Cap

EDUCAIE TEHNOLOGIC Tehnologii de prelucrare a lemnului 5

CAPITOLUL 3

TEHNOLOGII DE PRELUCRARE A LEMNULUI

3.1. GNERALITI

3.1.1. LEMNUL CA MATERIE PRIM N INDUSTRIE

3.1.1.1. Noiuni generale

Pdurea este parte intrinsec a mediului de via a societii omeneti care are i un important rol de creare i conservare a acestui mediu.

mpreun cu alte tipuri de ecosisteme pdurea intr n alctuirea mediului de via terestru, n care triete i se dezvolt societatea omeneasc.

Pe lng rolul i funciile pdurii n aceste ecosisteme trebuie subliniat c prezena i nfiarea ei imprim not caracteristic multor zone climatice iar defriarea ei masiv, cum s-a produs de pild n bazinul Mediteranei, duce la schimbri radicale de relief, ale caracteristicilor termice i hidrice ale teritoriilor n cauz, ale solurilor, la o modificare pronunat a mediului n ansamblului. Acest lucru este legat de rolul deosebit de mare pe care-l are pdurea n evoluia reliefului, n formarea nsuirilor stratului de aer de lng sol i a solului nsui precum i n conservarea acestora de-a lungul unor perioade lungi de timp.

Ocrotirea unor populaii deosebit de valoroase din pdurile Romniei are nsemntate major pentru conservarea naturii rii noastre dar aceasta constituie numai o mic parte din activitatea omului n domeniul proteciei mediului nconjurtor.

Pdurea contribuie la formarea i conservarea mediului dar ea nsi, n lumea de azi, are nevoie permanent de ocrotire din partea omului pentru a-i putea exercita n bune condiiuni funciile legate de mediu.

Acest lucru este legat de multifuncionalitatea pdurii, de faptul c ea este nu numai parte a mediului ci i productoare de valoare i indispensabile resurse economice, n primul rnd de lemn.

Lemnul este una dintre cele mai rspndite materii prime din ara noast. Dac se folosete cu chibzuin are numeroase utilizri n construcii i industrie.

Lemnul este folosit la amenajarea locuinelor, la obinerea unor produse chimice, la nclzit ct i la alte trebuine.

Valorificarea superioar a lemnului se face prin obinerea de produse finite ca: mobil, instrumente muzicale, ambarcaiuni, planoare, materiale sportive, chibrituri, lzi, butoaie, rechizite colare, ui, ferestre etc.

nainte de a trece la partea tehnic este necesar s cunoatem varietatea, calitatea i unele particulariti specifice ale lemnului, fiindc valoarea unui obiect confecionat din lemn depinde nu numai de felul cum este executat ci i de natura lemnului, care variaz de la specie la specie, ct i destinaia obiectului.

Fiecare parte a arborelui poate furniza lemn necesar pentru diferite lucrri sau poate fi folosit n diferite scopuri.

Trunchiul este parte cea mai important care se debiteaz la gatere n scnduri, grinzi sau dulapi care sunt folosii la obinerea furnirului. Crengile reprezint materia prim pentru fabricarea plcilor aglomerate i a plcilor fibrolemnoase.

De la anumite specii ca alunul, salcia, ramurile subiri constituie material pentru mpletituri (couri, scaune, mese etc.).

Lemnul este un esut organic format din celule vegetale. El formeaz materia de sub coaja trunchiului i a crengilor arborilor. nsuirile lui sunt determinate de modul cum sunt aezate celulele n trunchiul arborelui.

Dac privim o seciune transversal printr-o tulpin observm urmtoarele pri ale acesteia, fig. 3.1.1:

- mduva - situat n mijlocul seciunii, este format dintr-un esut mai afnat de celule. n jurul ei se formeaz o zon de lemn mai moale numit inima lemnului;

- lemnul - denumit i cilindrul central sau cilindrul lemnos, constituie partea principal a tulpinii i rdcinilor;

- cambiul - constituit dintr-un strat moale de celule vii, are rolul de a genera celule de lemn spre cilindrul lemnos i celule de coaj spre exterior;

- coaja - este stratul exterior ce acoper lemnul de jur mprejur.

Forma seciunii transversale este circular.

Pe suprafaa acestora apar cercuri concentrice cunoscute sub numele de inele anuale.

Inelele anuale reprezint cantitatea de lemn creat i acumulat de planta lemnoas n decursul unei perioade vegetativ - active. Aceast structur stratificat este caracteristic numai la speciile care cresc n zona temperat cu clima continental. La arborii din zona ecuatorial unde nu este dect un anotimp, creterile sunt continue, nu se formeaz inele. n inelele anuale se disting dou pri numite: lemn timpuriu (de primvar), mai poros, format primvara i lemnul trziu (de toamn), mai dens, format n sezonul var - toamn. Numrul de inele coincide cu vrsta copacului.

n seciune radial, n urma despicrii lemnului, dup un plan care trece prin mduv dup direcia razei, pe suprafa apar linii dispuse n benzi paralele, longitudinale care sunt limitele inelelor anuale. n seciune tangenial, dup un plan de tiere tangent la inelele anuale, pe suprafaa seciunii apare, la unele specii, conturul inelelor anuale, n form de arc de cerc sau de parabol, fig. 3.1.2.

n cilindrul lemnos, la anumite specii, se observ, dup un numr de ani, dou zone difereniate prin culoare, umiditate, compoziie chimic, proprieti fizice i mecanice.

Zona central, duramenul, este un esut tare, la care vasele s-au astupat: el servete numai pentru rezistena arborelui i constituie partea principal pentru utilizri industriale. Culoarea este nchis.

Zona dinspre coaj activ fiziologic, de culoare deschis se numete alburn.

Culoarea lemnului este diferit de la o specie la alta, dup cum lemnul este verde sau uscat, sntos sau bolnav, variind de la alb la negru.

Dup culoare, lemnul se mparte n dou grupe: unicolore, cele care au n seciune transversal o singur culoare i bicolore, cele care au duramenul distinct de alburn. Culoarea lemnului se modific cu timpul: astfel, culoarea lemnului tiat este diferit de culoarea lemnului n picioare, datorit modificrilor chimice ale sevei din celulele vii ale arborilor dobori.

3.1.1.2. Proprietile lemnului

3.1.1.2.1. Proprieti fizice

Umiditatea. Lemnul conine ap n stare legat n pereii celulelor i ap liber n golurile celulare i n spaiul dintre celule.

Lemnul verde conine mult ap n prile exterioare ale trunchiului i mai puin n cele centrale.

Umiditatea lemnului reprezint cantitatea de ap pe care o conine lemnul la un moment dat, raportat la masa lemnului n stare uscat. Umiditatea se exprim n procente.

La arborii n picioare, umiditatea este variabil n timpul anului. Cea mai mare este n lunile de iarn i cea mai mic vara.

Umiditatea variaz de la specie la specie, chiar dac ele cresc n aceeai zon de vegetaie. Umiditatea scade la lemnul dobort i fasonat, debitat sau cnd trunchiurile sunt cojite ori despicate. Se consider umiditatea pentru zona specific rii noastre la 15 %.

Contragerea i umflarea lemnului. Micorarea volumului lemnului prin uscare se numete contragere, iar fenomenul invers contragerii, acela de a-i mrii volumul cnd absoarbe ap, se numete umflare.

Att contragerea ct i umflarea lemnului au loc dup cele trei direcii: longitudinal, radial i tangenial.

Fenomenul de contragere sau umflare se numete jocul lemnului i este considerat un dezavantaj n folosirea lemnului n construcii i industrie.

Greutatea specific. Greutatea lemnului variaz dup specii i dup gradul de umiditate. Cu ct porii lemnului sunt mai mari i mai muli, cu att lemnul este mai uor i ajunge mai repede n stare uscat, deoarece apa este eliminat intr-un timp mai scurt.

Raportul dintre greutatea i volumul lemnului, msurate la umiditatea de 15%, definete greutatea specific i se msoar n gf/cm3.

Rezonana lemnului este proprietatea acestuia de a amplifica sunetele.

Lemnul cu vitez de propagare mare i care amplific sunetele este folosit pentru realizarea instrumentelor muzicale. Molidul i paltinul, de la noi din ar dau lemnul cel mai bun n acest scop.

Rezistena ohmic i rigiditatea dielectric sunt proprieti care fac ca lemnul s fie un bun izolator electric, fiind folosit n industria electrotehnic pentru cutii de aparate electrice, mnere, piese pentru transformatoare etc.

3.1.1.2.2. Proprieti chimice

Lemnul este format din substane organice ca: celuloz, hemiceluloz i lignin, alctuite din carbon, oxigen, hidrogen i azot, sruri minerale de potasiu, sodiu, calciu, fier care prin ardere se transform in cenu.

Substana de baz a celulelor este celuloza, ceea ce face ca lemnul s fie principala surs de materie prim, pentru obinerea celulozei n industria hrtiei i nitroglicerinei.

n proporii mici n lemn se mai gsesc tanin, rini, uleiuri eterice, grsimi, substane toxice, colorani.

De toate aceste proprieti se ine cont n prelucrarea i n diferite tratamente termice, precum i la folosirea adezivilor.

3.1.1.2.3. Proprieti mecanice.

Acestea arat cum se comport lemnul sub aciunea forelor exterioare.

Elasticitatea este proprietatea lemnului de a reveni la forma i dimensiunile iniiale, dup ce a disprut fora care la deformat i care nu a depit limita elasticitii.

Elasticitate mare au speciile: frasin, fag i stejar.

ntrebuinrile lemnului cu proprieti elastice: pentru schiuri, planoare, mnere de instrumente, traverse pentru cale ferat.

Plasticitatea. n general, lemnul are o plasticitate redus, dar supus unui tratament de nclzire cu aburi devine foarte plastic.

Lemnul de fag, stejar, frasin se folosete foarte des la mobil curbat, tlpi pentru snii, schiuri etc.

Rezistena este proprietatea pe care o are lemnul de a se opune unei deformri permanente sau ruperi sub aciunea forelor care-l supun la ntindere, apsare, ndoire, rsucire sau la tiere. Umiditatea lemnului influeneaz rezistena i anume lemnul cu umiditate mare are rezisten mic.

Unele specii, sub aciunea unor cuite, se despic uor, cum sunt: molidul, bradul, aninul, fagul i stejarul. Dintre lemnele care se despic greu putem meniona: ulmul, cornul, prunul, salcmul etc.

Duritatea este proprietatea pe care o are lemnul de a se opune ptrunderii unui corp strin mai tare dect el care iar deforma suprafaa. Duritatea determin uurina sau greutatea de prelucrare cu diferite unelte tietoare: rindele, dli, burghie sau ptrunderea cuielor, uruburilor.

Dup duritate lemnul se mparte n:

- lemn foarte dur - cornul;

- lemn dur - tis, salcm, carpen, pr, frasin;

- lemn semidur - fag, stejar, gorun;

- lemn potrivit de moale - larice, ulm, mesteacn;

- lemn moale - pin, molid, brad;

- lemn foarte moale - plop, tei.

Cu ct lemnul este mai dur, cu att se prelucreaz mai greu, se opune mai mult la ptrunderea cuielor i uruburilor, dar le reine mai bine dect un lemn mai puin dur.

Durabilitatea sau trinicia este proprietate lemnului de a-i pstra mult timp nsuirile naturale ca lemn sntos. Trinicia depinde de structura lemnului, de substanele chimice pe care le conine i de condiiile n care este pus.

Astfel, n aer liber, n ap i aer uscat, stejarul, ulmul pinul i laricele rezist mult (sute de ani), pe cnd fagul, plopul, teiul, sunt mai puin durabile.

Pentru mrirea durabilitii, lemnul se impregneaz cu substane chimice sau se arde superficial (stlpi care se introduc n pmnt pentru garduri, cei electrici, cei de la poduri etc.).

3.1.1.3. Defectele lemnului

Cnd vorbim de defecte ne referim att la forma rotund i dreapt a lemnului ct i la starea semifabricatelor. Orice anomalii ce se produc n masa lemnului i are ca drept rezultat reducerea calitilor i a proprietilor lemnului pn la inutilizare, este considerat ca defect natural.

Defectele mai pot aprea i cu ocazia debitrii n semifabricate, a transportului, conservrii n depozite, oproane, magazii, din cauza unor condiii vitrege ca: frigul, vntul, insecte, loviri, manipulri defectuoase, uscare forat etc.

Cele mai frecvente defecte ale lemnului sunt:

Defecte de form (la lemnul rotund): curbur, conicitate, canelur, ovalitate, nfurcire, scobitur.

Defecte de structur: excentricitate, fibr crea, fibr nclinat, fibr rsucit, neregularitatea limii inelelor anuale, inimi concrescute.

Nodurile sunt resturi de crengi rmase n masa lemnoas dup tiere. Acestea pot fi: noduri concrescute, parial crescute, cztoare, sntoase, putrede.

Nodurile micoreaz mult rezistena lemnului, prezint greutate la prelucrare, uznd sculele.

Crpturi (discontinuiti n masa lemnoas). Crpturile pot fi: interioare, la suprafa i la capete.

Guri i galerii. Defecte care se datoreaz aciunii insectelor mature i a larvelor, precum i altor vtmtori cum sunt animalele.

Coloraii i altercaii. Ciupercile, bacteriile, agenii fizici atac compoziia chimic i fizic a lemnului, acesta suferind modificri: albstreal, coloraii de mucegai, roeaa, inima roie, inima stelat a fagului, rscoacerea i putregaiul.

Defecte de rnire. Vtmri provocate arborilor prin lovire, insolaie, carbonizare, incluziuni ale corpurilor strine. etc.

Identificarea lemnului are scopul de a determina specia din care provine piesa sau sortimentul de lemn ce se analizeaz.

Arborii se identific dup aspectul exterior al cojii precum i dup frunze, flori i fructe.

Semifabricatele se identific dup culoare i desen, miros, trie i greutate.

3.1.1.4. Clasificarea speciilor forestiere

Din punct de vedere al speciei exist dou mari grupe:

1. Specii de rinoase: bradul, molidul, pinul, tisa, laicele. Elementele care le alctuiesc sunt dispuse uniform, lemnul fiind format dintr-un sistem de vase incomplete numite traheide. Lemnul prezint canale i pungi cu rin. Frunzele sunt sub form de ace care dureaz 2 - 3 ani; toamna cznd numai o parte din ele.

2. Specii de foioase: caracteristica de baz care le d i denumirea este frunza care poate fi simpl sau multipl, triunghiular, rotund, cu loburi, dinat, mare, mic, grupat etc. Frunzele acestor specii cad toamna, nglbenindu-se sau nroindu-se.

Dup esen sau trie - speciile lemnose se mpart n dou mari categorii:

- esene tari: corn, fag, stejar, salcm, carpen etc.;

- esene moi: tei, brad, molid, plop, salcie etc.

Caracteristici care ridic valoarea lemnului: pe lng rezisten, durabilitate, elasticitate mai sunt: luciul, desenul de aezare a fibrelor, ondulaia acestora i culoarea.

Desenul lemnului este determinat de forma i gruparea elementelor anatomice ale lemnului i mai ales de numrul, mrimea, poziia porilor i razelor medulare, limea i uniformitatea inelelor. O textur fin deosebit de frumoas prezint urmtoarele specii de lemn: nucul, frasinul, stejarul, paltinul, ulmul, mesteacnul prul, cireul etc., mai ales dac lemnul provine din arbori cu creteri neregulate, cu mici noduri sau excrescene (glme).

Lemnul acestor specii este materia prim pentru obinerea furnirelor estetice.

3.1.2. LEMNUL I MATERIALELE PE BAZ DE LEMN

3.1.2.1. Materiale din lemn masiv

3.1.2.1.1. Lemnul brut rotund i despicat pentru industrializare, se sorteaz n mai multe clase de calitate, dup utilizri, dimensiuni i defecte:

- lemnul brut, rotund de rinoase (STAS 1294-93), folosit pentru cherestea i alte produse ;

- lemnul brut, rotund de fag (STAS 2024-93), pentru furnire, cherestea i alte produse ;

- lemnul brut, rotund de stejar (STAS 1039-93), pentru furnire estetice, cherestea i alte produse ;

- lemnul brut de tei (STAS 5372-93) pentru industria chibriturilor, fabricarea creioanelor, i alte produse ;

- lemnul brut, rotund, de cire, pr, frasin i paltin (STAS 5753-93), pentru furnire, cherestea i alte produse;

- lemnul brut, rotund de carpen, mesteacn, ulm, arar i jugastru (STAS 3781-85), pentru furnire, chibrituri, calapoade, cherestea i alte produse ;

- lemnul brut, rotund de anin, plop i salcie (STAS 3302-85), pentru furnire, chibrituri i cherestea;

- lemnul brut, rotund, de nuc (STAS 5716-93),folosit pentru furnire estetice obinut prin tiere plan sau derulare.

3.1.2.1.2. Lemnul brut pentru placi de achii de lemn i placi din fibre de lemn. STAS 7149/1-89

Lemnul rotund i lobdele se livreaz n steri, iar celelalte sortimente n tone.

Lemnul brut pentru placi din fibre de lemn se obine din specii de foioase tari (arar, carpen, cer, fag, frasin, gorun, garnia, jugastru, mesteacn, paltin i stejar), specii de foioase moi (anin, plop, salcie i tei) i din specia rinoase (brad, molid i pin).

3.1.2.1.3. Lemn masiv densificatLemnul masiv densificat se obine prin presarea lateral (perpendicular pe fibre) la cald, a riglelor de carpen sau de fag, ntr-o direcie sau n dou direcii, fr sau cu impregnare prealabil cu substane plastifiante sau cu rini sintetice.

Presiunea i temperatura se regleaz n funcie de densitatea final a lemnului i de substanele cu care se impregneaz.

3.1.2.1.4. Lemn de fag stabilizatLemnul de fag stabilizat se obine prin impregnarea cu monomeri, urmat de polimerizare termochimic.

Se livreaz sub forma de rigle, piese semifabricate sau piese prelucrate la form i dimensiunile cerute (dimensiunile maxime sunt: 2,00 m - lungime; 450 mm - lime i 200 mm - grosime).

Acest lemn se poate utiliza n industria electrotehnic, n industria uoar, metalurgic, construcii navale i aeronautice, etc.

3.1.2.1.5. CheresteaCheresteaua de rinoase (STAS 942-86, STAS 1948-95)

Aceast cherestea se prezint sub forma de scnduri, dulapi, ipci, rigle, grinzi i lturoaie, tivite sau netivite.

Scndurile, dulapii, riglele i ipcile se mpart n:

- scurte de la 1 la 2,75 m;

- lungi de la 3 la 6 m;

- grinzile de la 3 la 6 m;

- lturoaiele de la 1m n sus.

Cheresteaua de foioase se fabrica n urmtoarele sortimente, difereniate dup specii:

- cheresteaua de fag (STAS 1961-80);

- cheresteaua de stejar (STAS 1928-90);

- cheresteaua de cire, frasin, paltin, pr i ulm (STAS 3362-87);

- scnduri, dulapi, ipci, rigle, margini i lturoaie din anin, plop, salcie i tei (STAS 3575-86);

- cherestea de arar, carpen, jugastru, mesteacn i salcm (STAS 6709-86).

Dimensiunile detailate sunt cuprinse pentru fiecare sortiment n standardele n vigoare.

3.1.2.2. Materiale pe baz de lemn3.1.2.2.1. FurnireFurnirele tehnice (STAS 9406-80) - sunt foi subiri din lemn de foioase i rinoase, obinute prin derulare centric sau tiere plan, fiind destinate pentru fabricarea placajelor, panelelor, lemnului stratificat, produselor mulate ,etc.

Grosimile lor sunt: 0,5; 0,8; 1,1; 1,5; 2,1; 3,1 mm, iar limile de la 100 la 1000 din 50 n 50 i 1300; 1330; 1610; 1910; 2080; 2520 mm.

Furnire estetice din specii lemnoase indigene (STAS 1122-89) - se obin din specii lemnoase indigene de foioase i rinoase prin tierea plan sau prin derulare excentric i se folosesc pentru acoperirea suprafeelor exterioare i interioare a mobilei, uilor i altor produse, precum i ca straturi intermediare.

Dup modul de debitare se deosebesc:

- furnire tangeniale;

- furnire semiradiale;

- furnire radiale.

Furnire estetice din specii exotice (STAS 10248-80) - se obin prin tierea plan i derularea excentric a lemnului din specii exotice i sunt clasificate n:

- grupa A - specii exotice roii (mahon i pr african);

- grupa B - specii exotice nlocuitoare de nuc;

- grupa C - diverse alte specii exotice.

Lamelin sunt furnire estetice ce se obin prin tierea plan a prismelor constituite din furnire estetice normale sau subdimensionate, ncleiate i se utilizeaz pentru acoperirea feelor exterioare ale mobilei, uilor, lambriurilor, etc.

3.1.2.2.2. PlacajePlacaje pentru lucrri de interior sunt placaje din furnire tehnice de foioase sau rinoase i sunt destinate a fi folosite n spaii nchise.

Placaje de fag (STAS 1245-90), - pentru lucrri de interior se produc n patru grupe (clase) de calitate, dimensiunile lor sunt date n standard.

Placaj de plop i tei (STAS 9754-80), pentru lucrri de interior se produc n trei clase de calitate, iar dimensiunile nominale a lor sunt date n standard.

Placaj de rinoase (STAS 9714-80), - pentru lucrri de interior se produc n trei clase de calitate,(I, II, III) i grosimile urmtoare: 4; 5 (din trei straturi); 8 (din trei i cinci straturi); 10; 12 (din cinci i apte straturi); 15 (din apte i noua straturi).

Placaj pentru lucrri de exterior (STAS 7004-89), - sunt placaje din furnire tehnice din fag sau alte specii lemnoase, destinate pentru lucrri de exterior n construcii i n special pentru cofraje.

- clasele de calitate sunt I i II pentru grosimi 8 (din cinci straturi); - 12 (din cinci i apte straturi)

- 15 (din apte i noua straturi).

Placaj pentru vagoane de marf acoperite (STAS 8841-86), sunt placaje din furnire tehnice de fag sau alte specii lemnoase, cu ncleiere tip I 100, sunt destinate pentru executarea pereilor la vagoanele de marf acoperite.

3.1.2.2.3. Lemnul stratificat Lemnul stratificat, se obine prin ncleierea i presarea la cald a furnirelor tehnice de fag.

Dup gradul de presare se deosebesc dou categorii:

- STAS 10031-75 - lemn stratificat nedensificat (LSN);

- STAS10032 -75 - lemn stratificat densificat (LSD).

3.1.2.2.4. PanelPlcile din lemn alctuite dintr-un miez de ipci i feele din furnire avnd fibrele perpendiculare pe direcia fibrelor miezului poart denumirea de panel (STAS 1575-88).

Dup specia furnirului, panelele pot fi: de tei, plop, arin i fag.

3.1.2.2.5. Plci

Placi celulare (STAS 1624-92) - sunt panouri compuse dintr-o ram de lemn acoperit pe ambele fee cu placaj sau PFL, din hrtie fagure sau din alte materiale. Se folosesc pentru executarea uilor interioare.

Dimensiunile nominale ale acestor plci sunt:

- grosime 40 mm;

- lime - 606; 706; 806 mm;

- lungime - 1846; 2046 mm.

Placi din achii de lemn (PAL). Sunt plci din achii de lemn ncleiate cu rin ureoformaldehidic i presate perpendicular pe fee.

Plci de interior presate perpendicular pe fee (STAS 6438-86), - sunt placi din achii de lemn ncleiate cu rin ureoformaldehic i presate perpendicular pe fee, avnd densitatea cuprins ntre 0,55 i 0,85 g/cm.

Se produc urmtoarele tipuri de plci:

a) dup structura:

- placi unistratificate;

- placi tristratificate.

b) dup dispunerea achiilor n seciunea plcii:

plci structurate mecanic(S);

plci omogene (O);

plci structurate pneumatic (S).

c) dup mrimea achiilor de fee:

- plci cu fee normale (N);

- plci cu fee fine (F);

- plci cu fee extrafine (EF).

Dimensiunile nominale sunt : (grosimi n mm) 8; 10; 12; 13; 14; 15; 16; 18; 19; 22; 25.

Formate (n mm): 3660x1830; 2500x1220; 2500x1250; 2440x1220; 1830x1830.

Plci de interior antiseptizate i ignifugate PAL - AI ( STAS 10164-92), - sunt placi din achii de lemn ncleiate cu rin formaldehidic i presate perpendicular pe fee, avnd nglobate substane de protecie contra ciupercilor, insectelor xilofage i a focului.

Placi de exterior presate perpendicular pe fee PAL - CON (STAS 10371 -86), - sunt plci din achii de lemn ncleiate, de obicei cu rini fenolice i presate perpendicular pe fee, destinate pentru utilizri exterioare.

Plci melaminate din achii de lemn PAL - M (STAS 10261-90).

Aceste plci se obin din placi de achii de lemn acoperite pe ambele fee, prin presare la cald cu unul sau mai multe filme de rini sintetice, filmul de suprafaa fiind, n toate cazurile din rin melaminic.

Plci emailate din achii de lemn PAL - SET, - se produc din plci din achii de lemn nnobilate pe ambele fee cu masa de paclu, grunduri, imprimri, emailuri i lacuri, destinate pentru mobilier i lucrri de interior.

Placi extrudate prin achii de lemn PAL Ex (STAS 8658-80).

Aceste plci se obin din achii de lemn presate la cald prin extrudare, fora de presare fiind paralel cu suprafaa plcii i placate pe ambele fee cu furnir tehnic de fag.

Plcile extrudate din achii de lemn se folosesc n industria mobilei, a caselor, a prefabricatelor, foi de ui i n construcii.

Se fabric n dou tipuri:

- plci pline

- plci cu goluri

Placi aglomerate din puzderie de cnep PAP, - sunt plci tristratificate din puzderie de cnepa, presate perpendicular pe fee i ncleiate cu rin ureoformaldehidic .Se folosesc la mobil i construcii interioare .

Plci din fibre de lemn (PFL), - plci moi (poroase) (STAS 7848-78).

Aceste plci se obin prin mpslirea fibrelor de lemn, cu sau fr adugare de liant i sunt executate n mai multe tipuri:

- plci moi netratate (PFL m - N);

- plci moi bitumate (PFL m - B);

- plci bitumate i antiseptizate (PFL m - BA).

Plci cu densitate medie (semidur) PFL - DM, - sunt plci din fibre de lemn cu densitate cuprins ntre 500-800 daN/cm, fabricate prin procedeul uscat i destinate pentru mobil .Plcile dure (STAS 6986-80), - se obin prin mpslirea i presarea fibrelor de lemn, cu sau fr adugare de liani, avnd densitate mai mare de 850 kg/m i ele sunt :

- cu o faa neted (1FN);

- cu ambele fee netede (2FD).

Panouri stratificate din PFL dure (STAS 8561-80), - se obin prin lipirea de PFL dure, n scopul obinerii unor grosimi mai mari de 7 mm, destinate pentru diverse utilizri la mobil , tmplrie, caroserii, elemente de construcii etc.

Plci decorative - se obin din PFL dure, avnd aplicat pe fa, la formarea covorului de fibre un strat subire de past alb sau colorat n diferite nuane.

Filmele decorative din hrtie melaminic - pot avea diferite desene, culori i grade de luciu (mtsos sau oglind) .

Plci fonoabsorbante (STAS 8616-80), - se obin prin prelucrarea suprafeelor plcilor moi (poroase) din fibre de lemn cu perforaii i nepturi, n vederea folosirii lor pentru finisaje interioare i tratamente fonoabsorbante .

Aceste plci se produc n trei tipuri:

- cu perforaii regulate (P.r.);

- cu perforaii neregulate (P.n.);

- cu nepturi neregulate(P..).

Coeficientul de absorbie acustic a plcilor variaz n funcie de frecvena sunetului astfel :

0,25-0,32 la 500 Hz;

0,40-0,50 la 1000 Hz;

0,72-0,78 la 2500 Hz;

0,63-0,73 la 5000Hz.

Plci de hrtie decorativ stratificat HDS (STAS 8093-86) - se realizeaz prin presare la cald a mai multor straturi de hrtie, impregnat cu rin fenolic, iar stratul de faa este decorativ i impregnat cu rin melaminic.

3.1.3. MATERIALE TEHNOLOGICE PENTRU INDUSTRIA LEMNULUI

Aceste materiale sunt obinute n exclusivitate din polimeri sintetici i sunt folosite pentru asamblarea lemnului, pentru lcuire i vopsire, ornamentare i pentru nlocuirea unor elemente componente n fabricarea lemnului.

Principalele grupe de materiale pe baz de polimeri, realizate i folosite n industria de prelucrare a lemnului sunt:

- adezivi;

- materiale policulagene;

- nlocuitori de lemn.

3.1.3.1. AdeziviUreoformaldehidici - se obin prin condensarea ureei cu formaldehida cu formare de compui intermediari.

Pe baza cercetrilor proprii, n Romnia se produce ntreaga gam de adezivi ureoformaldehidici cu denumirea comercial de URELIT i sunt de urmtoarele tipuri:

- urelit P - pentru protecia plcilor de achii de lemn;

- urelit C - pentru fabricarea mobilei, placajului i panelului;

- urelit R - pentru asamblri la temperatura normal;

- urelit M - pentru fabricarea plcilor fibrolemnoase cu densitate medie.

nainte de utilizare, adezivii se amestec cu un catalizator pe baz de sruri acide cu denumirea de ntritor.

Adezivi melamino - formadelhidici - se obin prin condensarea melaminei cu formaldehid n mediu neutru sau slab acid i au denumirea comercial de MELANIT - MF sub form lichid i MELANIT - MF (PA) sub forma de pulbere.

Aceti adezivi se utilizeaz pentru corectarea proprietilor adezivilor ureoformaldehidici n sensul mbuntirii acestora sau se folosesc pentru ncleieri rezistente n mediu umed.

Adezivi fenolformaldehidici - se obin prin condensarea fenolului cu formaldehid n prezena catalizatorilor alcalini cu formare de compui intermediari. Ei asigur o rezisten mai ridicat la asamblarea lemnului avnd rezistena la agenii atmosferici i chiar la fierberea n apa, dar au dezavantajul unei culori nchise i a unei durate de presare mare.

Tipurile de adezivi fenolici sunt:

- adeziv FENOPLAC - pentru fabricarea placajului de cofraj;

- adeziv RF PFL - pentru fabricarea plcilor fibrolemnoase prin procedeul umed;

- adeziv SR - pentru fabricarea lemnului stratificat - densificat;

- adeziv FENOPAL - pentru fabricarea plcilor din achii de lemn;

- adeziv fenol - rezorcino formaldehidic - pentru asamblarea lemnului masiv.

Adezivi polivinilici - se obin prin polimerizarea acetatului de vinil i prin dispersarea sa n apa, cu folosirea de mijloace mecanice, stabilizatori i umpluturi minerale.

Aceti adezivi au denumirea comercial de Aracet i se produc de urmtoarele tipuri:

- DPC 50 - 18;

- DPC 54 - 22;

- DPC 57 - 28;

- DPC 36;

- D45 BFN.

Aracetul se folosete pentru mbinarea pe cant a furnirelor tehnice, pentru furniruirea panourilor de mobil la temperatura camerei i pentru montarea elementelor i subansamblelor n construcia produselor finite din lemn.

Adezivi acrilici - se obin prin polimerizarea esterilor acrilici i prin dispersarea lor n ap, cu mijloace mecanice i chimice.

Aceti adezivi se folosesc pentru lipirea mecanizat a nlocuitorilor de furnire din PVC pe suprafaa panourilor de mobil i pentru fabricarea sertarelor din PAL.

3.1.3.2. Lacuri i vopsele pentru finisarea lemnuluiLacurile - sunt soluii ale unor substane organice nevolatile capabile s formeze pelicule aderente i compacte aplicate pe un suport. Ele sunt transparente, incolore sau slab colore.

Vopselele - sunt suspensii sau dispersii de pigmeni i materiale de umplere n diferite substane peliculogene care dup uscare, dau pelicule colorate cu aspect mat pn la semilucios.

Emailurile - sunt lacuri colorate cu pigmeni organici cu o mare putere de acoperire care dup uscare dau pelicule opace dure i cu suprafaa neted.

Grundurile - constituie primul strat ntr-un sistem de lcuire sau vopsire i fac legtur ntre suport i stratul de acoperire.

Exista mai multe categorii de lacuri i vopsele:

- Lacuri i vopsele pe baza de derivai celulozici (nitroceluloza);

- Lacuri i vopsele pe baz de rini polisterice nesaturate (se obin prin reacia dintre un acid bibazic i un polialcool);

- Lacuri i vopsele pe baz de rini alhidice;

- Lacuri i vopsele pe baz de rini poliuretanice;

- Lacuri i vopsele pe baz de poliamide pentru finisarea lemnului.

3.1.3.3. Materiale pentru protecia lemnuluiPentru protecia lemnului au fost realizate o serie de substane chimice ca:

1) Fungomir G - se folosete pentru protecia placajului mpotriva mucegaiului precum i a insectelor i ciupercilor.

2) Fungomir P - se folosete pentru protecia plcilor din achii de lemn pe baz de hidrocarburi, mpotriva ciupercilor, insectelor xilofage i mucegai.

3) Penticid - este un produs insectofungicid pe baz de hidrocarburi aromatice, nalt clorurate, folosit pentru protecia de suprafa a lemnului i a produselor din lemn.

Se aplic prin pulverizare, prin imersie sau cu pensula

Materialele protejate prezint rezistena la mucegire, la aciunea bacteriilor, insectelor i ciupercilor xilofage.

4) Nafpent - produs pe baz de hidrocarburi aromatice nalt clorurate - destinat tratrii lemnului n construcii, ambalajelor, etc.

Produsul se aplic prin pulverizare sau cu pensula i protejeaz lemnul la aciunea ciupercilor, insectelor xilofage i umiditate.

5) Lignosept - este un produs pe baz de pentaclorfenol, lindan, white - spirt i cear de petrol i se folosete la tratarea obiectelor de art din lemn i au aciune insectofungicid i hidrofug. Se aplica prin imersie scurt.

6 ) Romalit N - un produs pe baz de sruri anorganice destinat impregnrii lemnului prin imersie de lung durat (procedeu vid - presiune). El protejeaz lemnul mpotriva ciupercilor xilofage.

7) Romalit F - un produs pe baz de sruri anorganice, greu lavabil, destinat impregnri lemnului n procedeul vid - presiune sau imersie de lung durat.

8 ) Ervinit - este un produs insectofungicid i ignifug, destinat impregnrii lemnului prin procedeul vid-presiune, bi calde-reci sau prin imersie.

3.1.3.4. nlocuitori ai lemnului masiv i ai furnirelor

Principalul nlocuitor al lemnului masiv i al furnirelor din lemn este format din mase plastice

Se utilizeaz materiale plastice pentru nlocuirea lemnului:

- n elemente de rezistenta;

- n elemente decorative;

- la accesorii;

- la materiale de umplere, etc.

1). Elemente de rezisten pentru mobil din materiale plastice

Pentru obinerea de elemente de rezisten pentru mobil din materiale plastice au fost puse la punct dou procedee:

- injecia de A.B.S. poros (acrilonitril-butadien-stiren);

- expandarea polistirenului.

Principalele elemente de rezisten produse n prezent sunt picioarele de susinere pentru mobila stil i pentru mobila modern.

2). Elemente decorative pentru mobil din materiale plastice. Ele se obin prin procedee de injecie, de turnare i de extrudare.

Prin injecie se realizeaz elemente florare pentru aplicare pe suprafeele panourilor de mobil. Se folosesc: acetobutiratul de celuloza, polistirenul i A.B.S.

Prin turnare n matrie a unui amestec de rin poliesteric, nesaturat cu catalizator de ntrire, accelerator, material de umplere i colorant se pot obine diferite elemente decorative. nainte de turnare matriele se ung cu ulei siliconic.

Finisarea pieselor ornamentale se face nainte sau dup lipirea acestora pe panoul de mobil cu lacuri folosite pentru finisarea mobilei.

3). Accesorii pentru mobil din materiale plasticeAcestea se execut de obicei prin injecie i prin extrudare din: policlorura de vinil, polistiren, poliamid i polietilen. Pentru multe accesorii se folosesc

combinaii dintre materiale plastice i metal.

Cele mai importante accesorii pentru mobil sunt: mnere, butoane, trgtori, balamale, opritori, elemente de montaj, glisiere, canturi, borduri, sertare, role, etc.

4). Materiale de acoperire pentru mobil

Pentru nlocuirea furnirelor naturale au fost realizate dou materiale:

- nlocuitori de furnire din materiale plastice (folii din PVC plastificate);

- nlocuitori de furnire pe baz de materiale lignocelulozice, (hrtie), (produsele se obin dintr-o hrtie special absorbant, cu umplutor mineral, colorat. Pe hrtie se imprim textura speciei lemnoase a furnirului).

3.1.4. TRATAMENTE TERMICE I DE PREZERVARE ALE LEMNULUI I ALE MATERIALELOR PE BAZ DE LEMN

3.1.4.1. Tratarea termic a butenilor i a prismelor n industria de furnire i placaje Butenii nainte de derulare i prismele nainte de tierea plan se trateaz termic n scopul de a asigura o plastifiere temporar i relativ a lemnului. Aceast tratare asigur:

- diminuarea efortului de tiere;

- obinerea unui furnir de bun calitate;

- dup caz, colorarea lemnului pentru a-i spori valoarea.

Alegerea tratamentului optim i a modului n care acesta este aplicat au o mare importana practic prin influena pe care o exercita asupra calitii furnirului obinut.

La noi s-a generalizat procedeul tratrii hidrotermice pentru butenii de derulaj, i cel de tratare hidrotermic indirect pentru prismele destinate producerii furnirului decorativ (ambele procedee desfurndu-se la presiune atmosferic).

3.1.4.2. Aburirea cherestelei de fag

Aburirea este o operaie specific fabricilor de cherestea de fag.Prin aplicarea acestui procedeu de tratare hidrotermic se urmrete:

- nlturarea diferenelor de culoare ntre lemnul tnr i cel matur;

- distrugerea agenilor biologici existeni n lemn (ciuperci, insecte xilofage);

- reducerea tensiunilor interne i a defectelor cauzate de acestea (deformaii, crpturi);

- reducerea umiditii lemnului cu circa 20 30 %, n primele ore dup aburire ca urmare a evaporrii mai intense a apei din lemnul nclzit.

Procedeele de aburire sunt:

- aburirea direct - aburul provenit de la un generator propriu este introdus direct n incinta n care se efectueaz procesul aburirii;

- aburirea indirect - cnd aerul necesar este produs chiar n incinta de aburire, la suprafaa unei bi de apa echipat cu baterii de nclzire pn la temperatura de vaporizare.

Aburirea cherestelei poate fi efectuat la:

- presiune atmosferic;

- sub presiune.

Exista diferite instalaii de aburire dar cele mai frecvent folosite sunt camerele i bazinele de aburire executate din zidrie de crmid sau din beton.

Condiiile de baz a cherestelei ce urmeaz a fi aburit:

- s provin din debitri recente;

- umiditatea lemnului trebuie sa fie apropiat de starea verde;

- aezarea materialului n stiv se face compact cu ct mai puine spaii libere ntre piese.

Pentru aburirea cherestelei trebuie folosit numai abur saturat umed, la temperatura 99 100 C.

Exist la acest proces patru perioade de tratare:

a)- perioada de nclzire a camerei de aburire pn la regim 99 - 100 C - timp 4 - 12 ore;

b)- perioada de nclzire complet a lemnului 99 - 100 C - timp 8 18 ore;

c)- perioada de aburire propriu-zis - se menine temperatura de regim 99 - 100 C - timp 24 ore;

d)- perioada de rcire - timp 4 - 6 ore.

3.1.4.3. Uscarea la aer a cherestelei

Uscarea la aer este cel mai vechi i cel mai rspndit procedeu de uscare a cherestelei.

Ea poate fi realizata n depozite deschise sau n oproane.

Depozitele de uscare la aer a cherestelei trebuie amplasate numai n regiuni n care indicele de umiditate, respectiv raportul dintre cantitatea anual de precipitaii i temperatura medie anual (n C) are valori reduse. Suprafaa depozitelor de uscare la aer a cherestelei este de obicei mprit n sectoare, secii i grupe de stive.

Stivuirea cherestelei are o mare importana deoarece influeneaz durata i calitatea uscrii. n mod obinuit cheresteaua se aeaz n stiv pe caliti i dimensiuni n rnduri (straturi) orizontale, cu spaii ntre piese, att pe lime ct i pe nlime.

Durata uscrii la aer a cherestelei depinde de numeroi factori ca:

- materialul de uscat (specie, dimensiuni, coninutul iniial de umiditate);

- modul de stivuire;

- anotimpul n care se face uscarea;

- organizarea depozitului.

3.1.4.4. Uscarea lemnului n instalaii industrialeUscarea lemnului (cherestelei)- este o operaie care corespunde unei umiditi cuprinse ntre 25 30 %.

Pentru comenzi speciale (export, instrumente muzicale, etc.) cheresteaua trebuie s fie semiuscat, cu umiditatea de 18 24 %. Uscarea - corespunde la o umiditate de max. 17 %.

Exist mai multe tipuri de instalaii i anume:

- instalaii de preuscare;

- instalaii de uscare cu aer cald i umed la presiunea atmosferic;

- instalaii de uscare tip tunel;

- instalaii de uscare metalice i proces al uscrii la temperaturi peste 100 C.

3.1.4.5. Prezervarea lemnului i a materialelor pe baz de lemn

Conservarea butenilor mpotriva rscoacerii i crprii n timpul verii - pe cale umed se face astfel:

- imersie total n ap (bazine, lacuri, cursuri de ap);

- stropire abundent cu ap (ploaie artificial);

- prin aplicarea pe capetele butenilor a unor paste (chituri) hidrofuge;

- protecia cherestelei prin tratamente de antiseptizare aplicate nainte de uscare.

Protejarea mpotriva fenomenului de albstrire se face cu ajutorul unor substane chimice de antiseptizare prin pensulare, priuire sau imersie.

Protejarea cherestelei mpotriva crpri se face prin tratarea la capete cu aracet care formeaz o pelicula aderent.

3.3. PRELUCRAREA PRIN ACHIERE A LEMNULUI

Transformarea materiei prime (a lemnului) (n produse se realizeaz( prin prelucrarea mecanic( (i chimic(.

Prin prelucrarea chimic( se schimb( propriet((ile, deci compozi(ia chimic( a materialului. De exemplu: la fabricarea terebentinei, fabricarea zahrului, fabricarea spirtului, fabricarea drojdiei furajere, (. a.

Prin prelucrarea mecanic( se urm(re(te ob(inerea unui aspect exterior nou sau a unor dimensiuni noi a lemnului. Aceast( prelucrare se bazez( pe dou( propriet((i ale lemnului: plasticitatea (i divizibilitatea. Prelucrarea mecanic( a lemnului se poate face:

f(r( schimbarea leg(turii dintre fibre;

cu schimbarea leg(turii dintre fibre (distrugerea lor), fig. 3.3.1.

La prelucrarea mecanic( a lemnului f(r( schimbarea leg(turii dintre fibre se folosesc propriet((ile plastice ale acestuia (i cuprinde procesele de presare, curbarea (i matri(area, prezentate n subcapitolul 3.2.

La prelucrarea mecanic( a lemnului cu distrugerea leg(turilor dintre fibre se folose(te a dou proprietate a lemnului adic( divizibilitatea. (n urma acestei prelucr(ri forma (i volumul lemnului se schimb( ca urmare a separ(rii unor p(r(i de lemn. Acest procedeu include :

- f(r(mi(area (ntregii mase lemnoase;

- despicarea;

- t(ierea.

Frmiarea (ntegii mase de lemn se poate face prin:

- m(run(irea;

- m(cinarea;

- defibrarea.

M(run(irea este transformarea lemnului (i de(eurilor de lemn (n a(chii care ulterior pot fi f(r(mi(ate prin m(cinare sau prin defibrare folosite la prelucr(ri chimice sau combustibil la cazanele de abur.

M(cinarea este procedeul de ob(inere a f(inei de lemn cu ajutorul morilor de m(cinare. F(ina se folose(te la fabricarea substan(elor explozive sau ca adaos la fabricare a pieselor din mase plastice.

Defibrarea are ca scop realizarea unei mase de fibre de lemn care se folosesc la fabricarea pl(cilor fibrolemnoase (i la fabricarea h(rtiei. La defibrare, m(run(irea lemnului se face dup( direc(ia tangen(ial( fa(( de direc(ia fibrelor.

Despicarea lemnului const( (n (mp(r(irea acestuia (n p(r(i nedeformate volumic, scula cu care se face divizarea deplas(ndu-se (n lungul fibrelor. Divizarea pe toat( lungimea se produce prin p(trunderea unei scule (n form( de pan(. Prin despicare nu se asigur( dimensiuni precise (i se folose(te la fabricarea unor tipuri de doage, spi(e, (indril( (. a.

3.3.1. CAZURI FUNDAMENTALE I INTERMEDIARE DE ACHIERE

Lemnul este un material care are o structur neuniform dup trei planuri fig. 3.3.2 a, b:

transversal TT care este perpendicular pe axa arborelui;

radial RR care trece prin axa arborelui dup raz;

tangenial TG care este perpendicular pe planurile TT i RR.

Aceast structur neuniform este rezultatul creterii arborelui ca un organism complex.

n fiecare an se produce creterea unui strat de celule timpurii i a unui strat de celule trzii, formnd zone de lemn timpuriu i trziu, ambele zone constituind un inel anual.

Variaia proprietilor fizico mecanice a inelelor anuale se produce sub aciunea mai multor factori. Astfel, cele trei planuri perpendiculare corespund la trei direcii principale:

I axial, care este normal la planul transversal TT;

II radial, fiind normal la planul tangenial;

III tangenial, care este normal la planul radial.

Rezistenele de rupere dup cele trei planuri difer, proprietatea materialului numindu se ortotropic.

Proprietile mecanice difer i dup cele trei direcii I, II, III, matrialele numindu se anizotrope.

Lemnul este deci un material anizotrop ortotrop, fibros, stratificat i cu goluri celulare.

Aceast structur a lemnului ngreuneaz cercetrile n domeniul achieri lemnului i se impune ca procesul de achiere s fie cercetat n dependen de poziia piesei fa de arbore, de specia, umiditatea i temperatura lemnului, de viteza de aplicare a sarcinii etc.

3.3.1.1. Moduri fundamentale de tiere a lemnului

Deoarece exist cele trei planuri perpendiculare ale lemnului, achierea se poate produce dup unul dintre ele fig. 3.3.2.b.

a) dac achierea se produce n planul transversal (planul de achiere se suprapune cu planul transversal) achierea se numete transversal i se simbolizeaz cu ;

b) dac achierea se face dup planul axial se numete achiere n lungul fibrelor i se simbolizeaz cu ll;

c) dac achierea se face n planul tangenial se numete achiere tangenial i se simbolizeaz cu #.

Achierea dup fiecare plan se face prin deplasarea muchiei achietoare ntr-un plan, vezi fig. 3.3.3:

- intr-un plan pe fibr;

ll n planul fibrelor;

# - deplasarea cuitului n plan fibrelor pe lungimea lor.

La achierea transversal fora este maxim iar la achierea tangenial fora este minim.

3.3.1.2. Moduri intermediare de tiere a lemnului

Pe lng aceste moduri fundamentale de achiere n practic se ntlnesc o multitudine de cazuri intermediare de achiere.

n fig. 3.3.4.a se arat o pies din lemn, la care cu linii groase se prezint fibrele lemnului:

poziia 1 corespunde achieri n lungul fibrelor (ll);

poziia 3 achiere transversal ();

poziia 2 caracterizeaz trecerea de la achierea n lungul fibrelor la cea transversal, numindu se achiere longitudinal transversal (ll-), cu unghiul90, achierea fcndu se n sens contrar fibrelor.

n fig. 3.3.4.b, avem:

poziia 1 achiere transversal;

poziia 2 - achiere tangenial;

poziia 3 achieri intermediare numite transversal - tangenial (-#).

n fig. 3.3.4.c, se arat:

poziia 1 - cazul achierii n lungul fibrelor;

poziia 2 achiere tangenial;

poziia 3 achieri intermediare, numite longitudinal - tangeniale (ll-#).

n fig. 3.3.5. se prezint cele trei moduri intermediare de tiere:

longitudinal tangenial, a);

longitudinal - transvesal, b);

tangenial transversal, c).

n multe cazuri achierea se poate produce dup un plan intermediar fa de toate cele trei direcii, fcnd cu acestea unghiurile: x, y, z, fig. 3.3.6.

n practic se ntlnesc urmtoarele feluri de achiere:

tierea lemnului cu pnze de gater i panglic (este o achiere longitudinal transversal, la care unghiul este aproximativ 90), considernd c muchia achietoare principal efectueaz o tiere transversal, celelalte tiuri ale dintelui efectund alte genuri de achiere;

tierea cu pnze circulare n lungul pieselor (este o achiere longitudinal transversal);

frezarea lemnului n lungul fibrelor (este o achiere longitudinal transversal);

frezarea lemnului transversal pe fibre (este achiere longitudinal transversal);

burghierea (este o tiere longitudinal transversal i tangenial transversal);

derularea (este o achiere tangenial);

tierea plan a furnirului (este o achiere tangenial).

3.3.1.3. Achierea plcilor din achii de lemn

La achierea plcilor din achii de lemn, modurile de tiere se stabilesc n funcie de orientarea achiilor n raport cu suprafaa de baz a plcii i de poziia planului de achiere fa de planul de dispunere a achiilor (planul achiilor).

Astfel se deosebesc urmtoarele moduri de tiere:

plan - cnd planul de achii i direcia de achiere sunt paralele cu planul de dispunere al achiilor, iar direcia de achiere este paralel cu acest plan, fig. 3.3.7.a;

longitudinal planul de achiere este perpendicular pe planul de dispunere a achiilor, iar direcia de achiere este paralel cu acest plan, fig. 3.3.7.b;

transversal cnd planul de achiere i direcia de achiere sunt perpendiculare pe planul achiilor, fig. 3.3.7.c.

Pe lng cele trei cazuri fundamentale de achiere se mai ntlnesc i urmtoare cazuri intermediare:

plan longitudinal cnd planul de achiere formeaz cu planul achiilor unghiul , fig. 3.3.7.d, dac:

=0 tiere plan;

=90 - tiere longitudinal;

plan - transversal cnd planul de achiere i direcia de achiere formeaz cu planul achiilor unghiul care se msoar n planul paralel cu direcia de micare, fig. 3.3.7.e, dac:

=0 tierea este plan;

=90 - tierea este transversal;

longitudinal transversal, la care planul B este paralel cu direcia de micare a cuitului i formeaz cu planul achiilor unghiul , acest unghi se msoar n planul paralel cu planul de achiere, fig. 3.3.7.f. Dac:

=0 tiere longitudinal;

=90 - tiere transversal.

3.3.2. INTERACIUNEA DINTRE LEMN I CUIT

Prelucrarea prin achiere se efectueaz prin distrugerea legturilor dintre fibre, ca urmare a interaciunii dintre tiul cuitului i lemn. Pentru lrgirea domeniului de aplicare a legilor de interaciune dintre lemn i cuit, se consider c tiul principal are forma unui arc de cerc cu raza , fig. 3.3.8.

Presiunea maxim exercitat de ti asupra lemnului este n punctul o, iar divizarea lemnului se produce dup linia mn. Lemnul situat deasupra liniei mn se detaeaz sub form de achie pe muchia as a cuitului. Cealalt parte a lemnului situat sub linia mn, este presat de zona oh a tiului pn la linia fg. Stratul de lemn cuprins ntre liniile mn i fg sufer deformaii elastice, fibrele de lemn se ridic treptat n spatele cuitului, mai sus de linia fg, producnd frecare pe faa de aezare. Distana p reprezint mrimea deformaiei plastice, iar e pe cea a deformaiilor elastice.

Cuitul este supus aciunii forelor dezvoltate de lemn, att pe faa de degajare ct i pe faa de aezare rezultnd fore ca n fig. 3.3.8.b cu rezultanta Fn. Descompunnd fora rezultant dup cele dou direcii principale, adic: direcia vectorului vitez de tiere i cealalt perpendicular pe prima, se obin forele de achiere F i fora de reacie Fo.

La calculul diferitelor procese de achiere, fora de respingere Fo se determin, n majoritatea cazurilor, cu relaia:

, (3.1)

n care: m este un coeficient ale crui valori sunt stabilite experimental pentru diferite procese de achiere i n funcie de diveri factori. n procesul de achiere, fora de respingere cauzeaz vibraia sculei i a piesei.

La pnzele tietoare fora de respingere acioneaz asupra sculei dup un plan n care rigiditatea sculei este mic, determinnd n anumite condiii ale procesului de achiere, abaterea tiurilor dinilor de la planul de tiere.

La tierea nchis (tiere cu pnze, burghiere) n afara proceselor de interacionare artate anterior, mai intervin i fenomene generale de detaarea i nmagazinarea achiilor n golul dintre dini, cum i de transportul acestora de-a lungul nlimii de tiere. n calculul regimurilor de achiere, la verificarea i exploatarea sculelor, cum i n calculul mainilor - unelte este necesar s se determine i puterea de achiere P, folosindu-se relaia:

[KW], (3.2)

n care: F este fora de achiere, n daN, iar v este viteza de achiere, n m/s.

La achierea lemnului, n unitatea de timp se consum un anumit lucru mecanic. Dac n procesul de achiere ntr-o unitate de timp (secund) scula achietoare separ din lemn i transform n rumegu sau n achii V cm3 de material, iar pentru transformarea a 1 cm3 lemn n rumegu sau n achii sunt necesare K daN de lucru mecanic, relaia puterii de achiere poate fi scris sub forma: [KW], (3.3)

de unde rezult:

[daN]. (3.4)

Fora F este fora medie de achiere, care este orientat dup direcia vectorului vitezei de achiere i este tangent la traiectoria de achiere. n cele dou relaii anterioare, coeficientul K reprezint lucru specific de achiere i se exprim, valoric, n daNm/cm3. Acesta este lucru mecanic consumat pentru detaarea a 1 cm3 de lemn.

Volumul V de lemn achiat ntr-o secund, n cm3, se determin separat pentru fiecare mod de prelucrare mecanic. n cazul general, la transformarea n achii a unui strat de lemn avnd grosimea h, limea b i folosind viteza de avans u, volumul de lemn detaat i transformat n achii sau rumegu, ntr - o secund, este:

[cm3/s], (3.5)

n care: b este exprimat n mm, h n mm, iar u n m/min.

n cazul prelucrrii prin frezare, h reprezint adncimea de frezare, iar b - limea de frezare, pe cnd la achierea cu pnze, h reprezint nlimea de achiere, iar b limea tieturii.

Prin nlocuirea expresiei volumului de achii n relaia puterii i a forei de achiere, se obin relaiile generale:

[kW] (3.6)

i

[daN].(3.7)

Pentru calculul forei medii de achiere se mai folosete i relaia:

[daN], (3.8)

n care: K este rezistena specific la achiere a lemnului, n daN/mm2, iar A aria n mm2 a seciuni achiei detaate, cuprins n plan perpendicular pe vectorul vitez de achiere.

Pe suprafeele achiate rezult denivelri datorate att structurii lemnului prelucrat, ct i diferiilor factori ai procesului de achiere, fig. 3.3.9.a. Neregularitile datorate structurii lemnului sunt determinate de structura atomic a materialului lemnos, iar mrimea lor este independent de metoda i regimul de achiere, neputnd fi astfel luate n considerare la aprecierea caliti suprafeelor prelucrate.

n funcie de natura i mrimea lor, neregularitile datorate tierii lemnului pot fi: macrodenivelri, microdenivelri i ondulaii, fig. 3.3.9.b.

Macrodenivelrile sunt abateri ale suprafeelor de la formele regulate ca ovalitatea, concavitatea, convexitatea etc. Pe poriuni relativ mari ele pot fi: rizuri de prelucrare; neregulariti de distrugere; scmoeli i smulgeri de fibre.

Ondulaiile sunt neregulariti n form de ridicturi i adncituri repetate i apropiate ca dimensiuni. Acestea apar datorit cinematicii procesului de achiere, vibraiilor n sistemul main unealt pis scul i deformaiilor neuniforme n timpul tierii. Cele mai caracteristice ondulaii apar n procesul de frezare, fig. 3.3.9.c. Mrimea acestor ondulaii este determinat, n principal, de numrul de dini z, de diametrul D i turaia n a sculei i de viteza de avans u a materialului i se exprim prin lungimea l i adncimea y a acestora. Lungimea l a ondulaiilor se aproximeaz ca fiind egal cu mrimea avansului pe un dinte uz, calculndu-se cu relaia:

, [mm]. (3.9)

Lungimea teoretic a ondulaiilor se ia n considerare numai n cazul egalitii tuturor cuitelor sculei deoarece, n caz contrar, pe suprafaa prelucrat apar ondulaii cu raze mari. Din fig. 3.3.9.c, se poate determina adncimea y a ondulaiei, rezultnd relaia:

, [mm]. (3.10)

din care rezult c adncimea ondulaiei scade cu reducerea avansului uz pe dinte i cu majorarea razei R a sculei.

La tierea suprafeelor de lemn, cele trei tipuri de neregulariti se pot ntlni fie separat, fie combinate. Un exemplu de combinare a acestor trei tipuri de neregulariti sunt prezentate n fig. 3.3.9.d.

3.3.3. TIEREA LEMNULUI

T(ierea lemnului este procedeul de formare a noi suprafe(e prin deta(area unui strat de lemn de anumite dimensiuni, pe toat( traiectoria de mi(care relativ( a muchiei t(ietoare (t(i(ului), a sculei, determinat( de o anumit( mi(care de lucru a lemnului (i a sculei. Deoarece t(ierea se realizeaz( cu formare de a(chii, acest procedeu se nume(te a(chiere. Din aceast( categorie fac parte:

- t(ierea cu p(nze;

- rindeluirea;

- frezarea;

- burghierea;

- strunjirea;

- d(ltuirea;

- t(ierea plan(;

- derulare;

- (lefuirea.

T(ierea cu p(nze se poate face:

- t(iere cu p(nze de gater;

- t(iere cu p(nze panglic(;

- t(iere cu p(nze circulare.

3.3.3.1. T(ierea cu p(nze de gater.

P(nzele de gater sunt scule (n form( de lamele, montate (ntr-un cadru care execut( o mi(care rectilinie alternativ(, de obicei (n plan vertical, fig.3.3.10.

Materialul de prelucrat (bu(teanul) 1 este avansat spre p(nzele de gater 2, dup( o direc(ie perpendicular( pe cea a p(nzelor t(ietoare, realiz(nd astfel mi(carea de avans u.

Tierea lemnului de ctre dinii pnzelor se execut numai la cursa descendent, acesta denumindu-se i curs de lucru.

Acest procedeu se folose(te pentru t(ierea bu(tenilor (i prismelor (n cherestea.

n procesul de achiere, formarea achiilor depinde de modul realizrii avansului buteanului, care poate fi intermitent sau continuu.

(n func(ie de felul avansului, t(ierea lemnului cu p(nze de gater poate fi:

a - t(iere cu avans, intermitent, la cursa ascendent(;

b - t(iere cu avans, intermitent, la cursa descendent(;

c - t(iere cu avans dublu;

d - t(iere cu avans continuu.

3.3.3.1.1. La t(ierea cu avans la cursa ascendent(, fiecare dinte taie la o curs( o cantitate de lemn a c(rei suprafa(( lateral( este egal( cu produsul dintre avansul pe dinte uz (i (n(l(imea de t(iere h, fig.3.3.11.a.

La acest procedeu de tiere, pnza din rama gaterului se nclin, deoarece la cursa descendent buteanul nu nainteaz. Astfel, pnza are o micare dup direcia v, iar linia ll a vrfurilor dinilor formeaz cu direcia de micare unghiul i. n poziia inferioar linia ll devine l1l1, fig. 3.3.11.a.

Distana dintre liniile ll i l1l1 pe direcia de avans a buteanului reprezint avansul pe o curs la mersul n gol i se calculeaz:

.(3.11)

ntruct n timpul cursei de tiere buteanul nu se mic, traiectoria descris de vrful dinilor n lemn reprezint o linie dreapt, iar grosimea a a achiilor detaate este constant pe toat lungimea de tiere i se calculeaz astfel:

(3.12)

n care: p este pasul danturii.

Pentru evitarea frecrilor dintre vrful dinilor i fundul tieturii, nclinarea pnzei i/H va trebuii s fie mai mare dect avansul pe curs:

[mm](3.13)

sau

[mm].(3.14)

Unghiul de nclinare a pnzelor va fi:

,(3.15)

unde: H este cursa cadrului n mm.

3.3.3.1.2. Tierea cu avans intermitent la cursa descendent

La t(ierea cu avans la cursa descendent(, suprafa(a lateral( a lemnului deta(at de un dinte va fi uz.h1, unde h1 este mai mare dec(t (n(l(imea piesei, deoarece traiectoria relativ descris de un dinte face cu verticala un unghi ( corespunztor raportului , fig.3.3.11.b.

Unghiul de nclinare ( a traiectoriei fa de linia punctelor moarte rezult din OVVo:

.(3.16)

Din triunghiul se stabilete grosimea achiei:

(3.17)

i avansul pe dinte:

.(3.18)

3.3.3.1.3. La t(ierea lemnului cu avans dublu intermitent este o combina(ie a celor dou( cazuri, fig. 3.3.11.c.

Avansul dublu intermitent se mparte, la o curs, n dou: unul se produce la cursa ascendent un1 iar cel de al doilea un2, la cursa descendent. Ca urmare pnza se nclin corespunztor avansului la cursa descendent.

Traiectoria relativ a micrii dintelui n lemn va fi o linie dreapt nclinat cu unghiul ( fa de linia punctelor moarte i se calculeaz astfel:

(3.19)

i

(3.20)

rezult :

.(3.21)

Dac avansul la cursa n gol este egal cu cel la cursa n lucru () atunci .(3.22)

Din rezult grosimea achiei

.(3.23)

La rezult:

(3.24)

unde:

.(3.25)

Pentru eliminarea frecrilor dintre dini i fundul tieturii, la nceputul cursei de lucru este necesar o preceden corespunztoare avansului intermitent la cursa de lucru.

nclinarea pnzelor va fi :

(3.26)

n care:

(3.27)

3.3.3.1.4. Tierea lemnului cu avans continuu, fig. 3.3.11.d.

Mecanismul pentru avans continuu al buteanului cu vitez constant asigur acelai avans la ambele curse ale cadrului cu pnze,

.(3.28)

Avansul total pe o curs este suma celor dou componente, adic:

(3.29)

de unde:

.(3.30)

n acest caz, pentru efectuarea corespunztoare a avansului la cursa de gol, pnza se nclin cu :

.(3.31)

Dup cum se poate vedea din fig.3.3.11.d, traiectoria parcurs de un dinte este o curb de tipul cosinusoidal. Grosimea achiei este neuniform, cea mai mare valoare fiind la nceputul i sfritul cursei de lucru, iar valoarea minim la mijlocul lungimii achiei, aceasta fiind:

.(3.32)

3.3.3.1.5. Elementele procesului de achiere.

Viteza de achiere relativ v este viteza de micare a muchiilor tietoare ale dinilor pe traiectoria absolut de tiere. Acesta se determin n orice moment al procesului de tiere cu relaia:

[m/s],(3.33)

n care:

r - este lungimea manivelei r=H/2;(3.34)

unghiul dintre biel i linia puntelor moarte ale volantului;

raportul dintre lungimea manivelei i a bielei, =r/l.(3.35)

Viteza medie de achiere se obine prin integrarea funciei vitezei la un moment dat la rotirea manivelei de la 0 la 180 i rezult:

(3.36)

sau

[m/s].(3.37)

Un alt factor important al procesului de tiere l reprezint avansul pe dinte uz. Acesta se calculeaz astfel:

pentru avansul buteanului la cursa ascendent, intermitent i continuu

[mm];(3.38)

pentru avansul buteanului la cursa descendent ()

[mm],(3.39)

n care:

p este pasul dinilor pnzelor n mm;

H cursa cadrului cu pnze n mm;

un avansul buteanului la o rotaie complet a arborelui cotit (la o curs dubl a cadrului cu pnze), n mm/rot.

Mrimea avansului la o curs se calculeaz cu relaia:

[mm/rot],(3.40)

n care:

u este viteza de avans a buteanului, n m/min.

n procesul de achiere, la o pnz taie simultan un numr de dini, dat de relaia:

(3.41)

n care: h este nlimea de tiere (nlimea tieturii), n mm.

Puterea necesar achierii P, se calculeaz pe baza relaiei generale:

,(3.42)

n care;

K este rezistena specific de achiere n daN/mm2;

b limea de tiere, lrgimea tieturii; b=g+2c, n care g este grosimea pnzei;

c -. ceaprazul pe o parte, n mm;

u avansul buteanului n m/min, iar

- suma nlimii tieturilor efectuate de pnze, n mm.

Suma nlimii tieturilor este:

[mm],(3.43)

n care;

Dm este diametrul mediu al buteanului, n mm;

Zp numrul de pnze care taie simultan;

C coeficient care are valorile de 0,7 0,8 la debitarea pe plin i 0,9 1,0 la debitarea prismelor.

n funcie de puterea necesar achiei, se calculeaz puterea motorului pentru antrenarea gaterului, folosind relaia:

[kW],(3.44)

n care; este randamentul transmisiei de la motorul electric de antrenare la cadru cu pnze.

3.3.3.2. T(ierea cu p(nze panglic(La t(ierea cu p(nze panglic( scula are forma unei benzi continue, cu marginea din(at(, din(ii (ndeplinind func(ia unor cu(ite (nguste care ac(ioneaz( succesiv asupra lemnului, fig. 3.3.12.

Banda se (nf((oar( pe doi volan(i, cel inferior fiind volantul motor.

Lemnul este t(iat de ramura activ( a sculei (n timp ce bu(teanul avanseaz( tot timpul (avans continuu) spre scul(. Dup( efectuarea unei t(ieturi lemnul se readuce la pozi(ia ini(ial( (avans de retragere), se face divizarea cu o diviziune egal( cu grosimea cherestelei (i butucul (lemnul) efectueaz( un nou avans activ spre scul(. Fazele se repet( p(n( la terminarea debit(rii.

Acest procedeu se folose(te pentru debitarea bu(tenilor (n cherestea (i pentru industria produselor finite (pentru debitarea anumitor repere).

T(ierea lemnului cu p(nze panglic( se poate face pe trei ma(ini:

fer(str(u panglic( pentru debitarea bu(tenilor;

fer(str(u pentru spintecarea pieselor de lemn;

fer(str(u panglic( de t(mpl(rie.

Viteza de tiere reprezint viteza periferic a volanilor i are valori cuprinse ntre 25 4 5 m/s, n funcie de duritatea i proprietile abrazive ale lemnului.

Fiecare dinte al pnzei panglic taie din lemn o achie cu dimensiunea corespunztoare avansului pe dinte:

[mm],(3.45)

n care: u - viteza de avans [m/min]; p pasul dinilor [mm]; D i n sunt diametrul [mm], respectiv turaia volantului motor; v viteza de tiere [m/s].

Mrimea avansului pe dinte depinde de tipul mainii, ea fiind de 0,5 - 0,1 mm la ferstraiele panglic de tmplrie, de 0,15 - 0,7 mm la cele de spintecat i de 0,2 - 1.5 mm la ferstraiele de debitat.

Achia detaat de un dinte are grosimea , n care este unghiul cinematic, egal cu unghiul dinamic cnd direcia fibrelor coincide cu direcia avansului.

Puterea i fora de tiere se pot calcula cu relaiile generale prezentate la nceputul capitolului.

Fora de respingere Fo se calculeaz n funcie de fora de tiere, folosind relaia 1 unde m=0.2 dup o or de lucru, m=0,3 dup dou ore de lucru i m=0,4 dup trei ore de lucru. Aceast for acioneaz asupra pnzei panglic dup un plan de rigiditate redus, tinznd s devieze zona tietoare a pnzei din planul de tiere. Aceste devieri produc variaia grosimii piesei de cherestea pe lungime i micoreaz productivitatea mainii.

Dantura pnzelor panglic influeneaz n mod hotrtor procesul de tiere. Ea trebuie s asigure parametri dinamici minimi, durabilitatea ridicat a tiurilor dinilor, viteze de avans mrite, consum minim de pnze panglic, precum ascuire uoar. Forma danturii este dependent de parametri geometrici ai acesteia, valorile respective fiind n funcie de scopurile tehnologice. La debitarea speciilor tari, dantura trebuie s asigure o stabilitate lateral mare, deoarece forele de tiere sunt ridicate.

La debitarea speciilor moi dantura trebuie s asigure ntre dini goluri, suficient de mari pentru a putea nmagazina i transporta achiile tiate cu un consum minim de energie, avnd n vedere c vitezele de avans la tierea acestor specii sunt mari.

Mrimea vitezei de avans n funcie de suprafaa golului dintre dini se determin cu relaia:

[m/min],(3.46)

n care: Ag este suprafaa golului dintre dini [mm]; h nlimea de tiere [mm]; - coeficientul ce caracterizeaz densitatea achiilor n golul dintre dini i are valori de 1,3 - 1,45 la tierea rinoaselor i 1,8 - 1,85 la tierea foioaselor.

Precizia de tiere la grosime a cherestelei este influenat pe lng regimul de achiere i de deformaia buteanului debitat precum i de mrimea jocului dintre pnz i suprafeele interioare ala ghidajelor, fiind considerate valori optime jocurile care nu depesc 0.15 mm ntr-o parte.

3.3.3.3. T(ierea lemnului cu p(nze circulare

T(ierea lemnului cu p(nze circulare se efectueaz( pe fer(straie circulare.

Scula este o p(nz( rotund( cu periferia din(at( (i execut( o mi(care de rota(ie continuu(. Lemnul execut( o mi(care de avans continuu spre p(nza t(ietoare, fig. 3.3.13.

Se pot executa t(ieri (n lungul fibrei (debit(ri, spintec(ri, tiviri), t(ieri transversal (retez(ri) sau t(ieri sub un anumit unghi. Viteza de tiere este viteza periferic a tiului dinilor pnzei circulare. Mrimea acesteia este cuprins ntre 25 i 100 m/s, depinznd de natura lemnului care se taie i anume: lemn masiv, v= 60...100 m/s; lemn lamelat, placaje, panele, plci din achii i fibre, v=40...80 m/s; lemn presat cu densificare i materiale duroplaste, v=35...60 m/s; iar la materiale termoplaste v= 25...45 m/s.

Avansul pe dinte este raportul dintre avansul la o rotaie complet a pnzei circulare i numrul de dini z al acestuia:

, [mm].(3.47)

n timpul tierii, lemnul este n contact cu zona dinat a pnzei de lungime l, corespunztoare unghiului i se calculeaz cu relaia:

, [mm].(3.48)

n procesul de achiere numrul dinilor cu care pnza taie simultan este:

.(3.49)

Curbele descrise de tiul dinilor sunt de form elicoidal, caracterizate prin ecuaiile:

(3.50)

Grosimea achiei a se schimb continuu, astfel: la intrarea dintelui n lemn, , iar la ieirea acestora grosimea este maxim, .

Grosimea medie a achiei este la jumtatea lungimii l i are valoarea: sau [mm].(3.51)

Deoarece grosimea achiei variaz de-a lungul nlimii de tiere, fora de tiere pe un dinte este o mrime variabil. n calcule se utilizeaz fora medie de achiere pe dinte, care corespunde grosimii medii a achiei:

[daN].(3.52)

Fora medie de achiere a unei pnze circulare se poate determina prin efectuarea produsului dintre fora medie pe dinte i numrul de dini care taie simultan.

Sculele folosite sunt pnze circulare al crei diametru exterior se alege n funcie de parametrii constructivi ai mainii unelte i de dimensiunile materialului de prelucrat. Ele trebuie s aib valori minime. Aceasta conduce la urmtoarele avantaje: reducerea forelor de tiere, mbuntirea calitii suprafeelor prelucrate i posibilitatea folosirii unor grosimi i ceaprzuiri mai mici.

Pnzele cu diametru mai mic sunt mai stabile n procesul de tiere, dect cele cu diametru mai mare.

Grosimea pnzei determin, la rndul ei stabilitatea lateral a sculei, cantitatea de lemn transformat n rumegu i consumul de energie electric.

Pnzele circulare pot fi:

- pnze circulare de grosime egal;

- pnze circulare armate cu carburi metalice;

- pnze circulare conice;

- pnze circulare nguste.

Pnzele circulare de grosime egal se utilizeaz n procesul de debitare i prelucrare a lemnului, la spintecri, secionri i retezri. Forma i geometria danturi acestor pnze se poate vedea n fig. 3.3.14.

Pasul i nlimea dinilor se stabilesc n funcie de grosimea pnzei, iar relaiile de dependen variaz n raport cu felul tierii. La tiere transversal, forele de tiere sunt mai mari i detaarea achiilor mai dificil. Rezult aadar, numrul de dini i stabilitatea lateral a acestora trebuie s fie mai mari dect la danturile pentru tierile longitudinale.

- pnze circulare nguste.

Pnzele circulare de grosime egal se utilizeaz n procesul de debitare i prelucrare a lemnului, la spintecri, secionri i retezri. Forma i geometria danturi acestor pnze se poate vedea n fig. 3.3.14.

Pasul i nlimea dinilor se stabilesc n funcie de grosimea pnzei, iar relaiile de dependen variaz n raport cu felul tierii. La tiere transversal, forele de tiere sunt mai mari i detaarea achiilor mai dificil. Rezult aadar, numrul de dini i stabilitatea lateral a acestora trebuie s fie mai mari dect la danturile pentru tierile longitudinale.

Pnzele circulare armate cu carburi metalice sunt prevzute pe faa de degajare a dinilor cu plcue din carburi metalice. Forma danturi este diferit, n raport cu felul i calitatea tierii. Un exemplu se poate vedea n fig.3.3.15. Aceste pnze se folosesc la tierea materialelor dure ca: lemn stratificat, lemn stratificat densificat, plci mixte din lemn i folii metalice etc.

Pnzele circulare conice se folosesc la operaiile de spintecare deoarece asigur urme de tiere mai mici dect pnzele circulare de grosime egal.

Pnzele circulare nguste se caracterizeaz prin micorarea grosimii pnzei, de la periferie spre centru. Aceste pnze se mai numesc i pnze rindeluitoare, datorit calitii superioare a suprafeelor prelucrate.

3.3.3.4. Rindeluirea lemnului.

Rindeluirea este o operaie de frezare cu arbori portcuite i este folosit la ndreptare. La aceste scule, cuitele se monteaz pe arborii de lucru a cror construcie este foarte diferit, n funcie de felul operaiei, de form i numrul cuitelor. Diametrul lor este cuprins ntre 100 i 160 mm. Unghiul de degajare este determinat de nclinaia feelor de degajare ale cuitului fa de raza ce trece prin vrful tiului fig. 3.3.16. i se determin cu relaia:

.(3.53)

Unghiul de aezare este de 20 - 25, iar cel de ascuire de 30 pentru specii moi, de 35 pentru specii tari, de 45 pentru plci din achii de lemn cu densitatea sub 0,69 g/cm3 i de 55 - 60 pentru plci cu densitatea de peste 0,7 g/cm3.Cuitele se construiesc din oel aliat, iar cele groase se armeaz cu plcue din oel bogat aliat sau din carburi metalice.

Condiiile de baz ale unei montri corecte ale cuitelor pe arborii rotitori sunt urmtoarele: cuitele trebuie s fie fixate sigur pe arbori i s adere complet pe pereii locaurilor; muchia tietoare a cuitului s depeasc periferia arborelui rotativ cu o mrime cuprins ntre 0,75 - 1,0 mm; tiul tuturor cuitelor care se fixeaz pe un arbore trebuie s descrie aceeai suprafa cilindric; s se monteze i demonteze rapid; locaurile n care se monteaz cuitele s fie ct mai nchise, pentru reducerea zgomotului.

Construcia arborilor portcuite este determinat de construcia i destinaia mainii i depinde de forma lor, de numrul de cuite i de posibilitile de fixare.

3.3.3.5. Frezarea lemnului.

Frezarea se folose(te pentru a da pieselor din lemn dimensiunile (i forma dorit(.

T(ierea lemnului se produce prin ac(iunea t(i(ului frezelor asupra lemnului, sculele efectu(nd o mi(care de rota(ie.

Viteza de t(iere variaz( (ntre 30 - 90 m/s (n func(ie de natura materialului de prelucrat. Schema prelucr(rii prin frezare se poate urm(rii (n fig. 3.3.17.

Mrimea avansului pe dinte se calculeaz analog ca la tierea cu pnze circulare.

n timpul frezrii, fiecare ti descrie un unghi de contact ntre scul i lemn a crei mrime depinde de D al frezei i de adncimea de achiere h, adic:

.(3.54)

Lungimea achiei detaate de un dinte este lungimea corespunztoare arcului i se poate calcula.

Pe lungimea l a achiei, grosimea acesteia variaz de la o valoare minim n momentul intrrii cuitului n material, pn la o valoare maxim corespunztoare ieirii cuitului n lemn.

Grosimea medie a achiei corespunde unghiului i este :

.(3.55)

Grosimea maxim a achiei este aproximativ de dou ori mai mare dect grosimea medie ().(3.56)

Se poate calcula fora de frezare i puterea de tiere.

Sculele folosite pentru frezarea lemnului sunt frezele simple sau complexe, capete de frezat i arborii portcuite. Frezele pot fi cu dini detalonai sau cu dini frezai. Frezele cu dini detalonai au o fa de aezare a dintelui construit dup o curb detalonat cu mrimea:

,(3.57)

unde: z este numrul de dini, iar unghiul de aezare. Frezele detalonate asigur pstrarea constant a profilului sculei n seciune radial i a unghiului de aezare, aceste freze folosindu-se pentru executarea profilelor.

Frezele cu coad sunt scule caracteristice pentru mainile de frezat prin copiere. Specificul acestora este diametrul lor mic i turaia mare cu care lucreaz, ajungnd pn la 24000 rot/min.

Frezarea lemnului prin copiere.

Frezarea prin copiere se folose(te la executarea produselor speciale ca:

instrumente muzicale, calapoade, forme pentru turnare, (.a. Frezarea prin copiere se poate efectua:

a) - cu sistem automat de urm(rire;

b) - fr sistem automat de urmrire.

Schema frez(rii prin copiere f(r( sistem de urm(rire se poate vedea (n fig. 3.3.18.

Se consider ablonul s dup care trebuie s se prelucreze piesa P cu ajutorul sculei S. Palpatorul p, fixat rigid n capul de copiat 1, are rolul de a urmrii conturul ablonului, astfel nct scula legat de palpator, s prelucreze un contur

asemntor. n acest scop trebuie s se imprime capului de copiat micri corespunztoare sensurilor I i II. ntre capul de copiat i suportul 2 al sculei exist legtura mecanic 3, astfel c suportul mpreun cu scula execut aceleai micri ca i capul de copiat mpreun cu palpatorul.

Comanda i acionarea micrilor capului de copiat se pot realiza manual sau cu ajutorul unui motor electric, al unei contragreuti sau al unui dispozitiv hidraulic.

Dup( direc(ia de frezare (n raport cu fibrele lemnului care se prelucreaz( se deosebe(te:

frezare transversal(;

frezare longitudinal(.

Frezarea transversal se efectueaz prin rotirea frezei i prin avansul ei transversal u1 imprimat de piesa copier. Axa de rotaie a frezei este paralel cu axa de rotaie a piesei. Frezarea de copiere transversal poate fi cu sau fr avans longitudinal.

La frezarea fr avans longitudinal lungimea cuitelor frezei este mai mare sau egal cu lungimea piesei, fig. 3.3.19.a. Acest sistem se folosete la frezarea pieselor care au mai mult de dou planuri de simetrie longitudinale.

Frezarea de copiere transversal cu avans longitudinal u, fig. 3.3.19.b, se folosete la piesele de orice form. Se pot freza zone care sunt convexe sau concave, cu raze de curbur longitudinale sau transversale.

Frezarea de copiere longitudinal, fig. 3.3.19.c, se caracterizeaz prin rotaia piesei, rotaia frezei, avansul transversal u1 imprimat frezei de ablon i avansul longitudinal u al frezei sau a piesei, paralel cu axa de rotaie a piesei.

Suprafeele cu profil complex se frezeaz prin copiere cu freze sferice, fig. 3.3.19.d. Frezele au un avans transversal u1 primit de la ablon i dou avansuri perpendiculare u2 i u3. Acest sistem, se folosete, ndeosebi, la prelucrarea instrumentelor muzicale i la piese decorative.

3.3.3.6. Burghierea lemnului

G(urirea sau burghierea este frecvent (nt(lnit( (n industria lemnului la (mbin(ri cep - scobitur( rotunde. Forma g(urilor fiind cilindric( este nevoie de mi(carea de rota(ie (i concomitent de mi(carea de transla(ie.

Cele dou( mi(c(ri, execut(ndu-se simultan, fig. 3.3.20, transmit unui punct de pe t(i( o traiectorie elicoidal( care se exprim( prin ecua(iile:

(3.58)

unde:

r - este raza cercului descris de punctul considerat, (n mm;

( - este unghiul de referin(( (n radiani.

Pentru asigurarea eliminri achiilor fr frecare, pe msura formrii lor, canalele de evacuare trebuie s fie realizate dup o elice. Traiectoriile elicoidale descrise pe diferite puncte ale muchiei tietoare, n timpul achierii, reprezint liniile de achiere ale sculei. Ea formeaz o suprafa elicoidal, fig. 3.3.20.a. Definit ca suprafa de achiere, planul tangent la aceast suprafa este planul de achiere.

Viteza tangenial a unui punct oarecare de pe ti este viteza de tiere i se calculeaz cu relaia:

[m/s],(3.59)

n care: este raza punctului respectiv, n mm.

Mrimea vitezei de tiere depinde de specia lemnului i de durabilitatea tiului dinilor, avnd valori cuprinse ntre 1,5 i 4 m/s pentru lemne specii moi i ntre 0,5 i 20 m/s pentru speciile tari.

Viteza de avans a burghiului este n funcie de turaia n a burghiului, de avans pe dinte i numrul de dini a burghiului. Avansul pe dinte are valori 0,1 - 0,15 mm pentru specii tari i de 0,4 - 1,0 mm pentru specii moi.

Geometria achiei detaate la burghiere este caracterizat prin grosimea a i limea b, precum i prin cota t i avansul pe dinte . Aceti parametri se calculeaz prin relaiile:

; ; .(3.60)

Pe cele dou tiuri ale burghiului elicoidal acioneaz fora de achiere F n direcia micrii principale, fora axial i fora de respingere . Cele dou fore principale F dau un moment de torsiune:

,[daN/mm2].(3.61)

Burghiele trebuie s ndeplineasc anumite condiii de lucru, condiii care condiioneaz construcia lor:

- zonele tietoare ale burghiului trebuie s aib parametri liniari i unghiulari optimi, n funcie de condiiile de burghiere;

- construcia burghiului s permit evacuarea liber a achiilor;

- s permit ascuirea uoar i multipl a muchiilor tietoare;

- zona tietoare trebuie s asigure dup ascuire pstrarea valorilor optime ale parametrilor burghiului;

- productivitatea burghierii s fie maxim, iar calitatea prelucrrii s corespund scopurilor tehnologice.

Cea mai rspndit scul pentru burghiere este burghiul elicoidal. Canalele de evacuare a achiilor sunt nclinate fa de axa burghiului sub un unghi care depinde de pasul p al elicei i de raza r a punctului considerat, valoare lui putnd fi calculat cu relaia:

.(3.62)

Unghiul dintre muchiile tietoare principale se numete unghi de vrf i se noteaz cu 2.

Muchia tiului transversal este nclinat sub un unghi , care reprezint unghiul ascuit dintre proiecia muchiei tiului transversal i proiecia muchiei tietoare principale pe un plan perpendicular pe axa burghiului.

Burghiele elicoidale pot avea zone tietoare n forme diferite, fig. 3.3.20.b, i depinde de direcia de burghiere:

- pentru burghiere dup direcia radial i tangenial se folosec tipul II;

- pentru burghiere n lungul fibrelor se folosete tipul I;

- pentru efectuarea locaurilor prin burghiere se folosete tipul II, III;

- pentru burghieri precise se folosete tipul IV- burghiu cu dini trasori i vrf de centrare, etc.

Pentru burghierea lemnului se dispune n prezent, de o diversitate de burghie n funcie de felul acionrii, de materialul de prelucrat i de calitatea prelucrrii.

3.3.3.7. Strunjirea lemnului

Strunjirea se folose(te la ob(inerea corpurilor de revolu(ie (i se execut( pe strunguri.

A(chierea se produce prin mi(carea relativ( a piesei (n raport cu cu(itul. Strunjirea lemnului se poate efectua (n urm(toarele patru moduri:

strunjire longitudinal(;

strunjire tangen(ial(;

strunjire radial(;

strunjire cu desf((urarea cu(itului.

3.3.3.7.1. Strunjire longitudinal, la care tiul cuitului se afl la nivelul axei de rotaie a piesei, iar cuitul se deplaseaz n lungul acesteia, fig. 3.3.21.a, b. Strunjirea longitudinal poate fi de degroare i de finisare. Strunjire de degroare se efectueaz cu cuite avnd tiul rotund i care au raza de 5 - 35 mm. Suprafaa rezultat prezint ondulaii dispuse dup o curb elicoidal. Strunjirea de finisare se execut cu cuite avnd tiul drept sau nclinat sub un unghi de 25 - 45 fa de axa de rotaie a piesei de lemn.

3.3.3.7.2. Strunjirea tangenial, fig. 3.3.21.c, d, e, care pot fi cu avans longitudinal al cuitului, cnd tiul care formeaz suprafaa piesei se deplaseaz paralel cu axa de rotaie a acestuia i este tangent la conturul piesei de lemn, fig. 3.3.21.c.

Strunjirea tangenal poate fi cu avans longitudinal al piesei i cu rotirea cuitelor, fig. 3.3.21.d, sau cu avans transversal, fig. 3.3.21.e. La strunjirea tangenial cu avans transversal tiul cuitului poate fi dispus paralel cu axa de rotaie a piesei, fig. 3.3.21.e, sau nclinat fa de aceasta, fig. 3.3.21.f.

3.3.3.7.3. Strunjirea radial la care tiul cuitului se afl la nivelul axei de rotaie a piesei i se deplaseaz dup direcia radial. Strunjirea radial prezentat n fig. 3.3.21.g, se folosete la prelucrarea capetelor de lemn, iar cea din fig. 3.3.21.h, se utilizeaz pentru obinerea pieselor de lungimi relativ reduse.

3.3.3.7.4. Strunjire cu desfurarea cuitului, fig. 3.3.21.i, la aceast form de strunjire piesa primete o micare de rotaie, iar cuitul, care este un ti cu contur complex, se deplaseaz longitudinal fa de axa de rotaie a piesei i se rotete (se desfoar) n plan orizontal.

Cele mai frecvente moduri de strunjire a lemnului ntlnite n practic sunt strunjirea longitudinal i strunjirea tangenial.

Viteza de strunjire depinde de calitatea suprafeei ce se urmrete a fi obinut prin prelucrare, de specia lemnului i de durabilitatea tiului cuitului. Ea se calculeaz cu relaia:

[m/s]. (3.63)

Sculele folosite la strunjirea lemnului, n funcie de destinaie i de modul de fixare pot fi: cuite cu fixare manual, cuite cu fixare mecanic i cuite pentru capete rotative de strunjit. Oricare din aceste trei categorii de cuite pot fi de degroare sau de finisare. Cuitele de strunjit manuale cu ti rotund se folosesc pentru strunjire de degroare, asigurnd condiii optime de lucru la detaarea achiilor cu grosimi mari.

Cuitele cu ti nclinat se folosesc pentru prelucrarea de finisare a pieselor i au unghiul de nclinare de 70 - 80.

Unghiul de ascuire este de 20 - 30 pentru lemn de specii moi i de 30 -35 pentru specii tari. Cuitul cu ti unghiular se folosete pentru strunjirea zonelor unghiulare, unghiul tiului avnd diferite valori.

Geometria cuitului pentru strunjirea mecanic cuprinde unghiuri de form (constructive) ale prii active, diferit de cele pe care cuitul le capt n procesul de achiere.

Unghiurile se dau cuitului prin construcie i prin ascuire. Aceste unghiuri se consider n raport cu un sistem de referin constructiv, n care axele OZ i OY coincid cu direciile de avans.

Dup cum se poate vedea n fig. 3.3.22, parametri geometrici constructivi sunt: unghiul de degajare constructiv , unghiurile de aezare constructive i 1, unghiurile de ascuire constructive i 1, unghiul de nclinare i unghiurile de atac i 1.

Geometria cuitului la strunjirea tangenial difer de cea folosit la strunjire longitudinal, prin existena unghiului de montaj al feei de aezare o i al feei de degajare o.

La strunjirea lemnului fora F generat n procesul de achiere se descompune n trei componente, fig. 3.3.23: fora principal de achiere Fz, fora axial Fx i fora radial Fy. Valorile minime ale forelor de achiere la strunjirea cu avans mecanic rezult pentru unghi de aezare de 12 - 15. Valorile optime ale unghiului de ascuire sunt cele de 21 - 34, iar pentru unghiul de achiere =33...46.

Calitatea suprafeei strunjite depinde de numeroi factori, dintre care se menioneaz nlimea asperitilor, fig. 3.3.24 i se determin cu dou formule:

- dac raza de rotunjire a tiului cuitului este egal cu zero:

;(3.64)

- dac raza de rotunjire r a cuitului este diferit de zero, fig. 3.3.24.b, rezult c nlimea teoretic a asperitilor se calculeaz astfel:

.(3.65)

Pentru stabilirea parametrilor optimi la strunjire se pot folosii anumite nomograme construite pe baza datelor experimentale.

3.3.3.8. D(ltuirea lemnuluiD(ltuirea lemnului este opera(ia prin care se ob(in diferite scobituri dreptunghiulare sau de alte forme (n piesele de lemn. Aceste scobituri sunt necesare pentru mbin(ri de obicei nedemontabile.

Procedeul de d(ltuire se efectueaz( cu ajutorul unei scule (n form( de dalt(, ce execut( o mi(care rectilinie alternativ(, iar piesa efectueaz( o mi(care de transla(ie prin fa(a sculei a(chietoare.

Dlile pot fi groase i late.

Dlile groase - se folosesc pentru executarea scobiturilor adnci, necesare diferitelor mbinri cu cepuri. Ele se compun dintr-o lam de oel, cum se poate vedea n fig. 3.3.25.a. Tiul are limea de 5 - 20 mm i rezult prin ascuirea lamei, pe partea cu canalul mai ngust, la un unghi de 25 - 30. Dlile se monteaz ntr-un mner de lemn, fiind prevzute cu un guler n care se sprijin mnerul.

Dlile late se folosesc pentru executarea scobiturilor de mic adncime, precum i la fasonarea lemnului, fig. 3.3.25.b. Lama lor subire, de 3 - 6 mm, are limea de 5 - 50 mm i lungimea de 120 - 205 mm. Canturile lamei pot fi drepte, teite sau cu spatele unghiular, iar tiul este ascuit la un unghi de 25 - 30.

Greutatea ciocanelor folosite la lovirea n mnerul dlilor trebuie s fie n raport cu mrimea dlii i felul operaiei de dltuire.

3.3.3.9. T(ierea plan(La t(ierea plan( lemnul se debiteaz( sub forma unei a(chii (furnir) de grosime uniform(.

T(ierea plan( se realizeaz( prin deplasarea rectilinie alternativ( a cu(itului (i a barei de presiune (i prin mi(carea intermitent(, pe vertical( a piesei de lemn cu o cot( egal( cu grosimea furnirului, fig. 3.3.26.

La fiecare curs dubl a cuitului se detaeaz o achie numit furnir, de grosime uniform i egal cu avansul la o curs . Micarea rectilinie-alternativ este generat de un mecanism biel-manivel.

Numrul de curse duble pe minut variaz ntre 16 i 32, valoarea superioar fiind limitat de mrimea forelor de inerie dezvoltate de ansamblul cuit-bar de presare n micarea rectilinie-alternativ.

Viteza medie de tiere variaz ntre 0,4 i 1,0 m/s, pentru grosimi de furnir cuprinse ntre 0,3 i 5 mm.

ntruct micarea de achiere este generat de un mecanism biel-manivel, iar tierea se efectueaz numai la o curs, se deosebesc fora real i fora medie. Fora real Fr este produsul dintre lucru specific de achiere i seciunea transversal a achiei . Fora medie de achiere este de dou ori mai mic dect cea real, iar puterea de achiere se calculeaz n funcie de fora medie i de viteza de tiere vm.

Cuitele utilizate pentru tierea plan a furnirelor sunt placate cu oel mediu aliat, ca i cele pentru derulare. n funcie de specia lemnului tiat unghiul de ascuire variaz ntre 16 i 19, valorile mici fiind utilizate pentru debitarea speciilor moi. Unghiul de aezare are valori cuprinse ntre 0,5 i 1,5, valorile superioare fiind pentru specii tari. Cu rezultate bune pot fi folosite i cuitele cu faet.

Bara de presare are o muchie teit sub un unghi de 70 - 80. Aceasta poate avea muchia rotunjit sau cu o fant de presare de 2 - 3 mm. Rezultanta forei de apsare a barei de presiune trebuie s treac prin tiul cuitului.

Gradul de presare a furnirului se poate calcula i are mrimea 10 30 %, valorile superioare fiind utilizate pentru furnire groase. Un grad de presare mai mic provoac despicarea lemnului, iar unul prea mare provoac deformaii remanente ale lemnului.

Poziia barei de presare fa de tiul cuitului se stabilete prin distanele e i eo, care se determin cu ajutorul relaiilor:

(3.66)

i

.(3.67)

3.3.3.10. Derularea

La opera(ia de derulare butucul de lemn execut( o mi(care de rota(ie (n jurul axei sale, fig. 3.3.27.a. La un avans constant u (i la o rota(ie continuu( a butucului rezult( o a(chie continuu( (furnir), av(nd grosimea a constant( (i egal( cu avansul pe o rota(ie, . Traiectoria descris de tiul cuitului la derulare este o curb de forma spiralei lui Arhimede, a crei ecuaie este:

.(3.68)

Viteza de achiere este rezultanta vitezei de tangeniale i a vitezei normale .(3.69)

Ea se calculeaz cu relaia: .(3.70)

Dac se consider c raportul este neglijabil fa de se obine viteza de achiere . La o vitez unghiular constant, viteza de achiere variaz liniar n funcie de raza butucului . Pentru ca procesul de tiere s decurg n condiii normale, trebuie ca viteza de tiere s fie constant, caz n care viteza unghiular variaz dup relaia , care reprezint ecuaia unei hiperbole, dup cum se poate vedea i din fig. 3.3.27.b.

Avnd n vedere ca ,rezult c pentru meninerea constant a vitezei de achiere, turaia butucului trebuie s varieze conform relaiei anterioare.

Calitatea furnirului este influenat de poziionarea cuitului fa de butuc. O valoare mare a unghiului de tiere determin mrirea rugozitii i micorarea rezistenei mecanice a furnirului. Pentru obinerea unui unghi de tiere mic se alege unghiul minim de ascuire, care asigur durabilitatea cuitului (=18...23) i un unghi optim de aezare. Un unghi de aezare mic determin o presiune radial mare ntre faa