Как березка стала фанерой

МБОУ «Сухобезводненская средняя школа»

Окружная научно-практическая конференция младших школьников

«Первые шаги»

Исследовательская работа на тему:

«Как березка стала фанерой»

Выполнили обучающиеся:

Махлай Вероника и Бухмарева Ульяна

Руководитель:

Дашкова Галина Алексеевна

р.п. Сухобезводное

2018г.

Содержание

Введение……………………………………………………………………..3

1. Теоритическая часть………………………………………………….4

1.1 Процесс производства фанеры…………………………………...4

1.2 Применение фанеры………………………………………………7

1.3 Виды фанеры………………………………………………………8

2. Практическая часть……………………………………………………….10

2.1 Приготовление образцов фанеры………………………………..10

2.2 Метод определения прочности…………………………………..13

2.3 Результаты испытаний……………………………………………11

Заключение…………………………………………………………………...15

Введение.

Большинство родители нашего класса работают на самом большом заводе по производству фанеры в городском округе Семеновский. Нам стало неподдельно интересно побывать на предприятии изучить и понять, как из березки получается фанера.

Мы часто наблюдаем за тем как огромные машины, которые называются лесовозы, возят на завод березу. Как же из нее можно получить такой строительный материал как фанера? Вот в этом мы и разберемся.

Русская береза среди древесины занимает особое место. Наша страна обладает самыми богатыми берёзовыми лесами в мире. И эта сырьевая позиция дает возможность выпускать ей высококачественную фанеру, ценится которая во всем мире. Древесина обладает средней плотностью (650 кг/м3), при этом строение ствола имеет более тонкое строение годовых колец и меньшее количество сучков, что на качестве шпона сказывается самым положительным образом и дает возможность производить фанеру высоких сортов с ровной и красивой поверхностью.

Фанера из березы обладает уникальными прочностными характеристиками. Также отметим, что фанера березовая достаточно легкая и в три раза превосходит сталь по соотношению «вес/прочность».

Такой прочности фанера обязана не только уникальным свойствам древесины, но и перекрестному расположению листов шпона внутри плиты.

Отметим, что березовая фанера не теряет своих характеристик в широком температурном диапазоне: — 40 -+50С. Таким образом, использовать берёзовую фанеру можно практически в любых климатических условиях.

Целью нашей исследовательской работы является изучение технологического процесса изготовления фанеры, на основе современного деревообрабатывающего завода.

Исходя из цели мы поставили перед собой следующие задачи:

1. Сходить на экскурсию на завод.

2. Изучить процесс изготовления фанеры.

3. Провести в лаборатории опыты с фанерой.

4. Проанализировать результаты испытаний фанеры.

5. Дать описание трем видам фанеры которые изготавливают на заводе.

Объект исследования: технология изготовления фанеры.

Предмет исследования: виды фанеры и ее свойства.

Методы исследования: экскурсия по заводу, опыты в лаборатории, изучение технологии производства, подготовка образцов фанеры, презентация.

Актуальность исследования: На всех этапах развития человечества расширялось применение древесины в строительстве. Усложнялись как технологии обработки древесины так и инструмент с помощью которого осуществлялась обработка древесины. В современном мире трудно не вспомнить такую область жизнедеятельности человека, где была бы не задействована древесина. Отсюда следует, что обработка древесины - это довольно интересная тема, которая изложена нами.

Фанера – хорошо знакомый каждому строителю материал и ставший уже столь привычным, что мало кто задумывается об его уникальных свойствах. Между тем, фанера из русской берёзы пользуется популярностью во многих странах, чем обязана своей исключительной прочности и красивой поверхности. В нашей работе мы расскажем о том, чем же так интересна берёзовая фанера и почему она так популярна во всем мире.

1. Теоретическая часть.

   1. Процесс изготовления фанеры.

Сырьем  для производства фанеры служат березовые  лесоматериалы (фанерный кряж). На завод они поступают автомобильным и железнодорожным транспортом.  
Обработка древесины. 

Фанерное  сырье обрабатывается гидротермическим способом перед лущением шпона. Такая  обработка повышает пластические свойства древесины и создает условия  для получения качественного  шпона. Гидротермическая обработка  осуществляется методом проваривания сырья в варочных бассейнах. На предприятии имеются открытые бассейны циклического типа, а также крытые бассейны непрерывного (проходного) типа. 
Распиловка  фанерного кряжа.  
Лесоматериалы для производства лущеного шпона  поступают на завод в кряжах. Кряжи после гидротермической обработки распиливаются на чураки для лущения.  

Лущение. 
Лущение представляет собой процесс резания  древесины, при котором с вращающегося чурака поступательно движущимся ножом снимается непрерывная лента древесины - шпон. Эта непрерывная лента с помощью ножниц рубится на формат и укладывается в стопы, после чего шпон подается на сушку.

Сушка шпона. 

Сушка шпона производится в роликовых  сушилках. Вдоль сушилки шпон перемещается системой парных вращающихся роликов. Проходя камеру сушки, шпон высушивается до влажности 6±2%.

Сортировка  шпона.

Сортировку  шпона производят по сортам: для  наружных слоев и для внутренних слоев, в соответствии с технологической  инструкцией. Требования, предъявляемые к древесностружечным плитам. Физико-механические показатели.
Починка шпона. 

Починка шпона – технологический процесс повышения сортности.

 Починка заключается в следующем: удаление из листов шпона дефектов древесины с последующей заделкой этих мест вставками из качественного шпона. 
Ребросклейка шпона. 

Разно форматные куски шпона подаются на линию  ребросклеивания, где склеиваются с помощью специальной ленты и клея в непрерывную ленту, которая потом рубится на нужный формат.

Сращивание шпона.

Листы шпона загружаются на конвейер по одному, затем смазываются клеем и склеиваются на прессе вдоль волокон. Такие срощенные листы используются на внутренних рубашках.

Технологический процесс производства фанеры из шпона. 
Технологический процесс производства фанеры состоит  из следующих операций: 
-приготовление клея;

-нанесение клея на шпон;

-формирование пакетов; 

-предварительная холодная подпрессовка пакетов; 

- склеивание пакетов сухим горячим способом.

Приготовление клея производится согласно рецептуре  из следующих компонентов: 
-смола смола фенолоформальдегидная марки СФЖ 3014 по ГОСТ 20907-76;  
-мука  хлебопекарная; 

-Мел 

Сборка  пакетов фанеры

Включает  в себя нанесение клеевого слоя на шпон на клеенаносящем станке (вальцах) путем пропуска листов шпона между вращающимися клеевыми барабанами и укладку листов шпона в определенной последовательности, в зависимости от сорта и толщины фанеры.

Склеивание  фанеры

Склеивание  фанеры производится горячим способом в гидравлических прессах с выдерживанием  определенных температурных режимов, в зависимости от марки и толщины  фанеры. Перед горячим прессованием пакеты фанеры проходят холодную подпрессовку. Склеенная фанера после 24-х часовой выдержки поступает на обрезку кромок и шлифование. 

Обрезка кромок

Производится  с целью придания фанере определенных геометрических размеров. Операция производится полистно на форматно-обрезных станках  проходного типа, расположенных друг за другом и производящих попарную опиловку двух параллельных кромок листа. 
 Шлифование  фанеры

Выполняется для выравнивания поверхности фанеры и устранения разнотолщинности, а также для придания продукции более привлекательного товарного вида. Шлифованию подвергаются только высшие и средние сорта фанеры. 
Сортировка  фанеры.

При сортировке определяют количество и пороки древесины, дефекты обработки, прочность склеивания, размеры, покоробленность листов. Сортировщики фанеры визуально определяют сорт каждого листа и выявляют скрытые дефекты: расслоения, пузыри. Пузыри определяют простукиванием поверхности фанеры деревянным молоточком. Фанера, имеющая расслоения, выбраковывается. При сортировке также выполняется ручная доработка фанеры с целью устранения некоторых дефектов, например, дошлифовка отдельных мест, замазка трещин. Некоторые листы фанеры направляются на повторную обрезку с целью устранения дефектов, которые не могут быть устранены при сортировке. 

Маркировка  и пакетирование листов фанеры.

На каждый лист фанеры наносится четкая маркировка в виде круглого штампа, нанесенного  несмываемой краской. Штампы наносят  в правом углу обратной стороны фанеры. Вся фанера упаковывается в пакеты, обеспечивающие при доставке ее целостность  и сохранность. Фанера подлежит защите сверху и снизу обложками и  с боковых сторон обкладками. Маркировка пакетов производится несмываемой  типографской краской и наносится  на 2-х противоположных обкладках  пакета.  
Хранение. 
Фанера  хранится на специально оборудованном складе готовой продукции и должна быть защищена от внешних воздействий. 

1. Применение фанеры.

  Мебельное  производство 
 Применение  фанеры особенно рекомендуется  для изготовления компонентов  мебели и высококачественной  мебели благодаря ее хорошим  техническим характеристикам, легкости, стабильности линейных размеров, а также благодаря легкости  окончательной отделки поверхности. 

  Производство упаковки
 Фанера  имеет много преимуществ по  сравнению с традиционным упаковочными материалами.
- влагостойкость  и стойкость к воздействию  химикатов,
- низкая  себестоимость,
- долговечность  и легкий вес, 
- безопасность  и гигиеничность, 

Строительство 
 Фанера  широко используется в строительстве  в качестве долговечного и  легкого материала с высокими  техническими характеристиками. 
 Основные  области применения фанеры в  строительстве:
- Опалубка 
- устройство  строительных лесов и подмостей. 
 - Деревянные  конструкции для фасадов зданий
 - Устройство  полов и паркета
 Судостроение
 •  В отделке интерьера яхт и судов 
 •  При изготовлении: бортов, палуб,  сидений на лодках, катамаранах  и пассажирских теплоходах
 Транспортное  машиностроение
 • При изготовлении: кузова и пола грузовых автомобилей, трейлеров, торговых прицепов, контейнеров, автофургонов, троллейбусов, автобусов, вагонов, обшивки дверей и салонов
  Торговое, сервисное и складское оборудование
 • При изготовлении: шкафов, прилавков, стеллажей, пляжных домиков, кабинок и душевых, примерочных и перегородок, информационных стоек 
 •  Применяется: при оборудовании  гостиниц, баров и ресторанов, парикмахерских, прачечных, медицинских кабинетов  и аптек, при изготовлении мебели  для уличных ресторанов, в обшивке  складских помещений

 Детская мебель и оборудование игровых площадок (детская мебель (столы, стулья, скамейки, шкафы и др.), оборудование детских и игровых площадок, спортивные и игровые площадки (хоккейные площадки, снежные горки, места для зрителей на спортивных площадках, скамейки, бортики, настилы под полы), школьная мебель, детские игрушки, детские горки);
 Другие сферы применения (дорожные  знаки, рекламные щиты, лифты,  шаблоны и др.). 

1. Виды фанеры.

Название «ФСФ» говорит о составе материала:

• фанера — Ф;

• фенолформальдегидный клей — СФ.

Благодаря специальной дополнительной пропитке этот вид материала обладает повышенной водостойкостью. Фанера ФСФ считается износоустойчивым материалом. Каждый ее слой состоит из березового лущеного шпона высшего качества.

Показателям фанеры из березы характерна несгибаемость и прекрасная сопротивляемость усилиям разрыва. На данные характеристики не влияет смена температуры. Кроме того, фанера марки ФСФ обладает повышенной влагостойкостью. Имея такие характеристики, материал может использоваться для разных работ. Такая марка легко обрабатывается. Ее легко пилить, в нее без труда вкручиваются шурупы, можно сверлить в ней отверстия и распиливать на части. Поэтому фанера ФСФ стала использоваться в различных производственных и строительных сферах.

Марка ФСФ рассчитана на длительные сроки эксплуатации. Высочайшее качество дает возможность применять ее в особо суровом климате. Причем первоначальный внешний вид остается таким же привлекательным.

В основном ее биологическая стойкость полностью отвечает прочности древесины, из которых была сделана плита. Фанера ФСФ изготавливается с применением фенолформальдегидных смол, которые придают ей высокую влагоустойчивость.

Бакелитовая фанера — это уникальный строительный материал, который по эксплуатационным характеристикам практически не уступает даже низколегированной стали. Это достигается с помощью специальной технологии ее изготовления, которая основана на пропитке березового шпона водосмолами (фенолформальдегидной). После пропитки при температуре 270°C под давлением 6 атм материал прессуется и склеивается. В результате получается стройматериал, который отлично противостоит повышенной влажности и температуре. Он не покрывается плесенью и грибком, не гниет, поэтому может использоваться даже в странах с влажным климатом и на берегу моря. Бакелитовая фанера ФБВ изготавливается в соответствии с ГОСТ 11539-83 из березового шпона с нанесением синтетической фенолформальдегидной водорастворимой смолы как на внутренние, так и на внешние слои.

Для изготовления фанеры ФОБ используют непарное количество тонких листов шпона (но не менее шести), которые наложены друг на друга строго перпендикулярно – это позволяет придать особую прочность готовому изделию и увеличить стойкость к нагрузке при любых видах деформации. При этом каждый лист тщательно промазывается клеевой субстанцией, изготовленной на основе смол. Такая заготовка помещается под пресс, где посредством давления и высокой температуры происходит склеивание листов. В результате получается плита из древесины, состоящая из многих слоев, которая затем подвергается обрезке под нужный размер.

Потом готовый фанерный лист обрабатывается клеем из формальдегидных смол и подвергается ламинированию – нанесению на его поверхность плотного листа бумаги, пропитанного формальдегидным составом. Горячее прессование дает возможность получить из фанерного листа и ламинатного покрытия целостное изделие. При этом разнообразие ламинированной пленки может придавать материалу гладкую или слегка рельефную (сетчатую) поверхность различной толщины и цветовой гаммы.

1. Практическая часть.

   1. Приготовление образцов фанеры.

Для отбора образцов используются ниже перечисленные измерительные устройства и оборудование.

1. 1 Микрометр или подобный измерительный инструмент с ровными и параллельными круговыми измерительными поверхностями диаметром 16±1 мм. и испытательным усилием 4±1Н. Шкала измерительного инструмента должна обеспечивать считывание с точностью до 0,1мм.

2. 2 Штангенциркуль или иной подходящий инструмент с измерительной поверхностью и шириной не менее 5 мм. и шкалой, обеспечивающей точность измерения до 0,1мм.

3 Линейка металлическая КТ2, с ценой деления 1мм.

4 Прибор, обеспечивающий кондиционирование образцов при относительной влажности воздуха 65±5% и температурой 20±2˚С.

1. Весы электронные с точностью измерения до 0,1г.

6 Инструмент для отрезания образцов.

2. Древесные материалы (плиты и фанеру) для испытания отбирают не ранее, чем через сутки после их изготовления.

3. Размер выборки зависит от цели определения свойств плит. Число и размер образцов для испытания устанавливается в соответствии с методикой испытания.

4. Образцы для испытаний отрезаются от отдельных плит по размерам, установленных в стандартах, описывающих методы испытания.

План отрезания небольших образцов для испытания (минимальное расстояние между двумя образцами для одного и того же испытания не должно превышать 100мм.)

1. Все образцы для испытания, отрезанные от плиты, маркированы на одной и той же поверхности с помощью:

• идентификационного номера испытуемой плиты;

• серийного номера испытуемого образца и, если возможно,

• исходного продольного направления и исходной верхней и нижней поверхности плиты.

1. Отрезание образцов для испытания должно осуществляться таким образом, чтобы их края были чистыми, без прожогов и перпендикулярны к плоскости плиты.

2. Для измерения толщины измерительные поверхности микрометра медленно прикладываются к образцу. Толщина измеряется с погрешностью до 0,01 мм. Для измерения длины и ширины образцов, губки штангенциркуля медленно, с легким усилием прижимаются к образцу под углом 45˚ к поверхности плиты. Длина и ширина измеряются с погрешностью 0,1 мм.

3. Для обеспечения постоянства массы образцы кондиционируются при относительной влажности воздуха (65±5)% и температуре (20±2) ˚С. Постоянство массы считается достигнутым, если результаты двух проведенных с промежутком в 24 часа взвешиваний образца не отличаются более чем 0,1%.

1. Метод определения прочности фанеры.

ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ.

1. Ширина и толщина каждого образца для испытаний определяются согласно EN 325 в следующих точках:

• Толщина измеряется в точке пересечения диагоналей.

• Ширина измеряется в центре длины образца.

1. Расстояние между центрами опор устанавливается равным 20-кратной номинальной толщине образца (с точностью до 1мм), но не менее 100мм и не более 1000мм. Расстояние между центрами опор измеряется с погрешностью не более 0,5мм, и цилиндрическая нагружающая головка, расположенная параллельно опорам, на равном расстоянии от них и имеющей возможность перемещения в вертикальной плоскости.

2. Перед испытанием образца определяют влажность и плотность листа, из которого был выпилен образец, и замеряются линейные размеры образца.

3. Образец следует ровно уложить на опоры, продольная ось образца должна располагаться под прямым углом к осям опор и нагруженному центру .

4. Усилие должно производиться с постоянной во время всего испытания скоростью нагружения. Скорость нагружения должна быть отрегулирована так, чтобы разрушающее усилие было достигнуто в течение (60±30)с.

5. В момент разрушения нагружение прекращают, снимают показания с табло испытательной машины и секундомера, и вычисляю предел прочности при изгибе.

6. Если при испытании наблюдается сильный прогиб образца при отсутствии излома, расстояние между опорами должно быть уменьшено. В данном случае в протоколе должно быть указанно расстояние между опорами. При уменьшении расстояния между опорами применяют новые образцы.

7. Испытание должно быть проведено по двум группам образцов в соответствии с ориентацией, то есть в продольном и поперечном направлениях. В каждой группе половина образцов должна быть испытана «лицевой стороной вверх», а вторая половина образцов – «оборотной стороной вверх».

2.3 Результаты испытаний

Заключение.

Березовая фанера обладает более высоким уровнем прочности и водостойкости, ее могут использовать в разных областях строительства. Фанера березовая дарит приятное ощущение теплоты и имеет красивый рисунок натурального дерева. Благодаря данным характеристикам фанера из березы стала самым популярным материалом в области изготовления мебели, строительства и при оформлении помещений. Березовую фанеру также широко применяют во время декорирования экстерьеров зданий.

Березовую фанеру сейчас применяют в различных областях, к которым относятся автомобиле- и вагоностроение. Самое большое распространение фанера из березы получила в сфере изготовления мебели, в строительстве и отделке помещений. Этому предшествовали три обстоятельства:

• береза - гораздо более распространенно дерево, чем остальные лиственные породы;

• березовый ствол редко бывает пригодным для производства доски или бруса высокого качества, что не влияет на качество березовой фанеры;

• березовый шпон высокопрочен, имеет небольшую плотность и очень красивую текстуру, поэтому березовая фанера становится пригодной и для производства мебели.

Кроме того, фанера из березы может использоваться как упаковочный материал для грузов самых разных размеров. Березовая фанера имеет специфическое применение, которое состоит в использовании ее при производстве мебели для спортивных залов, аквапарков и бассейнов.

У фанеры березовой есть ряд существенных преимуществ перед другими подобными стройматериалами. Березовую фанеру выпускают в различных форматах, включая большие, она обладает отличной твердой поверхностью. Благодаря красивой текстуре древесины, фанера березовая является самым эффектным отделочным материалом, а прекрасное качество шлифовки разрешает ее применение в различных сферах.