Новое в обработке дерева

Учёные увеличили прочность дерева в 23 раза и сделали из него ножи и гвозди

Исследователи из Мэрилендского университета придумали простой и недорогой метод обработки дерева, благодаря которому материал становится в 23 раза прочнее обычного. При помощи этого метода учёные изготовили деревянный нож и несколько гвоздей, и эти предметы показали себя не хуже, а иногда и лучше своих металлических двойников. Ножом даже получилось разрезать стейк чуть выше средней прожарки. Кроме того, такой нож можно мыть в посудомоечной машине.

В связи с тем, что обычный пластик разлагается до 450 лет, а для получения стальных изделий требуются энергозатратные процессы, исследователи постоянно ищут новые материалы или новые способы обработки уже известных материалов. Тем более, когда эти материалы получаются гораздо экологичнее.

Тенг Ли, соавтор работы и материаловед из Мэрилендского университета, разработал с коллегами новый способ обработки дерева в поисках материала, способного заменить пластик, бетон и сталь.

По его словам, отношение прочности к плотности у целлюлозы (главного компонента дерева) выше, чем у большинства материалов, производимых человеком – керамики, металлов и полимеров. Однако существующие технологии не используют её потенциал полностью. Дерево на 50% состоит из целлюлозы, а всё остальное — это гемицеллюлозы и лигнин (скрепляющее вещество).

Метод учёных основывается на удалении более слабых компонентов из древесины. Исследователи порезали американскую липу на брусочки, вымочили их в водном растворе гидроокиси натрия и сульфита натрия для заполнения пор. Плотность дерева увеличилась, и оно затонуло. Затем его разделили на три партии, и кипятили их два, четыре и шесть часов соответственно, после чего промыли в деионизированной воде для удаления остатков химикатов.

После удаления лигнина дерево стало мягким и гибким. Затем учёные подвергали дерево давлению в 20 МПа в течение шести часов в горячем прессе. Дерево было завёрнуто в бумажные салфетки для удаления излишней влаги. Затем образцы сушили, нагревая их до температуры в 105°С. Наконец, отверждённое дерево 48 часов вымачивали в масле, чтобы защитить его поверхность от воды. При такой обработке нож не тупится, и его можно мыть – как вручную, так и в посудомоечной машине.

После тестов выяснилось, что дерево лучше всего кипятить четыре часа. Рассмотрев итоговый результат под микроскопом, учёные выяснили, что в дереве значительно уменьшилось количество пустот и каналов – это и был один из секретов упрочнения материала.

Проверка усиленного дерева на прочность

Из такого дерева исследователи изготовили пару ножей и несколько гвоздей. У одного ножа волокна были параллельны лезвию, у другого – перпендикулярны. Сканирующий электронный микроскоп показал, что лезвие такого ножа получилось гораздо острее, чем у столового, и было сравнимо с лезвием пластикового.

Гвозди из отверждённого дерева оказались такими же острыми, как железные – при этом они не ржавеют. Команде удалось скрепить таким гвоздём три доски, не повредив сам гвоздь.

Источник

Самые уникальные технологии в лесопилении

Здравствуйте уважаемые читатели Блога Андрея Ноака! Продолжаем изучать новые технологии в деревообработке.

Традиционная сортировка круглого леса, плюсы и минусы

В лесопилении установка дополнительной сортировки круглого леса, это очень накладное мероприятие для производства начиная от монтажа линии сортировки круглого леса и заканчивая ее эксплуатацией:

1. Во первых сортировка леса — одна лишь установка этого дорогостоящего оборудования обойдется в хорошую копеечку.
2. Во вторых сортировка леса — это довольно дорогая автоматика на линию, если хотите хорошую отдачу, необходима хорошая автоматика.
3. В третьих это необходимость дополнительных площадей для сортированного леса по диаметрам. Места нужно просто очень много.
4. В четвертых это необходимость отдельной единицы техники для сортировки круглого леса и минимум двух операторов (оператор погрузчика и оператор сортировочного отделения), это только при условии организации сортировки леса в односменном режиме, иначе говоря очень дорогостоящая эксплуатация сортировки леса.
5. В пятых уборка огромного количества коры и мусора.

Но конечно же кроме минусов мы имеем и несколько плюсов, думаю о них необходимо нам с вами упомянуть:

• Наличие встроенного окаривающего станка в сортировку, и поэтому снижение нагрузки на оборудование и режущий инструмент.
• Наличие встроенного металлоискателя.
• Увеличение скорости пиления.

Инновация в лесопилении от компании «Linck». Убираем линии сортировки!

Так вот с учетом всех минусов и плюсов одна немецкая компания (на самом деле это очень авторитетная и известная марка) под название «Linck» решила все минусы превратить в плюсы и прибавить к существующим плюсам, для того чтобы получить суперское оборудование :-). Вы представляете себе отсутствие линии сортировки круглого леса на фрезерно — брусующих линиях, это же переворот в отрасли!

Итак что они сделали? Они все высокопроизводительные установки состоящие из фрезерно — брусующих станков, круглопильных агрегатов с центрирующими и направляющими устройствами посадили на автоматику и сделали технологию более гибкой.

Теперь бревно перед попаданием на линию с раскатного стола, измеряется в диаметре, автоматика подбирает под него заранее сохраненный раскрой, станки опа ля :-). Мы получаем оптимизированный раскрой на не сортированном лесе.

Конечно измерение диаметра входящего леса может производиться по любому нашему желанию, как по вершине так и по среднему диаметру всего бревна с учетом кривизны. Благодаря этому можно спокойно регулировать объемы получаемого низкокачественного и высококачественного пиломатериала.

При этом имеется возможность выбора самого выгодного распила, принимая во внимание центральные и боковые доски, с учетом их стоимости и полезного выхода пиломатериала из бревна. Благодаря быстрому серворегулированию осей и зависящей от распила переменной оптимизации подачи, обеспечивается высокая пропускная способность линии с скоростью до 100 м/мин.

Конечно данное новшество сразу накладывает на производство обязательное наличие автоматической сортировки полученных пиломатериалов, с достаточно большим количеством карманов под пиломатериал, но согласитесь что данная инновация этого стоит!

Буду рад если вы поделитесь своим мнением! Кстати скоро на блоге будет интересная фишка, про которую пока ничего не могу сказать (но постоянным читателям она понравится). Кто же первый раз у нас, не пропустите и подпишитесь на обновления!

Источник

Технология обработки древесины

Сейчас лесоматериалы активно используются не только для производства мебели, но и для конструкций квартир, коттеджей, а также как декоративные элементы. Они нужны для создания музыкальных инструментов, спортивного и хозяйственного инвентаря. Конечно же, чтобы из лесоматериалов что-либо изготовить, ее нужно обработать.

Современные технологии обработки древесины предполагают три типа обработки сырья: биологический, химический и механический. В результате осуществления этих методов можно получить достаточно широкий ассортимент продукции, в основе которого лежат лесоматериалы. Техника безопасности при обработке древесины должна соблюдаться при любом из этих методов.

Биологический метод

Технология обработки древесины биологическим методом предполагает переработку древесины низкого качества, а также миллионов тон самых разных древесных и сельскохозяйственных отходов в очень ценный продукт – кормовые белковые дрожжи. Кроме этого во время такой обработки производят этиловый спирт, фурфурол и ксилит. Задачей биологического метода обработки лесоматериалов является обеспечение сельскохозяйственного производства необходимым сырьем микробиологического синтеза. Стоит отметить, что изготовление любого сырья из древесины является экологически чистым.

На каждом деревообрабатывающем, лесопильном или химическом заводе технологическая обработка древесины осуществляется строго поэтапно. На каждом этапе древесина наделяется определенными свойствами, которые отвечают конкретным требованиям рынка.

Механическая технология отделки древесины

Во время механической обработки лесоматериалов происходит изменение формы и объема древесины без изменения самого вещества, как при химическом методе. Большая часть древесных материалов обрабатывается таким образом, что нарушаются связи между волокнами. В основе такой обработки лежит свойство древесины делиться и осуществляется главным образом резанием. Лесоматериалы можно пилить, строгать, резать, фрезеровать. Намного реже используется обработка без нарушения связи между волокнами, к примеру, прессование или гнутье. Для реализации такой обработки мастера пользуются пластическими свойствами древесины, т. е. способностью сохранять приданную ей форму после окончания действия внешних сил.

• при резании древесины наблюдается нарушение связи между частицами древесины в направлении реза. Подвергаемая обработке древесина делится на части с образованием либо без образования стружки. Качественный показатель – это высокая точность размеров получаемых изделий. Резание, пожалуй, самый важный технологический процесс. Так работает большинство станков, автоматических линий
• если осуществляется раскалывание, то древесина делится по слоям, то есть вдоль волокон, а не по заданному направлению
• в ходе обработки высоким давлением дерево меняет форму путем гнутья, изгиба или прессования. Для того, чтобы согнуть дерево его нужно предварительно пропарить, чтобы повысить пластичность. Чаще всего гнутоклееные изделия создают из фанеры или шпона. В результате прессования получаются древесно-стружечные плиты или брикеты
• при дроблении лесоматериалы делятся на части хаотично, без соблюдения конкретной геометрии частиц, зачастую по самым слабым связям в материале. Такая обработка характерна для процесса ударного дробления, фрикционного разрушения и абразивного размола.

Химическая техника обработки древесины

В процессе такой обработки древесина подвергается действию разнообразных химических соединений. Благодаря химической обработке работают такие производства:

• целлюлозно-бумажное производство – изготовление бумаги и картона
• гидролизное производство основано на процессе расщепления полисахаридов, которые содержатся в древесине, до моносахаридов. Моносахариды продают в качестве готового продукта, глюкозы и ксилозы. Однако чаще всего смеси моносахаридов подвергают биохимической переработке с получением этилового спирта и дрожжей или химической переработке с образованием фурфурола и ксилита
• пиролиз (сухая перегонка) древесины позволяет добиться получения древесного уголя, метилового спирта, уксусной кислоты, фенольных смол, разных растворителей органического происхождения
• канифольно-скипидарное производство, на котором получают канифоль и скипидар. Эти соединения применяются в лакокрасочной, парфюмерной и фармацевтической сферах.

Невзирая на огромное разнообразие изделий из древесины и их конструкций, технологии обработки строятся на основе таких же принципов, что и много лет назад: распиливании, строгании, сверлении, точении и шлифовании. Изменения произошли только в способах и методах обработки лесоматериалов: ручные средства производства сменили механические. Устройства, которые работают за счет электрической энергии, существенно уменьшают время, необходимое на обработку лесоматериалов, а также увеличивают производительность труда и показатели качества конечных продуктов.

Категории пропитываемости древесины

Группа древесины	Порода древесины
	ядро	заболонь
Труднопропитываемые	Ель, пихта, европейская лиственница, вяз,бук, пихта, дуб, ясень, береза.	Ель, пихта, сибирская лиственница.
Умереннопропытываемые	Сибирская сосна (кедр), осина,обыкновенная сосна, ольха.	Сибирская сосна (кедр), граб, дуб,европейская лиственница, липа, ольха, клен, осина.
Легкопропытываемые	Обыкновенная бук, сосна, береза.

Источник