Исследование некоторых перспективных технологических процессов в деревообработке (Лесозаготовительное производство, Воронежский государственный лесотехнический университет)
Введение ………………………………………………………………………. 5
1 Общие сведенья о древесине………………6
1.1 Общие строение………………………………… 6
1.2 Пиломатериалы радиальной и тангенциальной распиловки…………… 11
1.3 Основные физические и механические свойства древесины…………… 14
1.4 Цель и задачи исследования ……18
2 Теоретические предпосылки к исследуемому вопросу …………………… 19
2.1 Характеристика изделий из древесины…………19
2.2 Допуски и посадки……22
2.3Шероховатость обработанных поверхностей древесины……………….. 26
2.4 Основные способы обработки древесины………………………………. 28
3 Этапы технологического процесса обработки древесины………………… 31
3.1 Сушка (досушка) материала (в зависимости от состояния исходного сырья)…………………………………………………………………………. 31
3.2 Раскрой материала (получение черновых заготовок)…………………… 35
3.3 Первичная механическая обработка черновых заготовок (получение чистовых заготовок)...38
3.4 Склеивание заготовок (получение клееных заготовок)………………. 41
3.5 Облицовывание клееных заготовок……43
3.6 Взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц……………………. 45
3.7 Сборка деталей в сборочные единицы…46
3.8 Механическая обработка сборочных единиц……………………………47
3.9 Сборка сборочных единиц и деталей в изделие…………………………49
3.10 Отделка деталей, сборочных единиц или собранного изделия……….. 50
3.11 Исследование некоторых силовых аспектов процесса бесстружечного деления древесины дисковыми ножами………………… 51
4 Перспективные направления технологических процессов в деревообработке.........66
4.1 Лазерная обработка……66
4.2 Ультразвуковые методы обработки…68
4.3 Применение цифровых технологий в обработке дерева……………….. 70
5 Тенденции развития рынка деревообработки …………………………….. 74
5.1 Новые материалы для деревообработки 74
5.2 Автоматизация и цифровизация …………82
5.3 Экологичность и устойчивость ……86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………. 88
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК …………………………… 91
Древесина — один из основных материалов, используемых в различных сферах человеческой деятельности. Однако, процесс обработки дерева требует постоянного совершенствования и нахождения новых, более эффективных способов.
В последние годы отрасль деревообработки активно внедряет новые технологии, направленные на повышение производительности и качества продукции. Одним из таких перспективных способов является применение лазерной обработки древесины. Лазер позволяет точно и быстро выполнять резку, гравировку и вырезание на материале. Это позволяет создавать уникальные изделия и предметы интерьера, а также оптимизировать процессы производства.
Еще одним интересным направлением является применение нанотехнологий. Наночастицы, вступая во взаимодействие с древесиной, изменяют ее физические и химические свойства, делая ее более прочной и долговечной. Также нанотехнологии позволяют создавать новые виды покрытий, защищающие древесину от воздействия влаги, огня и вредителей.
Важным шагом в развитии обработки древесины является использование экологически чистых методов, не наносящих вреда окружающей среде. Одним из перспективных способов является использование водяных растворов, не содержащих вредных химических соединений. Такой подход позволяет уменьшить негативное воздействие на окружающую среду и создает возможность для производства более экологически чистой продукции.
В целом, развитие новых методов обработки древесины открывает широкие перспективы для повышения качества продукции и развития отрасли в целом. Современные технологии позволяют создавать уникальные изделия, улучшать характеристики материала и вносить инновации в процессы производства. Кроме того, использование экологически безопасных методов способствует сохранению природных ресурсов и охране окружающей среды.
Деревообработка — одно из старейших ремесел человечества. С каждым годом этот отрасль развивается все быстрее и быстрее, предлагая новые технологии и продукты. Выставка деревообработка 2023 – это уникальное событие, которое представит новые разработки и передовые технологии в области обработки древесины от лучших производителей.
Новейшие технологии в обработке дерева
Лазерная обработка дерева
Одной из наиболее инновационных технологий в обработке дерева является лазерная обработка. Она использует высокоточный лазерный луч для обработки поверхностей дерева. Преимуществами этой технологии являются высокая скорость работы, высокая точность и возможность создания сложных геометрических форм. Лазерная обработка дерева также позволяет уменьшить количество отходов и улучшить качество обработки.
Применение цифровых технологий в обработке дерева
Цифровые технологии могут быть использованы во всех этапах обработки дерева – от дизайна до производства. Использование компьютерных программ позволяет ускорить процесс производства, снизить количество отходов и повысить точность обработки. Кроме того, цифровые технологии позволяют создавать уникальные дизайны и формы мебели.
Применение цифровых технологий в деревообработке
Современные цифровые технологии позволяют создавать более точные и качественные изделия из древесины. Программное обеспечение для проектирования и моделирования деревянных изделий помогает минимизировать отходы материала и сокращает время производства. Также цифровые технологии применяются в автоматизации процессов резки, обработки и отделки дерева.
Использование экологичных материалов
Современные требования к экологии и устойчивому развитию стимулируют производство изделий из дерева из экологически чистых материалов. Например, использование бамбука и инновационных композиционных материалов из древесины и газообразного диоксида углерода позволяют снизить негативное воздействие на окружающую среду и увеличить срок службы изделий.
Развитие отрасли модульного строительства
Модульное строительство из дерева является перспективным направлением в производстве деревянных изделий. Благодаря использованию цифровых технологий и экологических материалов, производство модулей становится более эффективным и экологически безопасным. Модульные дома и сооружения из дерева пользуются все большей популярностью в связи с их быстрой сборкой и гибкими возможностями планировки.
Новые материалы для деревообработки
Последние годы характеризуются появлением новых материалов, способных заменить традиционные древесные породы. Одним из таких материалов является MDF-панель, основной компонент которой — древесная масса. Она обладает высокой прочностью, прекрасно поддается обработке и имеет хорошую звукоизоляцию. Еще одним важным новшеством стали древесно-полимерные композиты, которые сочетают в себе преимущества древесины и пластика. Они легкие, экологически чистые, устойчивы к воздействию влаги и перепадам температур.
Автоматизация и цифровизация производства
Автоматизация и цифровизация производственных процессов становятся все более актуальными в области деревообработки. Роботизация позволяет повысить производительность и качество продукции, уменьшить количество отходов и снизить трудозатраты. Отслеживание каждого этапа производства с помощью информационных систем позволяет оперативно реагировать на возникающие проблемы и улучшать производственные процессы в целом.
Экологичность и устойчивость производства
Современные покупатели все больше обращают внимание на экологичность и устойчивость производственного процесса. Производители деревообрабатывающей продукции также придерживаются этой тенденции, используя только леса, выращенные на специально выделенных участках. Кроме того, все больше внимания уделяется повышению энергоэффективности производства, что приводит к экономии ресурсов и уменьшению негативного воздействия на окружающую среду.
• Новые материалы, такие как MDF-панели и древесно-полимерные композиты, заменяют традиционные породы дерева.
• Автоматизация и цифровизация производства позволяют повысить эффективность и качество продукции.
• Производственные процессы становятся более экологичными и устойчивыми.
1. ГОСТ 15613.4–78. Древесина клееная массивная. Методы определения предела прочности зубчатых клеевых соединений при статическом изгибе. М.: Изд-во стандартов, 1999. 7 с.
2. ГОСТ 15613.5–79. Древесина клееная массивная. Метод определения предела прочности зубчатых клеевых соединений при растяжении. М.: Изд-во стандартов, 1999. 7 c.
3. ГОСТ 16483.23–73. Древесина. Метод определения предела прочности при растяжении вдоль волокон. М.: Изд-во стандартов, 1999. 4 c.
4. ГОСТ 16483.3–84 (СТ СЭВ 390–76). Древесина. Метод определения предела прочности при статическом изгибе. М.: Изд-во стандартов, 1999. 7 с.
5. ГОСТ 16588–91 (ИСО 4470–81). Пилопродукция и деревянные детали. Методы определения влажности. М.: Стандартинформ, 2009. 6 с.
6. ГОСТ 20850–2014. Конструкции деревянные клееные несущие. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2015. 18 с.
7. ГОСТ 24700–99. Блоки оконные деревянные со стеклопакетами. Технические условия. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2000. 55 с.
8. ГОСТ 30972–2002. Заготовки и детали деревянные клееные для оконных и дверных блоков. Технические условия. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003. 30 с.
9. ГОСТ 33080–2014. Конструкции деревянные. Классы прочности конструкционных пиломатериалов и методы их определения. М.: Стандартинформ, 2015. 14 с.
10. ГОСТ 33081–2014. Конструкции деревянные клееные несущие. Классы прочности элементов конструкций и методы их определения. М.: Стандартинформ, 2015. 10 с.
11. Аксенов, А.А. Способы модифицирования древесины / А.А. Аксенов, С.В. Малюков // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2015. – Т. 3. – № 9-3 (20-3). – С. 14-18.
12. Аксенов, А.А. Расчет температурного поля прессованной древесины при интенсивном нагреве ее изнутри / А.А. Аксенов, С.В. Малюков, В.С. Тюхин // Воронежский научно-технический Вестник. – 2017. – Т. 2. – № 2 (20). – С. 4-15.
13. Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика 2020 г. № 1 (48) - https://annivgltu.ru/gallery/№1_2020_DOI.pdf (дата обращения 30.11.2023)
14. Глебов И. Т. Обработка древесины на станке с ЧПУ : учебное пособие. Екатеринбург : УГЛТУ, 2019. 130 с.
15. Глебов И. Т. Обработка древесины на станке с ЧПУ. 2-е изд., стер. СПб. : Лань, 2023. 140 с.
16. Газеев М. В., Ветошкин Ю. И., Бунаков П. Ю. Основы конструирования мебели : учебное пособие. Изд. 4-е, перераб. и доп. Екатеринбург : УГЛТУ, 2021. 330 с.
17. Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века Электронный ресурс: труды XIV Международного евразийского симпозиума / под науч. ред. В.Г. Новоселова. ‒ Екатеринбург: ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», 2019. ‒ С.180
18. ДЕРЕВО. ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА. ПИЛОМАТЕРИАЛ. ПОГОНАЖ. - https://shop.tn.ru/media/brochures/_2__5.pdf (Дата обращения 25.11.2023)
19. Карпова, Л. М. Комплексная переработка древесных отходов : учебное пособие для среднего профессионального образования / Л. М. Карпова. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 66 с
20. Лукаш А.А., Романов В.А. Инновационные технологии в деревообработке// Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Материалы. Конструкции. Технологии. –2017. –No3. –С.80-86.
21. Основы деревообработки: краткий курс лекций для студентов III курса направления подготовки 35.03.01 Лесное дело / С.В.Фокин // ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ». – Саратов, 2016. – 69 с.
22. Поконов А.А. "Лесопромышленный комплекс России в 2020 году: проблемы и перспективы развития" // Московский экономический журнал, - №12, - 2020, - С. 707-712. doi:10.24411/2413-046X-2020-10872
23. Рублева О.А., Гороховский А.Г. Экспериментальная оценка прочности склеивания древесины по длине на прямоугольные прессованные шипы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 128–142
24. Троянов, И. Н. Повышение эффективности пиления древесины бензиномоторным инструментом [Текст] / И. Н. Троянов, В. В. Абрамов, Л. Д. Бухтояров, А. С. Черных, Д. Н. Афоничев // Лесотехнический журнал. – 2019. – Т. 9, № 1 (33). – С. 128-139.
25. Троянов, И. Н. Исследование технологических вариантов выполнения обрабатывающих операций лесосечных работ бензопилами [Текст] / И. Н. Троянов, В. В. Абрамов, Л. Д. Бухтояров, Д. Н. Афоничев, А. С. Черных, А. И. Максименков // Лесотехнический журнал. – 2019. – Т. 9, № 3 (35). – С. 114-130.
26. Хворостов, А. С. Художественная обработка дерева : учебник для вузов / А. С. Хворостов, Д. А. Хворостов ; под общей редакцией А. С. Хворостова. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 248 с.
27. Чернышев О. Н., Чернышев Д. О., Синегубова Е. С. Преимущества использования 3D-технологий в деревообработке // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. 2023. С. 73−79.
28. Шамаев, В.А. Исследование подшипников скольжения из модифицированной древесины для тяжелонагруженных узлов трения / В.А. Шамаев, Д.А. Паринов, А.Н. Полилов // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2018. – № 2. – С. 54-59.