62-1

2

УДК 684.4-03

Стадник, Л. Н. Материалы мебельного производства [Текст] : методические указания к практическим работам для студентов по направлению подготовки 250400 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств; специальности 250403 – Технология деревообработки / Л. Н. Стадник, А. А. Мещерякова, Т. Л. Ищенко ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2012. – 52 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 2 от 25 ноября 2011 г.)

Рецензент генеральный директор ЗАО фирма «Гранд» Ю.П. Соловьев

Людмила Никитична Стадник Анна Анатольевна Мещерякова Татьяна Леонидовна Ищенко

МАТЕРИАЛЫ МЕБЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Методические указания к практическим работам для студентов по направлению подготовки 250400 – Технология

лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств; специальности 250403 – Технология деревообработки

Редактор Е.А. Попова Подписано в печать 03.05.2012. Формат 60×90 /16. Объем 3,25 п. л.

Усл. п. л. 3,25. Уч.-изд. л. 3,37. Тираж 70 экз. Заказ ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

РИО ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8 Отпечатано в УОП ФГБОУ ВПО «ВГЛТА»

394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10

3

ВВЕДЕНИЕ

Древесина является наиболее распространенным материалом. Она широко используется в домостроении, при изготовлении мебели и разнообразных бытовых изделий, оборудовании интерьеров, зон отдыха и т. д. Любую вещь надо сделать не только полезной, но и красивой. Поэтому, что бы человек ни делал, он всегда вкладывает в конструкцию и форму предмета свое эстетическое представление о красоте. Так было во все времена.

В наше время, благодаря успехам науки и техники, разработано и широко используется множество искусственных конструкционных и технологических материалов. Однако древесина не утратила своего значения. потребление древесины во всем мире неуклонно растет. Многообразное использование ее объясняется редкостным сочетанием в этом продукте живой природы многих ценных свойств.

Древесина – прочный и одновременно легкий материал с хорошими теплоизоляционными свойствами, способный гасить вибрации и поглощать энергию ударных нагрузок, легко обрабатывается, склеивается, хорошо удерживает различные крепления. Древесина отличается прекрасными декоративными качествами и уникальной резонансной способностью. Эти свойства и природные особенности древесины позволяют применять ее для производства строительных материалов, изделий и конструкций, музыкальных инструментов и спичек, бумаги и картона, тары и спортивного инвентаря, в качестве крепи для шахт и шпал железных дорог и т. д. Особая область применения древесины – мебель, где даже искусственные и синтетические современные материалы изготавливают с рисунком, схожим с текстурой натуральной древесины.

Однако материалы из древесины обладают существенными недостатками: анизотропией свойств, неоднородностью строения, наличием пороков, свойствами изменять форму и размеры в зависимости от внешних условий, древесина способна растрескаться, возгореться и загнить. Но эти недостатки устранимы путем переработки древесины в плитные и листовые материалы – ДВП, ДСтП, МДФ, шпон, фанеру, картон, также широко применяемые в производстве мебели. Пропитка древесины антисептиками, антипиренами, смолами, а также прессование и пластификация изменяют свойства натуральной древесины и позво-

4

ляют получать материалы повышенной прочности, био-, износо- и огнестойкие, малогигроскопичные.

В отличие от нефти, газа, угля и других природных ископаемых древесина относится к восстанавливаемым природным ресурсам. Но это не исключает необходимости бережного и рационального ее использования.

Лиственных пород в России втрое меньше, чем хвойных. Однако лиственные превосходят хвойные многочисленностью, разнообразием свойств и характером применения.

Для изготовления мебели требуется не только древесина и продукты ее переработки, но много других материалов из металла, пластмассы, фурнитура, ткани, стекло и пр.

Правильное и рациональное использование древесины и других материалов зависит от глубокого знания их свойств. Эти знания также необходимы для совершенствования существующих и разработки новых способов ее обработки и переработки, улучшения исходных свойств и характеристик, изыскания областей применения.

Овладение этими знаниями требует неустанного повышения уровня технических знаний и профессионального мастерства. Повышению этого уровня призваны содействовать настоящие практические работы, составленные в соответствии с учебным планом и рабочей программой дисциплины «Материалы мебельного производства».

5

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Строение древесины

Цель работы: изучить основные разрезы и строение ствола древесных пород, рассмотреть различие между ядровыми и безъядровыми породами; определить наличие, цвет и размеры, области расположения заболони и ядра у древесины наиболее распространенных пород, изучить годичные слои, их видимость и очертания, а также цвет и резкость перехода между ранней и поздней древесиной распространенных пород в пределах годичного слоя, определить предположительные области использования древесных пород.

Общие сведения. Растущее дерево состоит из корня, ствола и кроны. Древесину, используемую в качестве строительного материала, в основном дает ствол, который составляет 90 % объема дерева.

Строение древесины, видимое невооруженным глазом или при незначительном увеличении, называют макроструктурой, видимое только при значительном увеличении (в микроскоп) – микроструктурой.

Важнейшие признаки макроструктуры, облегчающие распознавание породы древесины: цвет и поверхность коры, наличие и вид ядра и заболони, степень видимости годичных слоев и их очертание, различие между ранней и поздней древесиной, наличие прожилок, размеры и распределение сосудов, величина и число вертикальных смоляных ходов, а также текстура, блеск и пр. Элементы макроструктуры видны на основных разрезах ствола дерева, поэтому перед изучением макроструктуры древесины рассмотрим основные разрезы и строение ствола.

Строение древесины изучают на трех основных разрезах ствола: поперечном (торцевом), радиальном и тангенциальном (рис. 1). Одного разреза недостаточно, так как строение древесины слоисто-волокнистое и у многих пород внешние признаки сходны.

Главными признаками макроструктуры являются: ядро и заболонь, годичные слои, ранняя и поздняя древесина годичного слоя, сердцевинные лучи, сосуды, смоляные ходы, а также цвет и поверхность коры, текстура, блеск, плотность и др.

6

Рис. 1. Главные разрезы ствола: п – поперечный или торцовый; р – радиальный; т – тангентальный

Различают две категории пород – ядровые и безъядровые (рис. 2). Древесина ядровых пород (сосна, лиственница, кедр, тис, можжевельник, дуб, каштан, ясень, вяз, ильм, карагач, белая акация, платан, тополь, бархатное дерево, фисташка и пр.) состоит из ядра и заболони. Безъядровые породы разделяют на спелодревесные (ель, пихта, бук, осина) и заболонные (береза, липа, ольха, граб, самшит, груша). Древесина спелодревесных пород одинакового цвета по всему сечению ствола; в растущем дереве центральная часть отличается от периферической зоны только меньшим содержанием влаги. Древесина заболонных пород одинакова по всему сечению ствола как по цвету, так и по содержанию влаги.

Породу древесины определяют по следующим признакам: наличию или отсутствию ядра, цвету ядра и заболони, размером заболони (у ядровых пород), переходу от заболони к ядру.

В отличие от настоящего ложным ядром называют потемнение центральной части ствола некоторых безъядровых пород. Оно имеет вид пятна округлой, звездчатой или лопастной формы с нечеткими, расплывчатыми границами. Ложное ядро – порок древесины.

7

Рис. 2. Классификация деревьев по величине ядра и заболони

Годичные слои – один из признаков, по которому определяют породу древесины. При этом важное значение имеют степень видимости годичных слоев, их очертание, различие между ранней и поздней древесиной по плотности и цвету, резкость перехода ранней древесины в позднюю в пределах годичного слоя. Годичные слои хорошо видны в древесине хвойных пород, слабее в древесине кольцесосудистых пород, малозаметны – в древесине рассеяннососудистых пород.

Важные признаки пород древесины: цвет, блеск, текстура и запах. Для некоторых пород тот или иной признак настолько характерен, что по нему можно точно определить породу.

Сердцевинные лучи – блестящие линии, расходящиеся по радиусам от сердцевины к коре. В растущем дереве сердцевинные лучи служат для проведения воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ зимой. Сердцевинные лучи имеются у всех пород – как лиственных, так и хвойных.

По ширине различаются три типа лучей:

– очень узкие, невидимые невооруженным глазом (все хвойные и многие лиственные породы – ясень, береза, осина, тополь, ива, груша, рябина);

8

–узкие, трудно различимые невооруженным глазом (клен, вяз, ильм, липа, кизил и др.);

–широкие, ясно видимые невооруженным глазом (дуб, бук и платан, ложноширокие – граб, ольха и лещина).

Смоляные ходы. Эти элементы строения древесины присущи только хвойным породам. Они представляют собой наполненные смолой каналы, пронизывающие древесину сосны, кедра, лиственницы и ели (у остальных хвойных

–пихты, тиса и можжевельника - их нет). Невооруженным глазом можно обнаружить только вертикальные смоляные ходы, а связанные с ними горизонтальные ходы видны лишь под микроскопом.

Сосуды. Эти элементы строения древесины характерны только для лиственных пород. Они часто хорошо заметны на поперечном разрезе в виде отверстий округлой формы. В растущем дереве по сосудам, имеющим форму трубок, поднимается вода с растворенными в ней минеральными веществами из корней в крону. Сосуды подразделяются на крупные, легко обнаруживаемые невооруженным глазом, и мелкие, не различимые без микроскопа.

По расположению сосудов в древесине лиственные породы подразделяют на кольцесосудистые, с кольцом крупных сосудов в ранней зоне годичных слоев и рассеянно-сосудистые, у которых сосуды независимо от величины распределены по годичному слою более или менее равномерно.

Резкая разница между ранней и поздней зонами обусловливает хорошую видимость годичных слоев у кольцесосудистых пород. В то же время у рассеяннососудистых пород нет различия между этими зонами, годичные слои имеют однородное строение, и границы между ними плохо заметны.

Кольцесосудистыми среди наших лиственных пород являются дуб, ясень, каштан съедобный, вяз, ильм, карагач, бархатное дерево, фисташка и некоторые другие. К рассеяннососудистым относится большинство лиственных пород, среди них с крупными сосудами – грецкий орех и хурма, с мелкими – остальные: береза, осина, ольха, липа, бук, клен, платан, тополь, ива, рябина, груша, лещина и др.

Цвет древесины различных пород разнообразен и имеет многочисленные оттенки: древесина тиса – красного цвета; самшита – желтого; ели, пихты, липы, осины – белого; березы, клена, бука – белого с красноватым оттенком; ду-

9

ба, ясеня, каштана, лиственницы – серовато-бурого; груши, кедра, сосны – розового или буровато-коричневого; ореха – коричневато-серого.

Блеск – это способность поверхности направленно отражать световой поток, связанная с величиной и характером микронеровностей, которые зависят от цвета и анатомического строения древесины. Блеск древесины обычно незначительный. Осина, тополь, липа имеют матовую поверхность. Несколько выше блеск у древесины, имеющей сердцевинные лучи (бук, клен, ильм, платан, акация, дуб). Хорошим блеском обладают бархатное дерево, махагони и некоторые другие экзотические породы.

Каждой породе древесины присущ свой запах, который зависит от содержания в древесине и коре смол, камеди, дубильных веществ и эфирных масел. Свежесрубленная древесина пахнет сильнее, чем сухая. Здоровая древесина смолистых хвойных пород пахнет скипидаром, приятно пахнут кипарис, пихта, можжевельник. Древесина лиственных пород пахнет слабо: дуб обладает запахом танина, бакаут и палисандр – ванили, а тис – каучука.

Запах древесины – решающий фактор при изготовлении тары и упаковки для хранения пищевых продуктов, мебели и при применении ее для внутренней отделки помещений.

Приборы и материалы: плакаты с цветным изображением основных разрезов ствола дерева; чертежные инструменты и принадлежности; образцы изучаемых древесных пород (с разрезами).

Порядок выполнения работы:

1.Изучить основные разрезы ствола дерева и запомнить их название; определить, как проходит секущая плоскость относительно оси ствола при получении каждого разреза.

2.Привести в журнале практических работ определение каждого разреза и описать, как их получают. Зарисовать разрезы.

3.Изучить части ствола дерева на поперечном разрезе и запомнить их названия. Зарисовать поперечный разрез ствола, выносными линиями показать все его части и сделать поясняющие надписи. Кратко описать роль и назначение каждой части ствола - пробковой ткани коры, лубяного слоя коры, камбия, заболони, ядра, сердцевины, годичных слоев и сердцевинных лучей.

10

4.Осмотреть при дневном освещении каждый из образцов, предназначенных для изучения, и определить породу древесины (ядровая или безъядровая). Если ядро есть, установить, не ложное ли оно. Если ядра нет, определить, какой породы образец – спелодревесной или заболонной. Уяснить различие между спелодревесными и заболонными породами.

5.Определить цвет ядра и заболони образца. Если ядра нет, определить цвет спелой или заболонной древесины. Например, дуб: имеем резкое выраженное ядро от светлодо темно-бурого цвета и желтовато-белую заболонь.

Уграба и березы ядра нет, цвет их древесины соответственно беловато серый и белый с красноватым или желтоватым оттенком.

6.Установить для ядровых пород характер перехода от заболони к ядру. Переход бывает резкий (дуб, лиственница) и постепенный (платан, грецкий орех).

7.Описать в журнале практических работ различие между ядровыми, спелодревесными и заболонными породами. Зарисовать цветными карандашами разрез наиболее характерных пород.

8.Изучить по цветному плакату годичные слои древесины хвойных и некоторых лиственных пород на основных разрезах. Запомнить названия пород с хорошей и плохой видимостью годичных слоев, с плавным и волнистым очертанием их, обратить внимание на различные цвета и резкость перехода ранней древесины в позднюю для некоторых пород. Записать в журнал практических работ название пород с хорошей и плохой видимостью годичных слоев.

9.Сравнить поперечные разрезы древесины различных образцов.

Убольшинства пород годичные слои плавной округлой формы (сосна, ель); некоторым породам свойственна волнистость годичных слоев (можжевельник, гриб, ольха).

Сравнить радиальные разрезы древесины различных образцов; на этих разрезах годичные слои образуют параллельные полосы, направленные вдоль волокон. На тангенциальном разрезе (особенно в его середине) годичные слои имеют вид параболических или извилистых линий, направленных вершиной по стволу дерева.

10.Рассмотреть отдельные годичные слои. Легко заметить, что каждый слой состоит из двух частей, отличающихся по цвету и плотности. Внутренняя часть слоя светлая и пористая (ранняя древесина), а наружная - темная и плотная (поздняя древесина).