Mariana Domnica STANCIU

Transilvania University of Brasov, Dep. Of Mechanical Engineering B-dul Eroilor 29, Brasov, 500036, Romania

mariana.stanciu@unitbv.ro

“Soluții integrative de

creștere a performanței

economice prin

optimizarea

proprietăților rigido-

elastice și stabilității

structurale a chitarelor de

fabricație românească –

SINOPTIC, contract

BG85/2016

O2. Analiza structurală și funcțională a chitarelor pentru

captarea influenței diferiților parametri asupra instabilității

structurale a chitarelor

2.1. Analiza cantitativă de apariție a deformației – distribuția

statistică în timp (numărul pieselor cu defecte în decursul unei

anumite perioade de timp)

2.2. Testarea structurilor de chitară pentru stabilirea timpului

în care deformația devine stabilă (de la ieșirea din producție a

pieselor conforme și până la apariția deformației și

stabilizarea ei)

2.3. Analiza conformității reperelor din structura chitarei pe

fluxul tehnologic (verificarea dimensională, planeitatea și

conținutul de umiditate a lemnului pentru un lot

reprezentativ de repere ca structuri individuale, iar pe baza

trasabilității pe flux, vor urmări în ce etapă aceste repere

asamblate își modifică proprietățile rigido-elastice).

7

10

8

10

11

Analizând valorile medii ai acestor parametrii pe fluxul tehnologic (Fig. 2.1.4 a și b), se

constată că există o variație de temperatură între sectoare de 2-4 grade C, respectiv de

maxim 10% RH. Raportate la valorile medii ale condișiilor normale (T=22°C, RH=65%), se

poate aprecia faptul că temperatura medie înregistrată în sectoarele de producție se

încadrează în limitele 212°C, însă umiditatea relativă a aerului, chiar și în cazul valorilor

maxime, este sub nivelul normal (valoarea medie ajungând la 3510%).

2120

22 2221

20

14

16

18

20

22

24

26

28

Te

mp

era

tura

C

(1

2.1

0-3

0.1

1.2

01

6)

Maxim

Media

Minim

3840

30 30

39

35

14

19

24

29

34

39

44

49

54

59

Um

iditate

a rela

tivă a

aeru

lui

%(1

2.1

0-3

0.1

1.2

01

6)

Maxim

Media

Minim

7,57,8

6,2 6,2

7,67

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Um

idit

ate

a r

de

ec

hilib

ru a

le

mn

ulu

i c

alc

ula

t, %

(12

.10

-30

.11

.20

16

)

Maxim

Media

Minim

•s-a constatat că în fabrică valoarea medie

a umidității relative a aerului este de

aproximativ 40%,

• iar conținutul de umiditate a lemnului de

aproximativ 5-7%.

• Din punct de vedere al corelației

umiditate relativă a aerului și umiditatea

de echilibru al lemnului, acest aspect este

corepsunzător;

există o diferență de aproximativ 20-30% între umiditatea relativă a aerului din zona

geografică a beneficiarului și umiditatea relativă a aerului din fabrică ceea ce implică

tendința lemnului de a absorbi umiditate din atmosferă pentru a ajunge la umiditatea de

echilibru (de la 6-7% la 9-10%). Acest fapt a fost constatat în cazul tuturor retururilor care

au fost verificate calitativ și înregistrare în evidența fabricii și care dețineau eticheta

producătorului (pe etichetă fiind trecută masa instrumentului la ambalare). S-a constatat că

masa instrumentului a crescut cu aproximativ 2-3% acest lucru evidențiind tocmai variația

umidității de echilibru al lemnului. Se poate aprecia că în spațiul de depozitare umiditatea

relativă a aerului a fost de aproximativ 60-65%, iar temperatura de aproximativ 18-20°C.

Analiza corelației dintre conținutul de umiditate a lemnului din structura chitarei și

umiditatea relativă a aerului în spațiul de depozitare

6-7%

9-10% Dresden, GER

January 77

February 73

March 65

April 57

May 55

June 56

July 58

August 58

September 62

October 68

November 76

December 79

φrel. 65,33

U lemn [%] 11,80

Pentru interior se aplică o corecție de 5...10%,

rezultând o umiditate relativă de aproximativ 55%,

deci un conținut de umiditate a lemnului de 9-10%.

Diagrama Keylwerth şi Noack, 1964

7

10

8

10

11

A

B

C

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

12

3

4,233 5,6675,037

5,2174,980

5,223

5,107 5,347 5,523

Valo

are

a m

edie

a c

onținutu

lui de

um

idit

ate

[%

]

Poziția reperelor pe înălțimea stivei

A

B

C

UmidometruHORA

A

B

C

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

12

3

5,420 6,5936,370

6,307

5,587

6,630

5,947 6,470 6,803

Valo

are

a m

edie

a c

onținutu

lui de

um

idit

ate

[%

]

Poziția reperelor pe înălțimea stivei

A

B

C

Umidometru Univ

De ce umiditatea finala a probelor după condiționare este de 5-6%

comparativ cu umiditatea finală setată în program (10%)?

Este programul de uscare optim?

7

10

8

10

11

S-a urmărit conformitatea structurilor de chitară din etapa de păsuire și până în etapa de

montaj/ambalare. Astfel, s-au luat în studiu 22 chitare (4/4, cu gât de paltin și tastiera

din sonokeling (19 chitare), cu tastieră fag termotratat (2 chitare) si cu tastiera din

salcam (1 chitara) ce au fost urmarite pe fluxul tehnologic din punct de vedere al

conformității și trasabilității proprietăților rigido-elastice.

b)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U1 U2 U3

Um

idit

ate

(%

)

Umiditatea

Umiditati Măsurare 1Punct de control 7/Păsuire

2 4 7 9 15 19

0

2

4

6

8

10

12

14

16

U1 U2 U3

Um

idita

te (%

)

Umiditatea

Umiditati Măsurare 1Punct de control 7/Păsuire

3 5 6 8 10 11

13 14 17 21 22

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

Praguș Tasta 12 Cordar

Săgeata

, mm

Punct de măsurare

Masuratoare 1Punct de control 7 (Păsuire)

1 2 4 7 9 15 19

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Praguș Tasta 12 Cordar

Săgeata

, mm

Punct de măsurare

Masuratoare 1Punct de control 7 (Păsuire)

3 5 6 8 10 11 13 14 17 21 22

0 0 00

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

Praguș Tasta 12 Cordar

Săgeata

, mm

Punct de măsurare

Masuratoare 1Punct de control 7 (Păsuire)

12 16 18 20

b)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U1 U2 U3

Um

idit

ate

(%

)

Umiditatea

Umiditati Măsurare 1Punct de control 7/Păsuire

12 16 18 19 20

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

Praguș Tasta 12 Cordar

Defo

rmații (m

m)

Zonă

Măsurătoarea 2Punctul de control 8/Lăcuire

12L 16L 18L 20L 12 16 18 20

a) chitarele care inițial erau drepte (conforme) au

înregistrat încovoieri pozitive după lăcuire (săgeata

ajungând la vmax=0,3 mm; vmin=0,12 mm)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Praguș Tasta 12 Cordar

Defo

rmații (m

m)

Zonă

Măsurătoarea 2Punctul de control 8/Lăcuire

1L 2L 4L 7L 9L15L 19L 1 2 47 9 15 19

b) deformațiile inițiale la chitarele cu încovoiere pozitivă (din

faza de păsuire) au crescut în general cu aprox. 100%

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Praguș Tasta 12 Cordar

Defo

rmații (m

m)

Zonă

Măsurătoarea 2Punctul de control 8/Lăcuire

5L 6L 8L 10L 11L 13L 14L 17L 22L 5

6 8 10 11 13 14 17 21 22

c) deformația chitarelor după lăcuire care inițial prezentau încovoiere negativă (se constată

că în zona cordarului săgeata a ajuns la valoarea 0 în majoritatea cazurilor, înregistrându-se

o ușoară încovoiere pozitivă la tasta 12)

-0,02

0

Praguș Tasta 12 Cordar

Săgeata

(mm

)

Zonă

Măsurătoarea 3/După aplicarea gradațiilor

1 4 9 12 15 16 20

a) chitare conforme în etapa de

montaj (31% din lotul verificat)

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

Praguș Tasta 12 Cordar

Săgeata

(mm

)

Zonă

Măsurătoarea 3/După aplicarea gradațiilor

2 5 6 7 8 10 11

13 14 17 18 19 21 22

b) chitare deformate după etapa de aplicare a

gradațiilor pe tastieră (3 prezintă încovoiere negativă;

11 chitare încovoiere pozitivă); (68%)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Praguș Tasta 12 Cordar

Săgeata

(mm

)

Zonă

Măsurătoarea 4/După aplicarea cordarului

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16

17 18 19 20 21 22

-După operația de asamblare, distribuția abaterilor de la planeitate arată că

61% din chitare au abaterea de până la 1 mm (valoarea admisa conform

criteriilor de calitate – deci conforme);

-După operația de finisare, 97% din probe au înregistrat abateri sub 1 mm în

zona prăgușului

-Se observă că se păstrează aceeeași tendință a abaterii – în zona prăgușului

Durata T=30 zile (T1:28.07.2017; T2: 28.08.2017);

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Va

loa

rea

ab

ate

rii

de

la

re

ctilinitate

si pla

neitate

a g

âtu

lui,

[mm

]

28.07.

28.08.

Proba 12

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Va

loa

rea

ab

ate

rii

de

la

re

ctilinitate

si pla

neitate

a g

âtu

lui,

[mm

]

28.07.

28.08.

Proba 1

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Va

loa

rea

ab

ate

rii

de

la

rectilin

itate

si pla

neitate

a g

âtu

lui,

[mm

]

28.07.28.08.

Proba 2

Proba 1,

vmax=0.005 mm/zi

Ipoteză: peste 24 luni (720 zile)

Vmax=3,6 mm/zi

COD 0 COD 1 COD 2 COD 3

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

72 ore 72 ore 48 ore 24 ore 24 ore 72 ore 24 ore 24 ore 24 ore 24 ore 72 ore 24 ore 24 ore 24 ore

40% 40% 65% 65% 65% 65% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 40% 40%

Valo

are

a m

edie

a d

ifere

nțe

i de

masă m

ăsura

tă la inte

rvale

succesiv

e, în c

ondiții c

lim

atice

imp

us

e,

m [g

]

Cod 0 Cod 1 Cod 2 Cod 3

Obiectivul testului: determinarea vitezei de deformație a gâtului de chitară cu diferite bare de

ranforsare în condițiile varierii umidității relative a aerului

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

72 ore 72 ore 48 ore 24 ore 24 ore 72 ore 24 ore 24 ore 24 ore 24 ore 72 ore 24 ore 24 ore 24 ore

40% 40% 65% 65% 65% 65% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 40% 40%

Va

loa

rea

me

die

a v

ite

ze

i d

e

um

flare

și contragere

a lem

nulu

i

din

sstructu

ra g

aâtu

lui de c

hitară

în c

ondiții c

lim

atice im

puse,

v

[g/o

re]

Cod 0 Cod 1 Cod 2 Cod 3

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

Initial 40% 40% 65% 65% 65% 65% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 40% 40% 40%

Ab

ate

rea d

e l

a r

ecti

lin

itate

, [m

m] P.1.4. (paltin+salcam) C P.1.4. (paltin+salcam) B P.1.4. (paltin+salcam) A

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Initial 40% 40% 65% 65% 65% 65% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 40% 40% 40%

Ab

ate

rea d

e l

a r

ecti

lin

itate

, [m

m] P.0.6. (mahon+salcam) B P.0.1. (cedru+abanos) C P.0.1. (paltin+salcam) C

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

Initial 40% 40% 65% 65% 65% 65% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 40% 40% 40%

Ab

ate

rea d

e l

a r

ecti

lin

itate

, [m

m]

P.2.4. (paltin+palisandru) C P.2.4. (paltin+palisandru) B P.2.4. (paltin+palisandru) A

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Initial 40% 40% 65% 65% 65% 65% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 40% 40% 40%

Ab

ate

rea d

e l

a r

ecti

lin

itate

, [m

m] P.3.13P (paltin+salcam NT) C P.3.13P (paltin+salcam NT) B P.3.13P (paltin+salcam NT) A

Controlul asupra conținutul de umiditate a lemnului din structura chitarei în toate etapele tehnologice, inclusiv la beneficiar;

Sortarea riguroasă a ametrialului lemnos;

Dezvoltare de produs – sistemul constructiv, cu verificarea și validarea ideii prin teste experimentale

Introducerea în contract a unei convenții contractuale adiționale (de ex. ”convenție pentru asigurarea calității” sau ”contract de dezvoltare a furnizorului” care să prevadă un program de prototip și un plan de control.

Dezvoltare de proces -Tehnologia de fabricație

După operația de păsuire, 68% din chitarele verificate aveau deplasări în zona prăgușului sub valoarea de 1 mm (gâtul era ușor încovoiat negativ - ”pe spate”);

După operația de finisare, 47% din instrumente aveau deformații sub 0,5 mm tot în zona prăgușului, iar sub 1 mm se înregistrau 82% din instrumente. S-a observat că atât în etapa de asamblare cât și după finisare, doar 1% (adică o singura chitară) prezenta deformații în zona tastei 12.

După planare s-a constatat că 17% din totalul chitarelor verificate prezintă deformații în zona prăgușului, 52% prezintă deformații în zona tastei 12, și 30% nu au deformații. FOC – în cadrul acestei operații se modifică rectilinitatea gâtului fie datorită mașinii (nu există ghidaje sau dispozitive precise de fixare care să asigure o operație fără erori de prelucrare), fie operatorului uman care apreciază în mod subiectiv poziția instrumentului în dispozitivele de fixare.

În cazul chitarelor montate cu tastiere cu gradații deja fixate, s-a constatat că și-au menținut modul de deformare (încovoierea gâtului în zona prăgușului) pe flux și mai mult, se poate aprecia că în medie, valorile deplasărilor s-au micșorat după finisare.

Totuși, datorită lipsei de comunicare cu operatorii umani sau a lipsei fermității/autorității noastre (sau a colegilor din fabrică participanți la test), unele chitare au intrat pe flux și nu au mai putut fi măsurate cu restul lotului.

Controlul calitativ