Механическая обработка древесины
Столярная подготовка древесины: Столярная подготовка подразумевает такие работы, как удаление грязи, зачистка поверхности древесины, заделка сучков и трещин, шлифование. Сначала древесину зачищают шлифтиком, у которого имеется прямолинейный нож со стружколомом, работающий под углом 60°. Обработка поверхности шлифтиком должна дать ровную, гладкую поверхность без задиров. Затем поверхность выравнивают шлифованием. Шлифование производится вручную или электро-шлифовальными машинками мокрым или сухим способом. Мокрый способ предполагает обязательное смачивание шлифуемой поверхности водой, керосином, маслом или скипидаром для охлаждения.
ПОДГОТОВКА ДРЕВЕСИНЫ К ОТДЕЛКЕ
ЭМУЛЬСИЯ (новолат. emulsio, от лат. emulgeo — дою, выдаиваю) — смесь двух или более жидкостей, которые в норме не смешиваются. Строго говоря —дисперсная система с жидкой дисперсионной средой и жидкой дисперсной фазой.
Перед морением поверхность циклюют, смачивают для поднятия ворса, шлифуют, высушивают, выдерживая его 3—4 суток в сухом и теплом месте, и лишь потом приступают к морению. Морение осуществляют равномерным смачиванием всей поверхности водными красящими растворами, наносимыми распылением или погружением. Глубокое крашение осуществляют различными способами, например, путем обработки заготовок в автоклаве, в котором создается повышенное давление, в пределах 8—10 ат.
После крашения древесину осторожно шлифуют и после просушки поверхность лощат, т. е. протирают комом волоса, грубым сукном или войлоком.
Последовательность применения абразивных материалов следующая: сначала обработка поверхности производится крупнозернистым абразивом, затем среднезернистым и, наконец, мелкозернистым. При шлифовании не надо применять больших усилий, так как от этого качество только пострадает. Поверхность после шлифования должна быть чистой и шелковистой на ощупь.
Что же применяют в качестве шлифующих материалов? Обычно это шлифовальные пасты, порошки и шкурки. Шлифовальная паста представляет собой растертые на масле (воске, парафине) мелкие абразивные зерна. Чтобы растворить такие пасты, применяют керосин, бензин, скипидар, уайт-спирит. Если надо разбавить, используется простая вода.
Шлифовальный порошок – это сухие абразивные зерна. При их применении обычно применяется мокрый способ шлифовки (вода, керосин, масло, скипидар). Применение мокрого способа не является обязательным условием, но если вы решили предпочесть сухой способ, то приготовьтесь к пыли и большему расходу шлифовального порошка.
С абразивным материалом в виде шлифовальной шкурки мы сталкиваемся чаще, чем с двумя предыдущими. В качестве основы шлифовальных шкурок используется ткань, бумага, картон. Выпускают шкурки в виде листов и рулонов.
Листы используются при ручном шлифовании, а рулоны при механизированном. Не следует забывать, что шлифовальные шкурки бывают водостойкие и неводостойкие. На бытовом уровне всегда предпочитается водостойкая шкурка, как более универсальная.
Классификация шлифовальной бумаги по показателю зернистости
Основными характеристиками абразивных материалов, кроме их природы являются такие, как «Зерно» и «Зернистость» (grit).
«Зерно» — размер (диаметр) гранулы абразивного материала.
«Зернистость» — количество абразивных частиц на квадратный дюйм.
В настоящее время среди иностранных и некоторых российских производителей наибольшее распространение получил стандарт Европейской Федерации производителей абразивных материалов FEPA (Federation of European Producers of Abrasives). Эта классификация полностью идентична классификации абразивных материалов по версии Международной организации по стандартизации ISO (International Organization for Standardization).
Стандарт ISO 6344 состоит из трех частей: «Шлифовальный материал с покрытием. Гранулометрический анализ. Часть 1. Определение гранулометрического состава»; «Шлифовальный материал с покрытием. Гранулометрический анализ. Часть 2. Определение гранулометрического состава микрозерен от P 12 до P 220»; «Шлифовальный материал с покрытием. Гранулометрический анализ. Часть 3. Определение гранулометрического состава шлифпорошка от Р240 до Р2500»
Гранулометрический состав шлифпорошка обозначается буквой P и цифрами от 12 до 2500. Определяется гранулометрический состав шлифовальных порошков от P12 до P220 просеиванием через контрольные сита, с определенным размером ячейки, в то время как для шлифпорошков (Р240-Р2500) применяют измерение скорости оседания частиц. Причем типоряд «P» действителен для гибких материалов. Существует еще похожий на него типоряд «F» — для твердных изделий — кругов, брусков, некоторых дисков
Чем ниже зернистость, тем грубее наждачная бумага и наоборот. На рынке представлена шлифовальная бумага с зернистостью от Р12 до Р4000. Наиболее часто для строительно-отделочных работ применяется шлифовальная бумага с зернистостью Р80-Р600.
| Соответствие стандартов размеров абразивного зерна шлифовальной шкурки | |||
| Размер зерна FEPA | Размер зерна ГОСТ | Средний размер зерна в Мкн | Рекомендуемое применение |
| P12 | №160 | Черновая обработка. Обдирание | |
| P16 | №125 | ||
| P20 | №100 | ||
| P22 | №80 | ||
| P24 | №63 | ||
| P30 | --- | ||
| P36 | №50 | ||
| P40 | №40 | ||
| P50 | №32 | ||
| P60 | №25 | ||
| P80 | №20 | Средняя обработка. Сглаживание поверхности, удаление небольших неровностей. | |
| P100 | №16 | ||
| P120 | №12 | ||
| P150 | №10 | Тонкая обработка. Окончательная шлифовка. | |
| P180 | №8 | ||
| P220 | №6 | Очень тонкая обработка. Шлифовка перед покраской. | |
| P240 | №М63 | 58,2 | |
| P280 | 52,2 | Экстра тонкая обработка. Удаление пылевых крапинок. | |
| P320 | №М50 | 46,2 | |
| P360 | 40,5 | Супертонкая обработка. Тонкая окончательная шлифовка для удаления глянца или пятен и царапин на поверхности. | |
| P400 | №М40 | ||
| P500 | 30,2 | ||
| P600 | №М28 | 25,8 | |
| P800 | 21,8 | ||
| P1000 | 18.3+/-1,5 | Супертонкая обработка. | |
| P1200 | 15,3+/-1,5 | ||
| P1500 | 12.6+/-1,5 | ||
| P2000 | 10.3+/-0.8 | ||
| P2500 | 8.4+/-0.5 |
| Рекомендуемая скорость шлифования в м/с для абразивных инструментов из шлифовальной бумаги | ||
| Обрабатываемый материал | Миним. м/с | Макс. м/с |
| Титан | ||
| Твердые металлы | ||
| Нержавеющая сталь | ||
| Углеродистое железо | ||
| Чугун | ||
| Алюминий | ||
| Латунь | ||
| Медь | ||
| Сухая твердая древесина | ||
| МДФ | ||
| Мягкая смолистая древесина | ||
| Лаки | ||
| Композиты | ||
| Резина | ||
| Кожа | ||
| Стекло | ||
| Фарфор |
Отделочная подготовка древесины:
После того как проведена столярная подготовка, приступают к отделочной подготовке. Она включает в себя зачистку, обессмоливание, отбеливание, грунтовку и дополнительное шлифование.
Прежде всего, что же вызывает необходимость дополнительного шлифования? Дело в том, что при обработке шлифованием происходит перерезание волокон. И если сразу после шлифования на дерево наносить лакокрасочные материалы, то в процессе высыхания перерезанные волокна поднимаются и поверхность получится шероховатой.
Чтобы этого не случилось, надо еще до отделки поднять эти волокна и удалить их. Делается это путем увлажнения поверхности водой, а лучше раствором следующего содержания: 50 г карбамидной смолы, 1 г щавелевой кислоты на 1 л воды. Можно использовать и коллагеновый клей – 4050 г сухого клея на 1 л воды. Приготовленный раствор при температуре не ниже 20 °C наносят на дерево тампоном или губкой.
Нанесение должно производиться равномерно, без потеков. Для качественного результата важное значение имеет влажность воздуха в помещении. Рекомендуемое оптимальное значение влажности – 50–70 %.
У древесины хвойных пород производится обессмоливание. Заключается оно в том, что древесину промывают растворителем – бензолом, скипидаром и т. д. Самый безопасный путь обессмоливания – это протирка 5 % раствором едкого натра в горячем состоянии. При этом смола на поверхности древесины омыляется и легко смывается теплой водой (можно и 2 % раствором соды).
Если на поверхности древесины имеются пятна, проводят отбеливание. Для этого пользуются или 10 % раствором щавелевой кислоты, или 15 % раствором перекиси водорода с добавлением двухпроцентного раствора нашатырного спирта. Растворы ядовиты, поэтому нанесение их на древесину производится щеткой или кистью, наличие очков, резиновых перчаток и фартука обязательно.
После отбеливания поверхность древесины надо шлифовать по той же причине, о которой говорилось ранее (из-за поднимания волокон древесины).
ЛОЩЕНИЕ
Слово лоск широко используется в русском языке в самых разнообразных значениях. Все же главное из них - придать лоск какому-то предмету, т.е. навести глянец. Этот процесс называется лощением.
Лощение, как отделочная операция, широко применяется при обработке самых разнообразных материалов: камня, металлов, керамики, кожи, пластмасс и т.д. Однако, лощение почти совершенно вышло из употребления в деревообработке, будучи повсеместно заменено тонким шлифованием..
Лощение является древнейшей отделочной операцией по причине простоты и эффективности. Достаточно потереть отделываемое изделие другим гладким предметом, например, камнем или обушком ножа, и оно сразу приобретает требуемый глянец, т.е лоск.
Легко лощатся материалы, содержащие полимеры. На этой особенности основано знакомое каждой хозяйке глажение белья. Биополимеры ( шерсть, шелк, хлопок, крахмал и т.д.) при повышенной температуре и достаточной влажности приобретают высокую пластичность, что и обеспечивает процесс глажения.
Лощение является одним из основных процессов в производстве текстиля, бумаги и картона, обеспечивая например, получение высококачественных, - почти зеркальных поверхностей бумажных материалов. В технике получения фотографических отпечатков на фотобумаге этот процесс называнием глянцеванием.
В новых условиях эффективность лощения древесины была практически доказана больше 20 лет назад, когда возникла необходимость выполнения тонкослойной лакокрасочной отделки мебельных щитов. Эта технологическая операция получила название "термопрокат" и применялась на многих мебельных комбинатах. Станки для термопроката предварительно отшлифованных щитов использовались в отделочных линиях непосредственно перед лаконаносящим станком.
ЛАКИ
По составу выделяют несколько видов лака: масляные, алкидные, нитролаки, эпоксидные, акриловые, полиуретановые. Рассмотрим каждый из них подробнее.
Масляные лаки — растворы высыхающих или полувысыхающих растительных масел, либо продуктов их переработки. В их состав входят растительные масла, смолы и органические растворители. Делятся на жирные (65-80% масла), средней жирности (55-60% масла) и тощие (30-50% масла). Жирные масляные лаки применяют для покрытия металлов, древесных пластиков, для приготовления грунтовок, шпатлевок, эмалевых красок, применяемых для антикоррозийной защиты металлов. Они обладают прекрасными защитными и электроизоляционными свойствами, дают эластичные покрытия. Тощие масляные лаки применяются в основном для внутренней отделки помещения. Они дают твердые блестящие покрытия, которые можно шлифовать. Обладают достаточно низкими защитными свойствами. Период высыхания масляных лаков — от нескольких часов до нескольких суток, определяется атмосферными условиями. Цвет готового покрытия — от светло-желтого до коричневого.
Алкидные лаки — лаки на основе алкидных смол и органических растворителей. Достоинствами такого лака являются прочность и влагоустойчивость, недостатками — длительный период высыхания (до 72 часов). Для сокращения времени высыхания в алкидный лак добавляют отвердители. Используется такой лак для внутренней и наружной отделки. Наносят с помощью валика (кисти) или методом распыления.
Нитролаки - растворы лакового коллоксилина различных марок, смол и пластификаторов в смеси летучих органических растворителей. Они изготавливаются на основе токсичных растворителей, поэтому вредны для здоровья. Наносятся нитролаки в 2-3 слоя на очищенную и обезжиренную поверхность пневматическим распылением, наливом или на вальцах. К преимуществам использования нитролаков относят прежде всего быстрое высыхание (при комнатной температуре от нескольких минут до часа), высокая прочность, декоративность покрываемой поверхности, бензо- и маслостойкость, дешевизна. К недостаткам нитролака относят: горючесть, низкая атмосферостойкость, токсичность. Работать с нитролаком следует только в респираторе. Применяются для внутренних отделочных работ.
Эпоксидные лаки — получают растворением эпоксидных смол в органических растворителях с последующим введением добавок и отвердителей. Покрытия из эпоксидных лаков обладают высокой прочностью, водонепроницаемостью, хорошими электроизоляционными свойствами, устойчивостью к химическим и механическим воздействиям. Основной недостаток — невысокая астмосферостойкость, что обуславливает возможность ухудшения внешнего вида при эксплуатации. Эпоксидные лаки применяются для выполнения внутренних и внешних работ, имеют период высыхания до 12 часов.
Акриловые лаки — лаки на водной основе. Наиболее экологически чистые лаки. Использовать их рекомендуется для внутренних отделочных работ, поскольку имеют водную основу. К преимуществам акрилового лака относят прочность, эластичность, негорючесть, хорошую адгезию к металлам и пористым поверхностям, высокие физико-механические свойства и декоративные качества (древесина, покрытая акриловым лаком сохраняет свой цвет и фактуру). Акриловые лаки широко применяются для окраски рулонного металла, строительных конструкций из различных материалов, пластмасс. Недостатком акрилового лака является его зависимость от микроклимата помещения (для работы необходимо обеспечить влажность не менее 50%). Для сокращения периода высыхания в акриловый лак добавляют отвердитель. Наносят акриловый лак с помощью специальных валиков.
Полиуретановые лаки — лакокрасочные материалы на основе гидроксилсодержащих и изоционатсодержащих соединений, которые реагируя между собой, образуют полиуретаны. Преимущества полиуретановых лаков: высокая твердость, прочность, эластичность, устойчивость к воздействию влаги, к истиранию и царапанию, хорошая декоративность, высокая атмосферостойкость, сохранение эксплуатационных свойств при широком диапазоне температур (от — 50 до 130 градусов). Недостатками полиуретановых лаков считаются высокая стоимость, невысокая адгезия к металлам. Применяют полиуретановые лаки для покрытия различного оборудования, сооружений и изделий из дерева, металла, пластмассы, кожи.
Все виды лаков классифицируют еще по одному показателю — по блеску покрываемой поверхности, который измеряется специальными приборами. Выделяют лаки высокоглянцевые, глянцевые, полуглянцевые, матовые, полуматовые.
Существуют лаки, которые, растекаясь толстым слоем, не требуют затем полирования, так как густая пленка, затвердевая по всей толщине, остается блестящей и не передает рельефа поверхности. Это глифталевый лак и полиэфирный лак с отвердителем (похож на лак для пола). Смешанные компоненты лака и отвердителя следует употребить в дело в течение 30 минут и нанести наливом.
При работе с подобными лаками следует предварительно провести опыт, чтобы определить время высыхания и, соответственно, режим работы. Лак для пола тоже можно применять, но под него необходимо сделать тщательное покрытие нитролаком, чтобы сохранить естественный цвет древесины.