2419

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

Инновационные материалы мебельного производства

Методические указания для лабораторных работ студентов

по направлению подготовки магистра 250400.68 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

магистерская программа «Технология деревообработки»

Воронеж 2015

УДК 684.4-03

Лавлинская О.В. Инновационные материалы мебельного производства

[Текст]: методические указания для лабораторных работ студентов по направлению подготовки магистра 250400.68 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, магистерская программа «Технология деревообработки» / О.В. Лавлинская; ФГБОУ ВПО

«ВГЛТА». – Воронеж, 2015. – 32 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № от _______________)

Рецензент – к.т.н., инженер-конструктор ОАО ХК «Мебель Черноземья», И.М. Чеботарева

Ольга Викторовна Лавлинская

Инновационные материалы мебельного производства

Методические указания для лабораторных работ студентов

по направлению подготовки магистра 250400.68 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

магистерская программа «Технология деревообработки»

Подписано в печать 00.00.2015 . Формат 60x84 1/16. Объём __п.л. Усл. п.л. __. Уч.-изд. л. __. Тираж ___ экз. Заказ №

ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» РИО ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». УОП ФГБОУ ВПО «ВГЛТА»

394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

2

Введение

Учебным планом лесопромышленного факультета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», по направлению подготовки магистра 250400.68 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, магистерская программа «Технология деревообработки», предусмотрено изучение курса «Инновационные материалы мебельного производства».

В результате освоения дисциплины студент должен знать современные конструкционные и вспомогательные материалы для производства мебельных изделий;

знать строение дерева и древесины, ее физические, химические, и механические свойства, специфику применения при производстве различных современных мебельных изделий; основные породы древесины, их характеристику, пороки и сортность древесины, основы лесного товароведения; характеристики различных видов инновационных древесных, полимерных и других материалов, применяемых в производстве мебели; их свойства, назначение, способы производства; специфику и сортимент современных крепежных деталей, арматуры, фурнитуры, стекольных изделий, зеркал, и других вспомогательных материалов.

уметь: подбирать и применять в работе основные конструкционные и вспомогательные материалы для изготовления современных мебельных изделий; определять породы древесины, сортировать древесину по порокам, рационально использовать ее при изготовлении мебельных изделий; подбирать и применять в работе современные древесные материалы (различные виды шпона, фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит) для изготовления мебельных изделий; подбирать и применять в работе современные крепежные изделия, арматуру, фурнитуру, стекольные изделия, зеркала и другие вспомогательные материалы.

владеть: навыками экспериментальной исследовательской работы; навыками выбора материалов, оборудования и технологии массового производства мебели; методами анализа причин возникновения дефектов и брака продукции и разработки мероприятий по их предупреждению; осуществления технологического контроля качества используемых материалов в производстве мебели.

3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

Изучение ассортимента современных конструкционных древесных материалов и полуфабрикатов и оценка их влияния на качество мебели

Цель работы: научиться различать современные конструкционные древесно-плитные материалы, пиломатериалы, используемые в мебельном производстве, изучить их ассортимент и сортность.

Материалы

Образцы современных древесно-плитных материалов и полуфабрикатов, нормативная документация.

Изучение ассортимента пиломатериалов

Пиломатериалы разделяются следующим образом: а) по размерам поперечного сечения:

−доски (размер ширины больше двойного размера толщины);

−бруски (размер ширины не больше двойного размера толщины);

−заготовки (пиломатериалы, прирезанные к габаритным размерам деталей с припусками на усушку, строгание и оторцовку);

б) по толщине:

−тонкие (до 32 мм);

−толстые (для хвойных пиломатериалов − 40 мм и более, для лиственных − 35 мм и более);

в) по длине:

−короткие (от 0,5 до 0,9 м)

−средние (от 1 до 1,9 м);

−длинные (от 2 до 6,5 м);

г) по характеру обработки:

−обрезные (все четыре стороны пропилены, а величина обзолов на пластах и кромках не превышает допускаемых размеров по сортам пиломатериалов);

−односторонние обрезные (пропилены пласты и одна кромка);

4

− необрезные (пласти пропилены, а кромки частично не пропилены); размеры обзолов (на пластях и кромках превышают допускаемые размеры обзолов в обрезных пиломатериалах).

При установлении сорта учитывают приведенные в нормативной документации (ГОСТ 2695−83 «Пиломатериалы лиственных пород» и ГОСТ 8486−86Е «Пиломатериалы хвойных пород») толщину и ширину пиломатериалов, расположение порока (на пласте, кромке), относительные размеры допускаемых пороков и их число, а также дефекты обработки. Сорт пиломатериала устанавливают по каждому пороку отдельно. Сортоопределяющим пороком является тот, который характеризует худший сорт.

В зависимости от качества древесины из хвойных пород устанавливают 5 сортов для досок и брусков (отборный, 1−4). Для заготовок из хвойных пород древесины установлено 4 сорта (1−4).

Требования, предъявляемые к качеству заготовок из хвойных пород, регламентируются ГОСТ 9685−61. Пиломатериалы и заготовки из лиственных пород по качеству разделяют на 3 сорта (1 – 3). Требования, предъявляемые к их качеству, регламентируются ГОСТ 7897−83.

Изучение ассортимента древесно - стружечных плит

Древесно-стружечные плиты (ДСтП) применяют для изготовления всех видов мебели, за исключением стульев. Способ изготовления − плоское горячее прессование древесных частиц, смешанных со связующими.

Согласно ГОСТ 10632−89 ассортимент ДСтП классифицируют так:

а) по показателям физико-механических свойств (разбухание, по толщине, плотность, прочность при изгибе, растяжении, твердости и т.д.) на марки П-А и П-Б;

б) степени обработки поверхности:

−шлифованная;

−нешлифованная;

в) виду поверхности:

−обычная;

−мелкоструктурная;

г) гидрофобным свойствам: − обычной водостойкости;

5

− повышенной водостойкости.

Взависимости от содержания формальдегида в мебельнов производстве используют ДСтП классов эмиссии E1 и Е2 ( т.е. содержание формальдегида на 100 г абсолютно сухой плиты не должно превышать 30 мг).

Взависимости от наличия дефектов поверхности (углубления, царапины, сколы, выкрашивания и т.д.) ДСтП делят на 1-й и 2-й сорта.

Изучение ассортимента древесно-волокнистых плит

Их подразделяют на два типа: твердые и мягкие. Мягкие плиты в производстве мебели не применяют. Твердые древесно-волокнистые плиты (ДВП) (ГОСТ 4598−74) в зависимости от прочности, плотности и вида лицевой поверхности подразделяют на 9 марок.

Твердые ДВП изготовляют нешлифованными и шлифованными с одной или двух сторон и предназначают для использования в изделиях, защищенных от увлажнения.

Как правило, в производстве мебели в основном применяют ДВП марки Тс − твердые плиты с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы толщиной 3,2 мм.

Также для производства мебели изготовляют плиты следующих марок: Тс-300, Тс-350, Тс-400, Тс-450 − твердые; Стс-500 − сверхтвердые и др. Плотность этих плит составляет 800 − 1110 кг/м3 .

По качеству поверхности плиты подразделяют на 1-й и 2-й сорта. Используют их для изготовления задних стенок шкафов, тумб, дна

ящиков и т.д. Из твердых ДВП толщиной 6−8 мм делают задние стенки (установленные в шпунт) полок, заглушин и оснований мебели для сидения и лежания. Плиты толщиной 10 мм применяют для свободнолежащих полок длиной до 600 мм и щитовых элементов изделий малых форм. ДВП (ГОСТ 8904−81) твердые с лакокрасочным покрытием не требуют дальнейшего облагораживания.

В зависимости от внешнего вида лицевой поверхности ДВП подразделяют на типы:

А− с декоративным печатным рисунком;

Б− одноцветные.

Покрытие плит может быть глянцевым или матовым.

6

В зависимости от механической обработки их изготовляют:

−гладкими;

−с рустованной поверхностью в полоску или клетку;

−с перфорацией.

Толщина плит составляет от 2,5 до 6 мм.

Изучение ассортимента древесно-волокнистых плит средней плотности для фасадных деталей мебели (МДФ) и высокой плотности (ХДФ)

Внастоящее время для изготовления фасадов мебели очень часто используется древесно-волокнистая плита средней плотности МДФ. Эта плита является одним из основных конструкционных древесных материалов

впроизводстве мебели. Ее широкое использование обусловлено особенностями структуры и свойствами. МДФ имеют однородную мелкодисперсную структуру по всей толщине и одинаковые физикомеханические свойства во всех направлениях, более прочные кромки по сравнению с кромками ДСтП, хорошую формоустойчивость, легко подвергаются различным видам механической обработки и отделки. Выпускают МДФ классов эмиссии Е1 и Е2. Плиты МДФ (MDF) выпускают двух марок ПСП-А и ПСП-Б в зависимости от уровня физико-механических показателей. Плиты МДФ – имеют среднюю плотность 760-860 кг/м3.

ХДФ HDF (High Density Fiberboards) - древесноволокнистая плита высокой плотности (840-880 кг/м3), аналогична плите МДФ, но превышающая ее по плотности. Плиты ХДФ используются для изготовления задних стенок мебели, днищ ящиков, дверей, декоративных мебельных фасадов, а также предметов для отделки интерьера. Класс эмиссии E1. Наряду с обычной плитой выпускается ХДФ лакированная.

Долгое время на мебельном рынке предпочтение отдавалось МДФ. Сравнительно недавно стали также использовать и ХДФ. Новый материал обладает двумя основными отличиями: более высокая плотность и большая устойчивость к влаге и органическим жидкостям (вино, кофе, моющие вещества). В остальных характеристиках эти два материала практически идентичны.

Впоследнее время МДФ и ХДФ широко применяется в качестве

декоративной отделки кухни (бюджетный вариант взамен отделки плиткой)

7

– кухонная стеновая панель. Как стеновая панель ХДФ обладает лучшей звукоизоляцией, чем МДФ и устойчивостью к механическим повреждениям.

Рис. 1- Кухонные фасады из МДФ и стеновая панель из ХДФ

Панель имеет большое количество вариантов декора: фотопечать, окраска в различные цвета и оттенки, имитация структуры дерева различных пород и других отделочных материалов.

Изучение ассортимента столярных плит

По конструкции столярные плиты бывают трех типов: HP − из несклеенных между собой реек древесины; СР − из склеенных между собой реек древесины; БР − рейки из склеенных в блок досок.

Плиты могут быть необлицованными и облицованными с одной или двух сторон строганым шпоном.

Согласно ГОСТ 13715−78 в зависимости от качества облицовочного шпона (наличие у шпона дефектов) столярные плиты изготовляют нескольких сортов, обозначение которых приведено в таблице 1.

Изучение ассортимента клееной фанеры

Фанеру изготовляют методом склеивания трех и более листов шпона с наружными слоями из хвойных и лиственных пород.

8

По степени водостойкости клеевого соединения фанеру подразделяют на следующие марки:

ФСФ − фанера повышенной водостойкости; ФК − фанера водостойкая.

По степени механической обработки поверхности фанеру классифицируют так:

-нешлифованная − НШ;

-шлифованная с одной стороны − Ш1; шлифованная с двух сторон − Ш2.

В мебельном производстве используют фанеру клееную как класса

эмиссии Е1, так и Е2. При изготовлении детской мебели применяют только клееную фанеру класса эмиссии Е1.

Согласно ГОСТ 3916.1–96 и 3916.2–96 сортность клееной фанеры определяется качеством шпона наружных слоев.

Фанеру выпускают пяти сортов [Е и Ех (элита), I и Iх, II и IIх III и IIIх, IV и IVх].

Используя данные нормативных документов, следует изучить ассортимент конструкционных древесных материалов; требования, предъявляемые к их качеству; нормы и ограничения пороков и дефектов; отметить влияние качества рассматриваемых материалов на изготовление мебели.

На образцах установить наименование конструкционного материала, его тип, марку, характер отделки или вид обработки поверхности, наличие пороков или дефектов.

Характеристику конструкционных древесных материалов для производства мебели записать в виде таблицы 1.

Вопросы для контроля

1.Пиломатериалы. Классификация.

2.Древесно-стружечные плиты. Виды и марки. Основные свойства. Область применения.

3.Древесноволокнистые плиты. Виды и марки. Основные свойства. Область применения.

4.Плиты МДФ и ХДФ. Основные свойства. Область применения.

5.Столярные плиты. Виды и марки. Области применения.

6.Виды фанеры. Фанера общего и специального назначения,

применяемые в мебельной промышленности. Марки, свойства, области применения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Определение свойств клеев на основе порошкообразных карбамидоформальдегидных смол

Порошкообразная смола получается путем высушивания жидкой карбамидоформальдегидной смолы в распыленном состоянии в потоке горячего воздуха или топочных газов.

Такие смолы, высушенные в определенных условиях до твердого состояния, значительно дольше сохраняют свою жизнеспособность. Они удобны при транспортировании, приготовление клеев на их основе не вызывают затруднений.

Таблица 2

Физико-химические свойства малотоксичных карбамидоформальдегидных смол