторов получил патент РоссийскойФедерации на изобретение«Конструкция деревянная клееная,выполненная в виде стержневой переклейки»<st<strong>ro</strong>ng>№</st<strong>ro</strong>ng> 2183556 с датой приоритета10.07.2001 года. <st<strong>ro</strong>ng>И</st<strong>ro</strong>ng>, конечно же,увиденное на выставке не могло оставитьего равнодушным.Что такое стержневая переклейка?<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>од стержнем понимается конструктивныйэлемент, один из основныхразмеров которого (например,длина) намного превосходит два других.Давайте попробуем разобратьсяв сути изобретения. Специалистамхорошо известно, что одним из явныхминусов массивной древесины строительныхи столярных изделий и конструкцийявляется нестабильностьформы и размеров при воздействиитемпературно-влажностных эксплуатационныхнагрузок. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ричина тому –анизотропия, пороки древесины и, какследствие, необратимые деформации.Дом, построенный из массивного и дажепрофилированного бруса, становитсяхолодным, сруб оседает, причем нетолько заявленные в гарантийных обязательствахтри года, а – что бы нам тамни говорили – всю жизнь. Даже такойзамечательный материал, как клееныйбрус, подвержен раскрытию межвенцовыхзазоров к концу отопительногосезона (в помещениях приходитсяиспользовать увлажнители воздуха).Авторы изобретения поставилиперед собой задачу решитьобозначенную проблему путем созданияпринципиально нового материалаиз древесины. Древесина ведет себястабильно только в долевом (вдольволокон) направлении при отсутствиипороков и обладает при этом удельнымимеханическими свойствами,которые присущи хорошим инструментальнымсталеям. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>оэтому проблемаобеспечения стабильности размеровв двух главных направлениях (а этогов подавляющем большинстве задачдостаточно) решается послойной переклейкойдревесины – чаще всего подуглом 90° в смежных слоях. В зависимостиот толщины слоев различают:переклейку шпона, которую называютфанерой или переклейкой (что в русскомязыке одно и то же – см. словарьД. Н. Ушакова), и переклейку досок,склеенных по кромке, получившуюназвание древесина переклеенная 1или переклейные плиты 2 .<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>роведя аналогию: фанера – переклейкашпона, с учетом устоявшейсялексики автор выбрал для этого материаланазвание «щитовая переклейка»(Щ<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>). Щ<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng> и послужила прототипомновой разработки как наиболее стабильныйдревесный материал. Егоиздавна применяли в столярном деле,в частности при изготовлении моделейдля литья в земляные формы.Несмотря на традиционно высокуюквалификацию модельщиков, использованиелучшей древесины и средствее защиты от влаги, модели выдерживалитолько несколько запрессовок.<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ричиной разрушения всегда становилисьвлажностные деформации (уформовочных смесей высокая влажность).<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>римером успешного примененияможно считать использованиелегендарной дельта-древесины длясамолетостроения нашим выдающимсяавиаконструктором Семеном <st<strong>ro</strong>ng>Л</st<strong>ro</strong>ng>авочкиным.Секрет материала кроется вмодификации древесины некоторыхпород для получения материалов сопределенными характеристиками. Нов полной мере утверждение о стабильностиразмеров и формы Щ<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng> справедливотолько для условий эксплуатациис ограниченными колебаниямитемпературно-влажностного режима. Споявлением в конце 1990-х годов технологичноговлагостойкого клея длядревесины, отвечающего экологическимтребованиям и обеспечивающегоклеевому соединению сопротивлениескалыванию выше 300 кг/см 2 , в западныхстранах стали изготавливать Щ<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>под разными названиями: KLH, Leno,Brettsperholz, Schicht-Platten и т. п. Заними закрепились аббревиатуры CLT(англ. C<strong>ro</strong>ss Lam<strong>in</strong>ated Timber, то естьдревесина с перекрестным расположениемволокон/клееная многослойнаястроительная плита), X-Lam. Некоторыепроизводители набирают слои изотдельных ламелей. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ри этой технологииобязательно создается прессовоеусилие в поперечных направлениях.Главное – обеспечить отсутствиезазоров между кромками пиломатериалов.Выполнение этого условия1Древесина переклеенная – с взаимно перпендикулярным направлением волокон в смежных по толщине щитах, состоящих, в своюочередь, из склеенных по ширине пиломатериалов; применяется для производства деревянных плит с высокой стабильностью формы иразмеров (БСЭ, второе издание, 1952, ст. «Древесные материалы»).2Склеиванием древесных материалов могут быть получены неразъемные брусья и плиты любых размеров; для большей стабильностиформы и размеров плит их делают переклейными из нескольких слоев – щитов, чтобы волокна древесины в смежных слоях были взаимноповернуты на 90° (БСЭ, второе издание, 1956, ст. «Столярные соединения»).необходимо для того, чтобы хотя бычастично компенсировать внутренниеэксплуатационные напряженияв слоях материала. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ринципиальнойразницы в технологии изготовленияCLT из щитов или отдельных ламелейдля качества конечного продуктанет. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>оэтому вывод такой: CLT – этохорошо забытый материал (Щ<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>), изготовленныйна хорошем оборудованиис применением высококачественногоклея. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>осмотрим, что пишут в своихпроспектах и рекомендациях уважаемыеевропейские производители CLT.<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>опробуем при этом перевести этипубликации на русский с максимальновозможным приближением по смыслу.«Свойства древесины у изделийиз плит CLT сохраняются, поэтому ониреагируют на изменения температурыи влажности окружающей среды, усыхаяили разбухая. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ри неправильномхранении и применении в экстремальныхклиматических условиях, привысоких температурах и показателяхвлажности может происходить образованиетрещин и деформации, зачто производитель не несет никакойответственности. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ри эксплуатациипанелей CLT, изготовленных без дополнительнойотделки внутренних поверхностейдругими материалами (ГК<st<strong>ro</strong>ng>Л</st<strong>ro</strong>ng>,ГВ<st<strong>ro</strong>ng>Л</st<strong>ro</strong>ng>, мягкая ДВ<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>, вагонка и т. д.),должна строгоподдерживаться относительнаявлажность воздуха – от 40до 60 %. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ри падении относительнойвлажности ниже 40 % на поверхностидревесины могут появиться трещины,что не является гарантийнымслучаем. Для контроля и сохранениявлажности в указанном диапазонеследует использовать гигрометры,кондиционеры, увлажнители воздуха,комнатные фонтаны и цветы. Оченьважно в течение всего процесса – отпроизводства и транспортировки довозведения конструкций и их отделкина месте – защищать конструктивныеэлементы из CLT от влаги».А вот что пишет в своем проспектедругой производитель.«Многослойные плиты (SWP) производятсяиз массивной древесины,влажность при отправке составляет8 ±2 % у технического класса SWP/1,10±3 % у SWP/2 и 12 ±3 % у техническогокласса SWP/3. Свойства древесиныу данного изделия сохраняются,поэтому плиты реагируют наизменение температуры и влажностиссыханием или набуханием. Врезультате неправильного храненияперед производством и в результатеприменения при экстремальных температурахи показателях влажностиможет происходить образование трещини деформации. Обрабатыватьплиты SWP можно всеми обычнымидеревообрабатывающими инструментамии машинами с использованиемпроцедур поверхностной обработки,обычных для массивной древесины.<st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>ри использовании SWP в наружнойсреде необходимо принимать во вниманиеестественные свойства массивнойдревесины. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>редупреждение:производитель не принимает ответственностьза повреждение изделий,вызванное неправильной обработкой,неправильным применением (например,применением в экстремальныхклиматических условиях) илинесоблюдением рабочих процедур.Дополнительные рекомендации: плитыNovatop Static в больших форматахимеют относительно большой собственныйвес, и поэтому мы рекомендуемобрабатывать их на производстве.В результате сверления илифрезерной обработки наружных пластин(например, акустические плиты)может произойти увеличение эмиссииформальдегида. Многослойные плитынеобходимо хранить в закрытых исухих помещениях, установленнымигоризонтально друг на друга и проложеннымипрокладками с шагомок. 1 м, после устранения защитнойоболочки тщательно накройте их другимсплошным материалом, например,MDF. <st<strong>ro</strong>ng>П</st<strong>ro</strong>ng>редупреждение: неправильноехранение SWP может вести к ихповреждению».Аккуратные шведы при строительствев городе Ваксйо уникальногожилого комплекса «<st<strong>ro</strong>ng>Л</st<strong>ro</strong>ng>имнологен»,состоящего из четырех восьмиэтажных127<st<strong>ro</strong>ng>№</st<strong>ro</strong>ng> 2 (76) 20<st<strong>ro</strong>ng>11</st<strong>ro</strong>ng><st<strong>ro</strong>ng>№</st<strong>ro</strong>ng> 2 (76) 20<st<strong>ro</strong>ng>11</st<strong>ro</strong>ng>