CC BY
66
ност клейового з'еднання. Одночасно вщбуваеться i дифузiя макромолекул ПВА у деревину, що приводить до зростання адгезшно! мiцностi клейового з'еднання. На початку випробувань швидюсть цих процесiв, очевидно, значно перевишуе швидкiсть дифузн води у клейове з'еднання i руйнування його структури, що i зумовлюе значне зростання мiцностi клейового з'еднання. Саме цей процес, очевидно, зумовлюе збшьшення адгезй клейового шва до деревини вiдповiдно, зростання мiцностi клейового з'еднання. Надалi швидюсть дифузн макромолекул ПВА у деревину значно знижуеться, а швидюсть води у клейове з'еднання залишаеться постiйною, або й зростае. Тому у подальших циклах вода, хоча i поволi, але все-таки проникае у клейове з'еднання i поступово руйнуе структуру клейового шва, що спричиняе поступове зменшення його мiцностi.
Виходячи iз результатiв проведених дослiджень, можна зробити таю висновки:
• однокомпонентт кле! на основ1 ПВА не можна експлуатувати при високш
вологосп;
• структурування нав1ть окремих компонентов кле!в на основ1 ПВАД призво-
дить до значного зростання !х водост1йкост1, термост1йкост1 та довгов1чност1.
Лiтература
1. Кшивецький Б.Я., Гупало О.П. Проблеми використання клейових з'еднань на основ! термопластичних клев// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук-техн. праць - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2001, вип. 11.2. - С. 23-24.
2. Кшивецький Б.Я., Гупало О.П. Температурно-волопсна стшкють клейових з'еднань на термопластичнш основ1// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2002, вип. 12.5. - С. 26-28.
3. Химический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - 456.
4. Фрейдин А.С. Полимерные водные клеи. - М.: Химия, 1985. - 144.
5. Фрейдин А.С., Вуба К.Т. Прогнозирование свойств клеевых соединений древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1980. - 224._
УДК 674.02:684.4-18.053 Доц. 1.М. Озармв, канд. техн. наук;
магктр М.Ю. SapiuHü1 - УкрДЛТУ
ВИКОРИСТАННЯ ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМ1НЮВАННЯ У ТЕХНОЛОГ1ЧНИХ ПРОЦЕСАХ ДЕРЕВООБРОБКИ
На 0CH0Bi аналiзу л^ературних джерел, наведено обласп устшного використання лазерного випромшювання в меблевш промисловосп. Наведено наступш схе-ми: структурна схема АЛТК, схема технолопчного процесу рiзання деревини, класи-фшащя способiв декоративного оздоблення деревини.
Doc. I.M. Ozarkiv; masterM.Yu. Zarichna- USUFWT Laser radiation usage in the technology process of woodworking industry
Analysing scientific works on the given subject the work deals with successful laser radiation usage areas in furniture production. In this article is given next schemes: scheme of the structure ALTC, scheme of the technological process carve the woods, classification means decorative embellishment woods.
1 Марта Юривна ЗАР1ЧНА
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
95
З метою покращення якостi обробки деревини, в тому чист рiзання 11, декоративно! обробки деревини (гравiрування деревини), а також для контролю якост готово! продукци в останнi роки отримали лазернi методи обробки.
Лазерш технологiчнi системи класифiкуються на таю: технолопчний лазер, лазерну технологiчну установку i лазерний технологiчний комплекс. Технолопчний лазер - це джерело лазерного випромшювання, що вщповщае заданим технолопчним вимогам i е основним компонентом лазерного техно-логiчного обладнання (хоча самостшно у промисловостi не використо-вуеться). Основною причиною останнього е те, що системи перемщення об-роблювального матерiалу (об'екту обробки) не доцшьно використовувати у поеднаннi з лазером з-за специфiчних особливостей лазерно! обробки.
Лазерна технологiчна установка (ЛТУ) - це технолопчний лазер iз зовтштм оптичним шляхом (трактом), що включае у себе систему тран-спортування та систему фокусування. Iнодi до складу ЛТУ входить також система перемщення самого об'екта обробки (наприклад, виробу при декора-тивнш обробцi деревини), яка не пов'язана з роботою лазера.
Лазернi технолопчш комплекси (ЛТК) - це комплекс, до складу якого входить лазерна технолопчна установка, споряджена додатково системою перемщення матерiалiв (об'екив обробки) або оптики, додатковим мехашч-ним оснащенням та загальною системою керування для проведення вщповщ-них технологiчних операцш. Необхiдно зазначити, що всi частини ЛТК фун-кцiонально пов,язанi мiж собою для виконання технологiчного процесу.
У випадку застосування автоматично! системи перемщення об'екта обробки (заготовок, щитових деталей, готового виробу) або оптики та наяв-ност вщповщних систем зв'язку мiж системами керування перемщенням i технологiчним лазером, така технолопчна установка вважаеться вже автома-тичним лазерним технолопчним комплексом (АЛТК).
Залежно вщ призначення i спроможностi виконувати ту чи шшу кшь-юсть операцiй все лазерне технологiчне обладнання класифжуеться на: уш-версальне, спецiалiзоване та спецiальне. Спецiалiзований технологiчний лазерний комплекс створюеться на основi одного вщпрацьованого технологiчного процесу i призначений для пiдприемств, що випускають обмежену номенклатуру виробiв великими париями.
При змiнi технологiчного процесу на новий обов'язкова часткова замша такого обладнання. Спещальш лазерш технолопчш комплекси створюються для розв'язання одиноких величезних задач, але тшьки разового використання.
Ушверсальш ЛТК i АЛТК призначеш для виконання цiлого ряду тех-нологiчних операцiй або для одночасно! обробки декiлькох деталей одразу. Як правило АЛТК використовуеться у сершному або дрiбносерiйному вироб-нищш i при змiнi технологiчного процесу чи обробщ ново! деталi вони пов-нiстю зберiгають свiй склад та основш функцi!.
За формами оброблювального матерiалу, унiверсальнi ЛТК роздшя-ються на ЛТК для просторово! обробки та ЛТК для плоско! обробки. 1з двох вище вказаних найбшьшого поширення досягли лазернi установки для плоско! обробки, яю мають 2-3 ступеш вiльностi (два з яких використовуються для основних перемщень, а третш - для корекци положення перетяжки сфо-кусованого пучка промешв вiдносно поверхнi оброблювального матерiалу.
96
Збiрник науково-технiчних праць
До складу обладнання для лазерно! обробки деревини та деревинних матерiалiв входять: технолопчш лазери, що формують лазерний промшь вщ-повiдних характеристик та допомiжнi системи (рис. 1).
Рис. 1. Структурна схема АЛТК
Для розкрою листових матерiалiв (ДВП, ДСП, фанери) використову-ють твердотiльнi та газовi лазери. У твердотiльних лазерах випромшювання генеруеться в твердому активному елемеш!, яким може бути стержень iз кристалу штучного рубiна, скла iз добавкою рiдкоземельного елемента неодима (№) або iтрiй алюмтевого гранату (1АГ) з добавкою неодиму.
У газових лазерах активним середовищем е рiзнi гази та сумiшi газiв (найчастiше двоокис вуглецю С02 iз великою вхiдною потужнiстю, вщносно високим коефiцiентом корисно! ди та стабшьними параметрами випромшю-вання). По-своему, вс технологiчнi лазери бувають iмпульсно-перiодичного та безперервного режиму генерацп випромшювання.
Необхщно зазначити, що твердотiльнi лазери iз активним рубiновим стержнем (працюють у iмпульсно-перiодичному режимi випромiнювання тривалiстю iмпульсiв 10 .„10 сек. на довжиш хвилi Х=0.69 мкм) для розкрою листових матерiалiв практично не використовуються. Щодо лазерiв (скло+Кё) i (1АГ+Кё), то в них, як активний елемент, використовуеться речо-вина, в яку шляхом легування введеш юни Кё, якi випромiнюють потiк про-менiв. Необхiдно наголосити, що середня потужшсть випромiнювання твер-дотiльних лазерiв обмежена малими лiнiйними розмiрами синтетичних крис-
3. Техмологiя та устаткування деревообробмих пiдприeмств
97
тал1в та низькою теплопров1дн1стю, що сповшьнюе та ускладнюе охолоджен-ня активних елеменлв.
Газов1 лазери розвивають бшьшу середню потужшсть у безперервному та 1мпульсно-перюдичному режимах генераци. У газових лазерах активним се-редовищем найчастше використовуеться двоокис вуглецю С02,, в яких гене-руеться шфрачервоне випромшювання з довжиною хвил ^=10.6 мкм. Потужшсть газових С02 - лазер1в коливаеться вщ 5.. .10 кВт.
Рис. 2. Схема технологiчного процесу рiзання деревини
Технолопчний процес р1зання лазером вщбуваеться в умовах складно! взаемодп р1зних фактор1в (рис. 2), серед яких необхщно видшити так три ос-новш групи:
• фактори, що характеризують р1зальиий шструмеит;
• фактори, що характеризують об'екти обробки;
• фактори, що характеризують й встановлюють взаемозв'язок "верстат-шстру-мент-деталь".
Варто зазначити, що останш фактори е експлуатацшними характеристиками лазерного комплексу, а фактори системи подач1 газу С02 можуть змь нюватись у процес експлуатацй.
98
Збiрник науково-техшчних праць
Сам процес р1зання масивно! деревини та деревинних матер1ал1в необхщ-но оцшювати як з кшьюсного, так { з яюсного боку. Зокрема, яюсть р1зання мож-на ощнювати формою пропила, шорстюстю поверхн { кольором його поверхонь, геометричними параметрами самого пропилу, тощо. За кшьюсну ощнку техноло-пчного процесу розкроювання, як правило, приймають його продуктившсть.
Складношд реал1зацй декоративно! обробки деревини (рис. 3) у про-мисловост викликаються такими причинами:
• значним об'емом ручно! пращ;
• вщсуттстю практики роботи з деревиною та художшх смашв у спещал1ст1в
• вщсуттстю широкого набору р1зних шструменпв
• правильтстю проведения попередтх операций з тдготовки деревини до декоративно! обробки матер1ал1в.
Рис. 3. Класифжащя способiв декоративного оздоблення деревини
Використання лазерного випромшювання на операщях декоративно! обробки дае змогу обробляти деревину по складному контору при незначнш ширит пропилу та без попередньо! тдготовки самого матер1алу. Використання лазера у поеднант з системою програмного керування перемщення вщкривае досить широк перспективи для декоративно! обробки деревини в меблевш промисловость
Анал1з результат1в дослщжень та анал1з сучасного стану декоративно! обробки показуе, що найбшьш легко реал1зуеться щея використання лазер1в для прор1зно! р1зьби по деревит, фанер^ ДВП, ДСП та шшому матер1ал1, коли елементи зображення взаемопов'язат \ замють фону оточен прор1зами.
Залежно вщ форми \ обробки поверхш наскр1зну р1зьбу можна предста-вити у вигляд1 плоскорельефно! або рельефно! (ажурно!), де видалений фон. Лазерна технолопя дае змогу також виконати штарсда, тобто фтурне зображення або узори 1з пластинок деревини, металу, пластику, деревинних матерь ал1в, р1зних за текстурою та кольором, як вр1заш у дерев'яну поверхню.
Висмовки. Використання лазерно! технологй для покращення обробки деревини, р1зання, декоративно! обробки, контролю якост готово! продук-цй дае змогу розшукати можливост у виробнищш нових вид1в мебл1в та то-вар1в народного вжитку. При цьому необхщно дотримуватись правил засто-сування та враховувати вплив шших фактор1в.
3. Техмологiя та устаткуваммя деревообробмих шдприемств
99
