Способы обработки дерева: Способы обработки древесины для защиты, включая химическую и вакуумную, различные пропитки, средства, грунтовки, покрытия и масла

Технология обработки древесины и переработки дерева

Для чего проводят обработку древесины

Современные технологии позволяют эффективно обрабатывать все виды древесины с целью получения качественного сырья для деревянного строительства, производства мебели и другого применения. Способы обработки древесины должны применяться с учетом дальнейших предназначений этого материала. Из древесины делают строительные материалы, элементы конструкции мостов, судов, вагонов, тару, шпалы, музыкальные инструменты, спортивный инвентарь, карандаши, спички, бумагу, картон, предметы обихода, игрушки, сувениры, химическое сырье и многое другое.

В данной статье мы рассмотрим следующие технологии и виды обработки древесины: механическая обработка древесины, химическая обработка, биологическая обработка.

Новые методы обработки исходной древесины позволяют существенно поднять качество сырья и надежно защитить дерево от гниения и поражения вредителями. Новые технологические процессы обработки обычной древесины сегодня направлены на расширение ассортимента получаемой продукции с сокращением отходов. Такой поход позволяет получить большее число готовых продуктов и снизить их себестоимость.

Универсальность дерева позволяет использовать его практически во всех отраслях промышленности и хозяйства, при этом это один из немногих возобновляемых ресурсов планеты.

Промышленные технологии обработки

Сегодня можно выделить три основных типа обработки древесины:

1. биологическая обработка,
2. химическая обработка,
3. механическая обработка.

Механическая обработка древесины

Самым распространенным методом первичной обработки древесины является механическое воздействие с целью получения ценных лесоматериалов. В процессе такой обработки  изменяется  формы и размер исходного деревянного сырья.

При механической обработке происходит пиление, строгание, резание, фрезерование, дробление, изгибание, прессование  древесины. В процессе работы оказывается физическое воздействие на заготовку с целью изменения ее формы. Технологи используют особое качество древесной структуры в виде ее способности делиться вдоль волокон. Механическая переработка древесины включает в себя изменение её формы посредством пиления, строгания, фрезерования, лущения, сверления, точения, резьбы, раскалывания и измельчения.

Древесина изначально имеет отличные механические характеристики:

• высокая прочность на изгиб;
• хорошая сопротивляемость ударным нагрузкам;
• высокая стойкость к вибрации;
• простота обработки;
• малый объемный вес;
• красивый внешний вид;
• уникальную природную декоративность;
• при правильной технологии обработки высокую долговечность;
• низкую теплопроводность;
• низкую стоимость обработки в промышленных масштабах;
• 100 процентную экологичность.

Обработанная механическим способом древесина используется дальше для изготовления строительных материалов, производства изделий из дерева, изготовления качественной мебели и предметов быта и обихода.

Деревообработку выполняют с помощью различных деревообрабатывающих инструментов и машин. Продукция деревообработки: материалы и полуфабрикаты – доски, бруски, фанера, древесные плиты; готовые изделия – деревянные конструкции и сооружения, обозные и бондарные изделия, мебель, музыкальные инструменты, спортивный инвентарь, канцелярские принадлежности, контейнеры, поддоны и др.

Отходы древесины при механической обработке используют в качестве  сырья для изготовления плит и листов, наполнителя для строительных материалов. В результате дробления получается щепа разной фракции – от самой мелкой для ДВП и до крупной, служащей для изготовления древесно-ориентированных плит.

Химическая обработка древесины

Химические методы обработки древесины широко используются в химической промышленности, целлюлозно-бумажном производстве, в гидролизном производстве. Химическая обработка древесины предусматривает изменение вещества материала.

Из древесины химическим им методами получают: бумагу,  целлюлозу, моносахариды, глюкозу, ксилозу, древесный уголь,  спирты, кислоты, смолы, сырье для фармацевтики и парфюмерии.

Для получения ценного газообразного топлива их отходов древесины используется метод газификации древесины. Этот метод основан на процессе распада молекул древесины и превращении простых веществ в газ.

Биологическая обработка древесины

Биологическая обработка древесины сегодня используется для переработки отходов, полученных при производстве лесоматериалов или химического сырья. В результате биологической обработки можно получать ценные белки и дрожжи для кормления животных и сырье для микробиологического синтеза. В качестве исходного сырья для биологических методов обработки активно используются  опилки, стружка и щепа.

Самым простым биологическим методом обработки является производство ценного удобрения — гумуса.  В процессе такой переработки стружка, опилки и щепа и другие отходы деревообработки под воздействием бактерий разлагаются, образуя ценнейший продукт повышения плодородия почв.

Комплексное применение различных технологий обработки древесины, использование современных технологических решений позволяют получать широкий спектр продуктов из дерева от лесоматериалов и мебели до кислот, лаков, смол и удобрений.

Вас также могут заинтересовать

средства для защиты и механические способы, технологии термического и вакуумного воздействия

Появление на рынке строительных материалов большого количества современной продукции не уменьшает привязанность населения к деревянным строениям и изделиям.

Дерево может служить долго и безукоризненно после проведения профилактических мероприятий. Обработка деревянных изделий по одной или нескольким технологиям гарантирует комплексную защиту от многих внешних воздействий.

Не забудь поделиться с друзьями!

Содержание статьи

• Факторы угрозы для качества деревянных изделий
• Способы защиты деревянных поверхностей
  • Химический
    • Масло
    • Воск
    • Лаки и краски
  • Физический
    • Комбинированный
    • Механический

Факторы угрозы для качества деревянных изделий

В течение эксплуатации в условиях помещений или улицы на деревянные материалы оказывает влияние множество обстоятельств. Наружные изделия подвергаются следующим воздействиям:

• солнечному облучению;
• атаке паром и непосредственно водой из осадков;
• инфицированию грибками, бактериями, насекомыми;
• механическим нагрузкам.

Во внутреннем пространстве строений агрессивные влияния менее заметны, но они тоже играют существенную роль в поддержании хороших эксплуатационных качеств древесины.

Для сохранения свойств деревянных изделий применяются разные способы: химическая, механическая (физическая), комплексная обработка. Некоторые приемы могут быть выполнены только в цехах со специальным оборудованием, другие можно вполне реализовать в домашних условиях.

Способы защиты деревянных поверхностей

Нанесение на древесину химических веществ использовалось еще в древние времена, когда о науке не было представления. Для этих целей применяли растительные масла, смолы, деготь, природные тонирующие реагенты защитного действия. На современном рынке имеется большое количество сложных, совершенных по действию композитов, которые применяются наравне со старыми средствами.

Химический

Защита древесины с помощью химических составов проводится следующими средствами:

• маслами и им подобными веществами;
• лакокрасочной продукцией;
• антисептиками;
• грунтовками.

Выпускают составы, оказывающие комбинированное действие на древесину. В результате обработки такими средствами изделие становится устойчивым практически к любым внешним воздействиям повседневного характера.

Масло

Масло для пропитывания древесины выделяют из подсолнечника, льна, тикового и тунгового деревьев. Иногда используют дегтярное масло, полученное из березы. Средства отличаются хорошими экологичными качествами, создают эффективный защитный покров при условии грамотно проведенной подготовки основы, включающей тщательную очистку и механическую обработку.

Масла обладают хорошей проникающей способностью, создают красивый художественный эффект на поверхности, стойко переносят изменения температуры, включая понижение до отрицательных значений.

Продуктом, полученным из некоторых видов масел, является олифа, которую издавна применяли и продолжают использовать для обработки древесины своими руками. В результате продолжительного застывания на деревянных поверхностях образуется природный полимерный слой, не допускающий проникновения влаги, микробов.

Эффективный прием, позволяющий получить качественную поверхность, сводится к распределению тонкого слоя олифы в несколько стадий, между выполнением которых изделие должно находиться в чистом помещении без пыли. При таком исполнении работы древесина не будет загрязняться, поверхностное покрытие не будет липнуть; а олифа успешно полимеризуется с образованием чистой пленки.

Воск

Воск по химической природе близок к растительным маслам, он тоже является разновидностью простых липидов. Восковые покрытия эффективны на изделиях из древесины для домашнего использования. Полученный поверхностный слой сохраняет естественную красоту дерева, украшает мебель, двери между комнатами.

Лаки и краски

Для защитной обработки древесины часто применяют лаки и краски, ассортимент которых разнообразен, отличается по составу, ценам, способам нанесения. Обычные лаки покрывают дерево прозрачной пленкой, эффективны в использовании для предметов домашнего интерьера. Мощные атмосферные воздействия простой лаковый слой не выдержит, но у него повышенная стойкость к истиранию, что полезно при нанесении на мебель, внутреннюю отделку помещений.

Обратите внимание! Для наружных работ предназначены специальные виды лаков с мощным водоотталкивающим действием. Они характеризуются повышенной эластичностью, не склонны образовывать трещины.

Краски для дерева обязательно содержат пигмент, формирующий цвет, и какой-либо растворитель. Если пигмент растворен в воде, то с такой краской можно работать без опасений. Единственное специфическое условие заключается в том, что при избыточной влаге в окружающем пространстве водорастворимая краска будет очень долго сохнуть, может плохо зафиксироваться на поверхности древесины.

Краски на основе органических жидкостей высыхают гораздо быстрее, но проводить обработку ими нужно только в респираторе. Пары растворителей синтетической природы токсичны, при вдыхании могут вызывать отравление. Защитный слой, сформированный многими красками, демонстрирует условную эффективность при эксплуатации изделий на улице, потому что через некоторое время в нем могут появляться малозаметные трещины, способные пропускать влагу и микроорганизмы.

Для улучшения закрепления краски на деревянной основе целесообразно предварительно нанести грунтовку, которая во многих случаях содержит антисептики. Таким способом можно предотвратить размножение плесневых грибков, микробов, вызывающих гниение, продлить срок благополучной эксплуатации изделий. Грунтовки многофункционального действия содержат в составе антипирены, понижающие воспламеняемость и способность поддерживать горение природного материала.

Физический

Естественное дерево обладает присущей ему природной влажностью, которая сохраняется при изготовлении пиломатериалов. Молекулы воды концентрируются как в сердцевине, так и в наружных слоях стволов. При плохом просушивании дерева в процессе эксплуатации вследствие испарений влаги из центральных слоев может происходить растрескивание с образованием как мелких, так и очень глубоких расщелин.

Предотвратить нарушение целостности позволяет сушка под вакуумом или без изменения давления. В результате такой физической обработки удается получать древесину с требуемой концентрацией влаги, не превышающей 10% от всей массы.

Обычная сушка без изменения давления проводится при интенсивном вентилировании рабочего помещения в течение 10-15 дней. Если процесс проводить в вакууме, качественную древесину с требуемыми показателями влажности и хорошими внешними характеристиками можно получить за пару дней.

В естественных условиях древесина может сохнуть месяцами.

Обратите внимание! Максимальный защитный эффект обеспечивает термообработка древесины с помощью специального оборудования.

На первом этапе материал прогревают в отсутствии воздуха при температуре, достигающей 180 ℃. При этом происходит полное обезвоживание сырья, гибель всех микроорганизмов и грибков, ранее проживавших в дереве. После интенсивной безвоздушной термообработки сырье прогревают паром при повышенном давлении и температуре, достигающей 240 °С.

Полученная древесина обладает высокими прочностными характеристиками, лишена биологических загрязнений. При желании можно сделать термопечи с подобным действием во дворе частного дома. Однако дело это затратное, оно оправдывает себя только при необходимости проведения постоянной работы с деревом.

Комбинированный

При наличии производственных возможностей древесину обрабатывают, сочетая несколько видов воздействий.

Сначала проводят термообработку, добавляя на втором этапе к водяному пару вещества с антисептическими и антипиреновыми свойствами. В таких условиях они могут глубоко проникать в материал, формируя там защитную среду.

Затем древесину помещают в герметическое пространство, насыщенное химическими реагентами, повышают давление до 12 атмосфер. В таких условиях осуществляется вакуумная пропитка, полученная древесина демонстрирует высокую стойкость ко всем видам воздействий.

Комбинированная обработка, включающая вакуумирование в атмосфере, насыщенной химическими препаратами, называется импрегнированием, считается одним из самых эффективных методов защиты древесины.

Механический

Помимо повышения степени защищенности сырья, большое значение имеет квалифицированное выполнение работы по приданию нужных размеров и формы изделиям. Для этого существуют механические способы обработки, включающие резку, колку, гнутье, прессование.

Часто по старинке используют топор, которым при определенных навыках тесать и рубить очень удобно. Для распиливания существует несколько видов пил, которые отличаются приспособленностью для продольно или поперечно направленной работы. Есть инструмент универсального действия, с помощью которого легко можно сделать любые распилы.

Последующая обработка выполняется строганием рубанками с одним или двумя ножами, шерхебелем, фуганками. Если нужно сделать углубления, не обойтись без долота, которым легко изготавливаются пазы любой формы.

Работать руками, затрачивая только физическую силу, можно непродолжительное время с ограниченным количеством древесины. Если ведется серьезное строительство или изготовление комплекта мебели, желательно обзавестись электрическими или бензиновыми инструментами, деревообрабатывающими станками.

Выбор электрических пил, лобзиков, фуганков, рубанков, шлифовальных машин, фрезеров и дрелей разнообразен, отличается по производительности, мощности и стоимости. Для изготовления цилиндрических изделий, производства ручек, стоек, балясин проводят токарную обработку на станках.

Применение существующих методов обработки позволяет создавать большой ассортимент изделий на любой вкус заказчика.

неделя 2: обработка древесины (1)

неделя 2

Основная технология

Тема: Обработка древесины

Конкретные цели: К концу в состоянии:

i. Назовите четыре основных процесса обработки древесины.

ii. Объясните преобразование древесины.

III. Назовите два способа приправы древесины.

iv. Приведите причины, в то время как выдержка древесины важна.

v. Расчет влажности древесины

ВВЕДЕНИЕ:

Основным сырьем для обработки древесины является дерево. Прежде чем любой деревянный материал будет использован в инженерных целях, он должен пройти некоторые процессы, направленные на очистку деревянного материала, чтобы он стал более стабильным и долговечным. К процессам обработки древесины относятся:

(i)                 Рубка деревьев.

(ii)              Переработка древесины

(iii)             Приправа для древесины.

(iv)             Консервация древесины.

1. ВАЛКА ДЕРЕВЬЕВ: Термин « рубка деревьев » означает вырубку деревьев. Валка деревьев производится цепной пилой . Срубленные деревья распиливают на бревна и отправляют на лесопилку, где из них делают доски.

Вырубка деревьев производится на двух участках, а именно (i) в заповедных зонах государственных лесов и (ii) в свободных зонах.

и. Государственные лесные заповедники: Это участок земли, выделенный государством для выращивания деревьев. В этих районах разрешение на вырубку деревьев обычно выдается крупным компаниям, занимающимся лесоматериалами. После того, как в заповеднике вырублены лучшие деревья, оставшиеся отдаются местным подрядчикам, которым они могут понадобиться. Деньги, выплачиваемые за вырубку деревьев в заповедном лесу, известны как OTV , что означает Out Turn Volume. Это означает, что подрядчики будут платить за объем срубленных и вывезенных деревьев.

ii. Свободные участки: Свободные участки — это места за пределами государственных лесных заповедников, где растут деревья . Чтобы спилить дерево в этих местах, вызывается лесной охранник, который осматривает и подтверждает, что дерево созрело для рубки. После осмотра и подтверждения правительству будет выплачена сумма, называемая «тариф» , и будет выдано разрешение или разрешение на вырубку дерева (деревьев).

2. ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ: Переработка – это процесс расщепления бревна на желаемые размеры для коммерческого и инженерного использования. Существует три популярных метода обработки древесины. Это:

i. Обычный метод распила.

ii. Метод четвертной распиловки и

iii. Тангенциальный способ распила.

(i)       Метод плоского пиления: Метод плоского пиления также известен как метод плоского пиления, косого пиления или метод сквозного пиления. Здесь доски обрезаются параллельно оси дерева. Этот метод прост, быстр и дешев в использовании. Однако деревянные доски, обработанные этим методом, могут деформироваться или расколоться, чем доски, изготовленные другими методами.

(ii)     Квартал Sa Метод крыла: В этом методе бревно разрезается по модульным лучам, но под прямым углом к ​​годичным кольцам, при этом годовые кольца проходят через толщину досок. Доски, произведенные здесь, более стабильны, чем доски из обычного пиломатериала, и имеют лучший рисунок полос. Доски не коробятся, не ломаются и не расщепляются в той же степени, что и при обычном распиле, во время приправы.

(iii)   Тангенциальный Sa Метод крыла: Это метод, при котором доски обрезаются широкими краями по касательной к годичным кольцам. Этот метод применяется только в том случае, если годовые кольца очень четкие и хорошо выражены модульные лучи.   

                                                                          9000 4

3. ПРИПРАВА ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ: Приправа для древесины – это постепенное удаление воды из свежеобработанной древесины. Естественно, вся древесина, твердая или мягкая, содержит определенное количество воды, называемой влагой или соком. Эта влага может привести к короблению, усадке и растрескиванию недавно переделанной древесины, которая не подвергалась выдержке. Отсюда и потребность в приправах.

Существует два распространенных метода приправы древесины. Это:

i. Натуральная приправа: Это естественный способ сушки древесины путем укладки досок на открытом воздухе. Поэтому метод также известен как приправа воздуха . Над сложенными досками обычно делают крышу для защиты от дождя. Этот метод чаще всего используется небольшими лесопильными заводами. Натуральные приправы дешевы, но имеют большой недостаток, заключающийся в том, что для высыхания древесины требуется много времени.

ii. Искусственная приправа: Это искусственный способ сушки древесины с использованием печи (печи) в течение короткого периода времени. Искусственную приправу также называют приправа для обжига или научная приправа . Этот метод очень быстрый, для сушки древесины требуется максимум несколько недель, но он относительно дорог в эксплуатации по сравнению с естественным методом.

Причины для приправы Древесина:

a. Приправа делает древесину более стабильной.

б. Делает древесину легче по весу.

в. Делает древесину более прочной.

д. Дерево легче красить или полировать.

эл. Делает древесину устойчивой к гниению.

ф. Прекращает усадку древесины при высыхании.

г. Благодаря этому древесина имеет лучшее электрическое сопротивление.

      Расчет содержания влаги в древесине

Формула для расчета содержания влаги дается как;

Содержание влаги (MC) = вес во влажном состоянии (W) – вес в сухом состоянии (Wo).

Процентное содержание влаги указано как:

Процентное содержание влаги =

Влажный вес образца древесины – Сухой вес образца древесины x 100 9 0004

                       Масса образца древесины во влажном состоянии 2 Используя символы, формула выглядит следующим образом:

                %MC = W – Wo    X   100

                                W               1

Примеры:

Q1: Рассчитать влажность содержание древесины, которая весит 867 граммов до сушки и 688 граммов после сушки.

MC = W – Wo = 867 г – 688 г = 179 грамм

Q2: Если образец древесины весит 80 кг до сушки и 60 кг после сушки, рассчитайте процентное содержание влаги в древесине.

Использование,         %MC = W – Wo   X  100

                                W            1

Где,   W=80 кг и Wo = 60 кг

%MC = 90 192 80 – 60 x 100

                80         1

% MC = 20 x 100 = 200 = 25%

                80           8

Оценочные вопросы: Ответьте на следующие вопросы:

1.  Какие четыре процесса участвуют в обработка дерева?

2. Что такое переработка древесины?

3. Назовите два метода протравливания древесины

4. Назовите четыре причины необходимости протравливания древесины.

5. Рассчитайте влажность пиломатериала массой 8672 грамма до сушки и 5893 грамма после сушки.

Посмотрите видео ниже о переделке древесины.

Видео преобразования древесины.

Видео предоставлено Woodlands TV

ВИЗУАЛЬНЫЙ ВИДЕОКЛИП