Виды сращивания древесины, технологический процесс и оборудование. Соединения на ламель Ламели деревянные для мебельных соединений

Склейку мебельных щитов осуществляют не только в промышленных масштабах. К такой технологии прибегают домашние мастера, чтобы изготовить мебель, которая по прочности не уступит конструкциям из дубового массива. Столешницы из сращенных ламелей служат очень долго, не коробятся, не деформируются и не разбухают от влаги. Еще один повод для сращивания - наличие брусков небольшого размера, выбросить которые неразумно, а применить некуда. Оптимальный вариант - склеивание ламелей в мебельные щиты.

Мебель, сделанная из натуральных и экологически чистых материалов своими руками, ценится и пользуется высоким спросом. Данный конструкционный материал привлекательнее и практичнее МДФ и ДСП.

Как склеивать мебельный щит дома. Подготовка к работе

Чтобы получить эстетичный и качественный материал, отсортируйте бруски по следующим признакам:

• отсутствие на поверхности сучков и трещин;
• правильная геометрия (небольшую кривизну можно выровнять рубанком);
• соответствие текстурного рисунка и оттенка;
• идентичность породы - сосна склеивается с сосной, лиственница с лиственницей.

Фото 1. Столярный цех "ЛесоБиржа"

Технология склейки мебельного щита

Как клеить мебельный щит? Ответ на этот вопрос зависит от масштабов домашнего производства. Если работа планируется одноразовая для собственных нужд, можно воспользоваться подручным инструментом, имеющимся в распоряжении у каждого хозяина.

Если вы хотите организовать маленький бизнес по изготовлению мебели, придется обзавестись несколькими станками:

• строгальным;
• шлифовальным ленточным;
• плоскошлифовальным;
• ленточнопильным;
• фрезерным.

Учтите, что размеры готового изделия немного меньше, чем заготовок. Делайте припуск на финишную обработку торцов. Ширина сращиваемых ламелей должна быть не более 15 см. только при таких размерах можно добиться отсутствия внутреннего напряжения древесины.

Фото 2. Сращенный мебельный щит из лиственницы

Для мебели оптимальная толщина панелей составляет 20 мм. Однако по правилам склейки мебельных щитов нужно выбрать заготовки толщиной 25 мм. Лишние 5 мм снимаются за 2 приема. Еще до сращивания снимают 3 мм, остальные 2 мм уходят в процессе окончательной обработки.

Каким клеем клеить мебельные щиты

В основном мебельные щиты склеиваются клеем D-1. Этот клей производится с разной степенью водостойкости.

Групп водостойкости в международной классификации несколько, отечественная промышленность пользуется четырьмя:

• низкая;
• две средние - А и Б;
• высокая.

Впрочем, дома подойдет любой клей для древесины. Не хотите использовать ПВА, возьмите клеящий состав "Столяр".

Фото 3. Тонкий мебельный щит из сосны

Как правильно склеивать мебельный щит. Варианты расположения ламелей

Длинные ламели сращиваются только по ширине. Если вы работаете с мелкими брусками, расположение их должно осуществляться в шахматном порядке. В этом случае клеем смазывают и длинные и короткие торцевые части.

При двухслойной склейке бруски первого ряда по отношению к брускам второго ряда располагаются перпендикулярно. Такие щиты обладают особой прочностью и долговечностью. Еще сырые заготовки помещают под пресс, где они должны находиться до полного высыхания клея. Далее следует тщательная шлифовка на специальном оборудовании и снятие фаски на фрезерном станке. После финишной обработки стыки исчезают, щиты готовы к распиловке на детали.

Фото 4. Мебельный щит из лиственницы

Как склеить два мебельных щита между собой

Необходимость соединить две панели в одну возникает при изготовлении изделий нестандартной ширины. 600 мм - это максимальный стандарт листов, поэтому во всех интернет-магазинах большей ширины вы не найдете. Как склеить мебельные щиты, чтобы из двух узких плит получить одну широкую? Этот вопрос клиенты нередко задают технологам компании "ЛесоБиржа" .

Фото 5. Щит мебельный из сосны для производства мебели

Соединить две плиты можно при помощи пазов и закладной рейки. В соприкасающихся торцах необходимо узкой фрезой вырезать продольные борозды и туда поместить рейку, смазанную клеем. Торцы панелей тоже нужно густо намазать клеевым составом. Существует несколько эффективных способов склеивания деревянных панелей. Однако лучше всего с задачей справится профессиональный столяр.

В мебельной промышленности ламели — небольшие овальной формы пластины — используются уже немало лет: с их помощью придают дополнительную прочность клеевому соединению. Но для домашнего мастера ламели только с недавнего времени стали альтернативой шипам. Ведь для того, чтобы использовать ламели, нужен инструмент, нарезающий в деталях соответствующие пазы. Теперь такой инструмент есть. Это модернизированное устройство для выравнивания теневых швов деревянной обшивки, оснащенное набором сменных режущих дисков, один из которых предназначен специально для нарезки продольных пазов.

Устройство сконструировано так, что пользоваться им предельно просто. Режущий диск не надо направлять: пазы выполняются автоматически. Важно и то, что положение диска можно менять и тем самым регулировать глубину пазов. Все это упрощает и ускоряет процесс соединения деталей, особенно если сравнивать с обработкой, необходимой для закрепления соединения вставными шипами.

Еще одна особенность — пазы можно располагать практически на глазок: качество соединения не пострадает, даже если ламель будет немного «плавать» в чуть более длинном пазу.

Если нужно соединить две доски или панели под прямым углом — шипы (потайные или сквозные) закрепят соединение. Основным средством такого крепления домашним мастерам служили и служат до сих пор деревянные стержни. Однако теперь можно пустить в дело и ламели.

Как правильно нарезать пазы для ламелеи

По выбранным ламелям определите глубину паза и в соответствии с этим отрегулируйте положение режущего диска. Затем установите угольник таким образом, чтобы расстояние от него до диска соответствовало половине толщины обрабатываемого материала. Тогда пазы пройдут строго по середине торцевой стороны детали.

При обработке торцов угольник опирается на внешнюю поверхность детали, что к тому же облегчает пользование устройством. При нарезке пазов у внешнего края другой детали угольник упирается в ее торец. Чтобы пазы на обеих деталях точно подошли друг к другу, необходимо предварительно нанести разметку.

Соединение на ламели перегородки в полке или ящике выполняется так же просто. Единственное отличие — при нарезке пазов в основных деталях угольник не устанавливают: его заменяет торцевой край самой перегородки, которую закрепляют на верстаке вместе с основной деталью струбцинами.

В зависимости от толщины обрабатываемого материала и габаритов изделия подбирают ламели того или иного размера.

Положение режущего диска и соответственно глубину пропила можно регулировать. При необходимости поверх диска устанавливается угольник.

При нарезке пазов у внешнего края детали угольник упирается в ее торец.

При нарезке пазов в торце детали угольник находится поверх нее. Паз не обязательно должен проходить по середине торца.

Для Т-образных соединений (когда, например, в ящике устанавливается перегородка) пазы нарезают без угольника, который заменяет другая деталь. Для выравнивания теневых швов деревянной обшивки используются специальные, более тонкие, диски.

На сайте Станкофф.RU вы можете купить оборудование для сращивания древесины ведущих производителей. В наличии и под заказ более 77 моделей станков для сращивания древесины по длине по лучшим ценам. Только выгодные предложения с подробными описаниями и фото. Уточняйте цены у менеджеров.

Применение и особенности технологического процесса

Использование технологии объединения обработанных короткомерных заготовок в изготовлении пиломатериала с заданными параметрами позволяет значительно повысить рентабельность деревообрабатывающего производства. Промышленное оборудование для сращивания древесины применяется в сложном процессе создания качественных изделий, не уступающих по прочности элементам из цельного дерева.

Станки предназначены для соединения отдельных частей древесины в монолитную заготовку, не имеющую видимых швов. Современные технологии сращивания позволяют достигать полной иллюзии цельного деревянного массива и гарантировать долговечную надежность изделия. Работа производится с применением автоматических или полуавтоматических комплексов, включающих станки для выполнения последовательных задач:

1. Черновая обработка . Устранение дефектов в виде смоляных включений и сучков. Выравнивание пиломатериала.
2. Торцовочные работы с применением фрезерования для формирования стыковочных соединений необходимой конфигурации.
3. Процесс сращивания брусков , включающий укладку, проклейку и прессование материала до полной полимеризации клеевого состава.

После каждого этапа производится сортировка деталей в соответствии со стандартами технического задания. По окончании выполняется чистовая обработка поверхности и упаковка готовой продукции. Из ламели, полученной на станке для сращивания по длине короткомерных деталей, изготавливают погонажные изделия, вагонку, половую доску, элементы входных и оконных групп. Установки позволяют с предельной точностью регулировать параметры работы и создавать готовую продукцию с однородной текстурой и окраской поверхности.

Принцип работы разных видов оборудования и методы сращивания

втоматизированные модели оборудования для сращивания по длине или толщине подготовленных к процессу деревянных элементов включает рабочие узлы:

• для загрузки заготовок;
• нарезания шипов;
• нанесения клеевого состава;
• перемещения деталей к прессу;
• прессовочного модуля.

Станки, принимающие детали после обработки на вспомогательных установках, выполняют загрузку материала с предварительной стыковкой частей, и поочередно передают заготовку на клеенаносящее и опрессовочное устройство. Регулировка длины сращиваемых ламелей и усилия при сжатии элементов производится специальными механизмами. Самую высокую продуктивность в работе показывают двухканальные модели, позволяющие выполнять одновременный набор и прессование заготовок на разных рабочих линиях.

Межгосударственные стандарты определяют общие требования к клеевым соединениям зубчатого характера, в соответствии с которыми при работе станка для сращивания древесины должны соблюдаться нормы удельного торцевого давления. В зависимости от нагрузки на деревянные элементы при эксплуатации, сращивание древесины выполняется с применением разных способов, позволяющих деталям выдерживать продольное или поперечное сжатие:

• косая прирезка по полуторцам;
• более прочное соединение по технологии «косой ус»;
• прямая накладка с креплением.

Образовавшиеся в процессе предварительной обработки древесные отходы используются для изготовления прессованных изделий. Оборудование отличается крайне низким процентом брака, который становится возможным только в результате неправильно откорректированного давления пресса или при недостаточной толщине нанесенного клея. Правильные настройки работы станка обеспечивают предельно точную геометрическую форму изделий и безупречную чистоту гладкой поверхности.

Сращивание древесины по длине все чаще применяют для изготовления крупных деталей из дерева. Это позволяет значительно экономить сырьё. Помимо экономии материалов, такой способ позволяет также улучшить потребительские качества древесины – она меньше подвержена деформациям. Использование высококачественного клея дает возможность склеивания кусочков дерева без видимых швов, что создает иллюзию цельного бруса или доски.

Соединение деталей по длине называют сращиванием. Выбирают способ сращивания доски в зависимости от того, где будут применяться изготовленные из нее детали. Например, при изготовлении плинтуса, который не несет на себе никакой нагрузки, доску сращивают на ус: торцы соединяемых досок обрезаются под углом 45 градусов и соединяются внахлест с помощью клея. Существует несколько способов сращивания:

а — ступенчатое; б - на ус с затуплением; в - ступенчатое с выступом; г - ступенчатое на ус с затуплением; д - ступенчатое с выступом и клиньями; е - ступенчатое на ус с затуплением и клиньями; ж - впритык.

Для изделий, которые будут испытывать серьезные нагрузки при эксплуатации, применяют сращивание на шип (клиновидный или зубчатый). При этом за счет увеличения площади склеиваемых деталей соединение получает повышенную прочность, экономично используется дерево.

Все дефекты на коротких обрезках сращиваемых досок удаляются – так получают черновые заготовки для сращивания. Далее их соединяют в ламели нужной длины, используя соединение на микро-шип. Нарезка микро-шипов производится с помощью специальных фрез на шипорезных агрегатах. В результате получают соединение, обладающее способность к самозаклиниванию под действием пресса с сохранением полученного эффекта. Процесс подвергается контролю по ГОСТ 6449, 1 – 82 «Изделия из древесины и древесных материалов. Поля допусков для линейных размеров и посадки».

С помощью технологии продольного сращивания из второсортного сырья получают заготовки нужной длины и высокого качества. Для продольного сращивания применяют автоматические или полуавтоматические линии, самые известные из них следующие: Dimter, Paul, Irion, Reinhardt, Grecon, Ledinek. При этом необходимо соблюдать следующие требования:

1. При сращивании заготовок нельзя допускать, чтобы интервал между нарезкой шипов и собственно процессом сращивания, превышал одни сутки.
2. Готовая сращенная с помощью микрошипов ламель не должна иметь зазоров и щелей. Такие дефекты, как заметные изъяны на строганной стороне в виде различных отверстий и зазоров, указывают на наличие брака в работе.
3. Помещение, предназначенное для проведения работ по сращиванию должно обеспечивать наличие положительной температуры воздуха, не меньше чем 16 градусов.
4. Влажность склеиваемых заготовок может отличаться не больше чем на 3%.
5. Влажность готовой ламели зависит от того, какие требования предъявляются потребителем, но должна укладываться в параметры 6-14 %.
6. По ГОСТ 10414-90 «Древесина клееная массивная. Общие требования к зубчатым клеевым соединениям» торцевое давление при сращивании хвойных и мягких лиственных пород – 8.0 МПа, твердых пород дерева – 10 МПа.
7. Клей наносится специальным устройством, и толщина слоя не должна превышать 0.1 мм. В соединении клеевое покрытие должно занимать больше, чем 0.8 от глубины шипа.
8. Допустимо использования клея, соответствующего международным стандартам DIN EN204 «Клеи неконструкционные термопластичные для дерева».
9. Изделие должно быть подвергнуто прессованию не позже чем через 2 минуты после нанесения клея.
10. Для прочного соединения прессование должно длиться не меньше 5-6 секунд.
11. Согласно ГОСТ 24700-99 №Конструкция зданий и сооружений. Блоки оконные деревянные со стеклопакетами. Технические условия» прочность соединения должна быть от 26 МПС и выше.
12. Необходимо очистить изделие от излишков клея.
13. Перед последующей стадией обработки, изделие необходимо выдержать не менее суток (лучше двое суток) в помещении с температурой 15 градусов. Это позволит клею полимеризоваться, а влага в древесине за это время сможет равномерно распределиться.

Основные виды дефектов

Качественное соединение обеспечивает сращенной ламели прочность исходного дерева и не должно быть сильно заметным. При нарушении технологии или невнимательности оператора, в готовой продукции, полученной с линии сращивания, могут присутствовать следующие дефекты:

Все сращенные заготовки должны вылежаться в течение двух-трех дней, чтобы используемый клей успел полимеризоваться и приобрести рабочие качества. После выдержки заготовки подвергают чистовой обработке и получают из него полностью готовую для применения продукцию. Ассортимент готовой продукции может включать в себя окрашенные половые рейки, наличники, плинтуса, клееный брус или клеёные щиты.

Использование автоматических и полуавтоматических линий сращивания позволяет найти применение несортовой или неразмерной древесине и значительно расширить ассортимент выпускаемой продукции.

Выбор схемы сращивания в зависимости от нагрузки на готовое изделие

Если изделие будет подвергаться только сжиманию, то достаточно применить самый простой вид сращивания, соединяя детали внакладку (косыми или прямыми срезами). Чтобы повысить стойкость изделия при боковых нагрузках, применяется соединение типа накладного замка. При этом делается накладка с применением скошенных торцов или с торцевым шипом.

Для изделий, рассчитанных на растягивающие нагрузки, применяют соединения накладной замок (зубчатый или простой). Для его выполнения на соединяемых заготовках вырезают углубления и выступы. Схема зубчатого накладного замка позволяет достичь высокой прочности соединения, которая выдерживает сжимающие, растягивающие и боковые нагрузки.

Соединение «двойной сковородень» — прямая накладка с шипом, называемым ласточкин хвост. Показывает высокую прочность при разных нагрузках – боковых смещениях, растяжении и сжатии.

Схема соединения «сдвижной замок» в виде накладки со скошенным упором способна придать прочность изделию, подвергающемуся растяжению и поперечным нагрузкам.

Существует схема, при которой добиваются повышенной жесткости конструкции накладных замков, вбивая дополнительные клинья между выступами. Называют такие замки натяжными. Делают их либо разъемными, либо склеивают. Разъемные натяжные замки следует проолифить или покрасить, что поможет защитить замок от влаги.

Выбор сырья для получения клееных пиломатериалов

Качество конечной продукции напрямую связано с качеством сырья. Несмотря на то, что клееная древесина подразумевает использование несортовых отходов, для большего выхода качественной продукции все-таки существуют критерии отбора к сырью. Склеить можно и опилки, но тогда это будет совсем другая продукция. Поскольку нашей задачей является получение качественных пиломатериалов, то с целью снижения себестоимости при выборе сырья надо придерживаться определенных норм:

• Древесина, в которой слишком много сучков, потребует слишком больших трудозатрат по ее подготовке, и большая ее часть уйдет в отходы. Поэтому берем только древесину первого и второго резов.
• Подбираем заготовки такой длины, которая даст возможность получить приемлемое качество изделия. Слишком короткие обрезки увеличат расход клея и понизят качество. Плюс к этому значительная часть такого сырья в процессе изготовления превратится в опилки.
• В переработку принимать древесину с припуском, размер которого исключает образование дополнительных отходов производства.

Правильная технология сращивания включает в себя весь цикл производства. Имеет значение все, начиная от правильно отведенных мест под сырье и полуфабрикатов до количества и качества изготовленной продукции и процента отходов.

Технологические циклы процессов сращивания древесины

Весь цикл включает в себя следующие этапы:

1. Подбор и сортировка исходного сырья;
2. Сушка пиломатериала, отобранного для сращивания;
3. Черновая обработка по выравниванию сырья;
4. Удаление дефектов сырья;
5. Торцовка и изготовление шипов для соединений;
6. Сортировка полученных ламелей;
7. Сам процесс сращивания – укладка, проклейка, прессование;
8. Выдержка сращенных изделий до полной полимеризации клея;
9. Чистовая обработка сращенной древесины.

Пиломатериал после сортировки и сушки до влажности 8-16% поступает в цех для производства сращенной древесины. Существует поставка в пакетах древесины с прокладками и без таковых. При поставке пакетов с прокладками, возникает необходимость введения дополнительной операции – снятие древесины с прокладок. В конкретном случае все зависит от выбранной технологии.

Следующий этап – черновая обработка. Необходима для выравнивания поверхностей со всех сторон. Основная задача – убрать неровности, возникшие в процессе сушки пиломатериала от коробления. После проведения черновой обработки допускаются мелкие дефекты в виде недостаточно качественной простружки. Далее убираем те дефекты, которые повлияют на качество конечного изделия. Получаем новую, готовую к дальнейшей обработке ламель.

В зависимости от того, какой вид продукции предполагается получить на выходе, технолог дает указание на характер дефектов, которые должны быть вырезаны из заготовок, либо отсортированы на получение более дешевых материалов. Так, клееная древесина под покраску может содержать большее количество дефектов, чем высококачественный клееный брус или щит:

• синеву;
• сучки;
• смолистость;
• наличие обзолов;
• другие виды повреждений.

Торцовка ламелей происходит в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Автоматический режим предполагает раскрой деталей по заданной программе. При работе в полуавтоматическом режиме, задача оператора станка распределить в какой карман направить ту или иную ламель для торцевания.

Для того чтобы использовать древесину по максимуму, ламели с дефектами склеивают по технологии – одна сторона готовой продукции (лицевая) не должна содержать дефектов, а все дефекты должны оказаться на изнаночной стороне изделия. Для этого важно не ошибиться при компоновке сращиваемого материала. Также поступают при наличии обзола. Укладывают ламели так, чтобы все детали с обзолом оказались на одном из торцов готового изделия.

В цеху для каждого сорта ламелей должно быть специально отведенное место складирования.

Все полученные ламели складываются по сортам на поддоны и подписываются. Такой подход позволяет четко отслеживать процесс производства. Сращивание ламелей производится только после накопления объемов, достаточных для работы смены. В иных случаях это нерационально, так как требует много лишних операций по перестановке оборудования и сырья.

В производстве клееного бруса неизбежно возникают потери при нарезке шипов для соединения и при обрезке сращенных ламелей в готовый размер. Гораздо выгоднее изготавливать продукцию большей длины, поскольку при этом значительно сокращается количество отходов.