Оптимизация производства клееного бруса для евроокон

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В настоящее время, как в промышленности, так и в быту используются изделия из дерева. Древесина используется не только как строительный, но и как декоративно -- отделочный материал. Достоинствами древесных материалов и натуральной древесины являются сравнительно высокая прочность при небольшом объемном весе, малая тепло -- и звукопроводность, хорошая обрабатываемость и способность соединяться при помощи врубок, шпонок, гвоздей и клеев. Кроме этого древесина -- восполняемый природный экологически чистый материал. Однако она обладает и рядом недостатков таких как формоизменяемость при изменении влажности, сгораемость, подверженность при определенных условиях загниванию, анизотропность -- как следствие неоднородности строения и др. Одним из наиболее существенных недостатков древесных материалов является повышенные воспламеняемость и горючесть.

Для каждого владельца квартиры или индивидуального дома рано или поздно встает вопрос о замене старых окон на новые, современные. Не смотря на то, что пластиковые окна в настоящее время пользуются массовым спросом, окна из дерева имеют не меньшую популярность, т.к. сделаны из природного материала и выглядят привлекательнее пластиковых. Однако цена на готовые деревянные евроокна заставляет некоторых домовладельцев, имеющих опыт обработки древесины задуматься об изготовлении таких окон своими руками, т.к. сделанное самим всегда дешевле купленного.

Цель работы: Провести анализ затрат при производстве Евроокон и наметить пути оптимизации технологических процессов изготовления клеёного бруса.

1. Актуальность исследования

На сегодняшний день используют несколько видов окон, но наиболее распространенными, постоянно конкурирующими друг с другом, стали деревянные и пластиковые окна.

Ныне при изготовлении деревянных ЕвроОкон используются абсолютно новые технологии, что позволяет сохранять привычные для взора оконные рамы. Современные деревянные ЕвроОкна приобрели такие новые элементы как стеклопакеты, уплотняющие профили, металлический водослив, ложные горбыльки, а также щелевые вентиляционные клапаны и панели!

Деревянные ЕвроОкна не деформируются при сильном холоде зимой и не трескаются на жаре летомПри изготовлении изделий используют:

1. Водозащитный профиль «ALURON» на створку и на раму.

2. Два контура уплотнителя «Schlegel Q-Lon» (Германия),

3. Трехслойный клееный брус: Профиль Soft Line 78-82 мм радиус R-6.

4. Стеклопакет двухкамерный 42 мм заполненный сухим воздухом.

5. Окраска лакокрасочными материалами фирмы «Remmers» (Германия).

6. Фурнитура Roto (Германия)

Таблица 1. Преимущества и недостатки окон

По состоянию пластиковые окна гораздо дешевле поэтому мы не можем позволить качественные экологичные деревянные окна.

Доход населения на сегодняшний день не позволяет применять экологически чистые деревянные окна, поэтому в большинстве случаев устанавливают пластиковые. Основной причиной является высокая стоимость евроокон.

Рис. 1. Срок службы окон

Рис. 2. Стоимость окон

2. Особенности клееного бруса

Клееный брус представляет собой длинномерный древесный строительный материал, изготовленный по современной технологии. Основной принцип создания материала - продольное склеивание отдельных деревянных ламелей (реек) в единое целое. Процесс соединения производится под давлением в специальных условиях с автоматическим контролем параметров.

Современная технология позволяет обеспечить изготовление клееного изделия с заданными свойствами (прочность, влажность и т.д.), равномерной структуры (без трещин и других дефектов). При этом подобрать качественную тонкую рейку намного проще, чем однородный монолитный брус. Кроме того, каждая отдельная ламель проходит индивидуальную сушку и снятие внутренних напряжений, что позволяет исключить растрескивание клееного материала.

Основные преимущества такой конструкции: окно из клееного бруса имеет стабильность размеров и формы; практически полное отсутствие усадки; низкая остаточная влажность; равномерность структуры и отсутствие внутренних дефектов; экологическая чистота, несмотря на применение клеевого состава; повышенное тепловое сопротивление и стойкость к агрессивным веществам.Главные недостатки материала: повышенная стоимость, необходимость тщательного контроля качества при покупке (опасность подделок); возможность появления тангенциального расслоения при пересыхании древесины.

2.1 Подготовка материала для производства окна

Где бы ни применялась древесина, мастера всегда должны учитывать ее физико-механические свойства. Только тогда скрипка будет иметь чистый и красивый звук, рубленая изба проживет не один десяток лет, долго не сотрется паркетный пол, мебель будет радовать красотой текстурного рисунка, не сломаются на ухабах лыжи, простоит полвека окно...

Цвет, блеск, текстура, плотность и объемный вес, влажность, запах, усушка и разбухание, коробление, теплопроводность, растрескивание, звукопроводность, электропроводность и коррозионная стойкость -- все это физические свойства древесины. К механическим относятся: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, вязкость, твердость, раскалываемость и износостойкость, а также способность древесины удерживать металлические крепления. Из множества известных древесных пород мастер выбирает ту, свойства которой больше отвечают назначению изделия.

2.2 Сушка

Древесина, правильно высушенная, обладает высокой прочностью, меньше коробится, не подвержена загниванию, легко склеивается, лучше отделывается, более долговечна. Любая древесина самых различных пород очень чутко реагирует на изменение влажности окружающей среды. Это свойство является одним из недостатков лесоматериалов. При повышенной влажности древесина легко вбирает в себя воду и разбухает, а в отапливаемых помещениях она усыхает и коробится. В помещении достаточна влажность древесины не более 10%, а под открытым небом - до 18%.

Существует два вида влажности древесины. Говоря простым языком, назовем их межклеточной влажностью и внутриклеточной влажностью.

Межклеточную влажность древесина всегда легко набирает и легко теряет. Это и обуславливает понятие, что «дерево дышит», т.е. окно через микропоры межклеточного пространства вбирает в себя, например, повышенную влажность внутри квартиры и одновременно отдает влагу в более сухое помещение - в нашем примере на улицу. Таким образом, когда мы говорим, что деревянное окно дышит, мы понимает что древесина в любом состоянии обладает потрясающим свойством - уравнивать состояние влажности на улице и в квартире. Именно это и отличает деревянное окно от любого другого - просто создающего в квартире эффект аквариума. ВНИМАНИЕ! Людям страдающим астматическими и гипертоническими заболеваниями рекомендуется иметь в своем помещении именно деревянные окна.

Внутриклеточная влажность дерево сохраняет только до момента сушки. Причем, коробление изделия после изготовления происходит именно из-за некачественной сушки и обработке в процессе устранения внутриклеточной влажности.

Существует много способов сушки древесины: от дедовских, кода древесина сушилась естественным способом по несколько месяцев, до современных, обеспечивающих быструю сушку за 3-5 дней.

Наилучшим вариантом подготовки материала к работе считается, когда древесина проходит несколько стадий и несколько способов сушки подряд:

1. Открытая естественная сушка в течении 5-7 дней как подготовка;

2. Сушка в камере с обязательным чередованием с режимом «пропарки» и чередованием температурных режимов в зависимости от показания влажности материала, срок 8-10 дней;

3. Остывание материала под навесом перед подачей на обработку в течении 1-2 дней.

На производстве деревянных окон, уделяется много внимания качеству подготовки и сушки материала. Сушка происходит в импортных камерах с электронной системой управления. Это позволяет в любое время суток оперативно изменять режимы сушки в зависимости от показания датчиков влажности материала.

2.3 Производство клееного и сращенного бруса

Для производства Евроокон применяется 3-х-слойный клееный брус. Каждый слой оконного бруса называется ламелью. Для получения бездефектных ламелей из сухих заготовок вырезаются следующие дефекты: сердцевина, все виды гнилей, заболонные и грибные окраски, пятна и полосы, червоточина, смоляные кармашки, сучки и трещины. Процесс вырезки дефектов называют оптимизацией, а получившуюся в процессе оптимизации дощечку - делянкой. Далее, все делянки сращиваются по длине на специальных линиях склейки, где заготовки торцуются, на торцах фрезеруются зубчатые шипы, затем они смазываются клеем и в прессе под давлением сращиваются по длине в одну доску (ламель). Ламель кратковременно выдерживается в прессе, а затем выталкивается из него.

Соединение обладает способностью самозаклиниваться при кратковременном действии давления прессования и сохранять это давление вне пресса. После сращивания ламели калибруются (строгаются). Максимальная высота неровностей на склеиваемых в дальнейшем пластях не должна превышать 200 мкм. Далее в пневмитических или гидравлических ваймах, из трех ламелей склеивается оконный брус. При этом давление прессования должно поддерживаться в течение всего времени прессования, - не менее 0,6 МПа для хвойных и мягких лиственных пород древесины и не менее 1 МПа для твердых лиственных пород.

Процесс производства клееного бруса достаточно сложный и ресурсоемкий. Часто он существует как отдельный продукт. Многие фирмы-производители окон не имеют собственного производства бруса и работают на покупном материале.

Однако надо признать, что при отсутствии собственного производства бруса сложно гарантировать стабильное качество окон. На нашем производстве используются современные высокопроизводительные автоматические линии сращивания, строжки и склейки бруса.

Именно поэтому, имея полный производственный цикл изготовления деревянного окна мы можем гарантировать качество и клееного бруса и изготавливаемых из него Окна.

2.4 Пропитка

На сегодняшний день существующие химические составы призванные обезопасить материал от поражения гнилостными грибками попутно «убивают» саму древесину. Поэтому использовать их рекомендуется только для помещений со специальным требованиями. При производстве проводится только пропитка материала от ультрафиолетовых лучей, основанная на водной основе и полностью сохраняющая полезные свойства дерева.

2.5 Изготовление окон

Собственно самая основная часть изготовления хороших деревянных окон.

Для производства финских и евроокон используются современные станки с СПУ немецких компаний

Кроме того, для получения современного облика окон используется система профильных ножей итальянских и немецких фирм.

Благодаря четкой организации обученного современного производства и использования новейшего оборудования деревянные евроокна отвечают всем стандартам качества.

2.6 Окраска

Сегодня производители красок предлагают самые разнообразные варианты красок и окрасочных систем. Приведем лишь некоторые варианты окраски.

Наиболее распространенный материал. Хорошо известен, просто наносится, применим в быту. Однако для промышленного производства абсолютно не подходит, т.к. имеет слишком большой срок высыхания, а значит нетехнологична. Кроме того, не надо забывать о вышеописанном свойстве древесины - «Древесина дышит» - так вот масляные краски полностью укрывая поры лишают дерево этого свойства. Значит для производства оконприменять данную краску нелогично.

Нитрокраски.

Быстро наносятся и высыхают. Однако, также быстро облазят при эксплуатации, простоят 1-2 года. Токсичные и также как масляные краски лишают дерево способности пропускать влагу.

Полиуретановые краски.

После нанесения имеют гладкую, почти полированную поверхность, идеально подходят для отделки мебели.

Очень часто используются производителями окон. Но здесь надо учитывать следующие факты: так же как и нитрокраски большинство полиуретановых красок абсолютно лишены устойчивости к уличным климатическим воздействиям, простоят не более 3 лет. Так же как и масляные краски полностью нейтрализует микропоры дерева и лишает деревянное окно всякого смысла.

ВДАК.

Вододисперсионные акриловые краски и лаки. Применяются специальные атмосферостойкие оконные краски. Срок гарантии на красочное покрытие в зависимости от используемой краски от 7 до 15 лет. При этом краски на водной основе полностью сохраняют все свойства древесины и абсолютно экологически безопасны.

Для производства деревянных окон мы используем бесконтактные системы окраски, что позволяет добиться высокого качества лакокрасочного слоя и ровности поверхности эмали.

Деревянное окно может окрашиваться практически в любые цвета, как прозрачные, так и кроющие. Благодаря специально подобранным технологиям при любом варианте окрашивания сохраняется видимой красивая структура древесины. Толщина лакового покрытия составляет 280-300 микрон.

Для качественной покраски 300 микрон наносятся в несколько стадий и изделие принимает аккуратный вид и долгий срок эксплуатации.

В производстве Окон после предварительной грунтовки производится чистовая шлифовка изделия, далее наносится еще слой грунта и 2-3 слоя эмали. При этом применяются лакокрасочные материалы ведущих мировых производителей Galamix , Zowosan.

2.7 Сборка окон

На данном этапе производится установка фурнитуры, подготовка и установка стеклопакета, сборка окна, установка уплотнителей, упаковка.

В процессе производства деревянных Окон используется только проверенные временем материалы и комплектующие. Так например, применяемая фурнитура для евроокон (Siegenia - Германия; МАСО - Австрия) является дорогой и самой известной в мире, однако замена ее на дешевую китайскую или турецкую фурнитуру пусть и приведет к значительному снижению себестоимости, но и сократит срок эксплуатации окна в десятки раз. А это в качественных деревянных окнах допустить нельзя.

Так же важно отметить, что процесс сборки сложен с точки зрения необходимости высокой квалификации персонала.

При наличии даже самого современного оборудования и приспособлений, процесс сборки евроокна остается самым трудоемким и основан в основном на ручном труде. Именно поэтому завод, изготавливающий окна, много внимания и времени уделяет процессу подготовки персонала.

2.8 Приемка

Процесс совсем не относящийся к производству окон, но не менее важный с точки зрения качества. Не вдаваясь в секреты производства, отметим лишь, что Окна проходят три степени контроля качества.

3. Производства оконного бруса

1. Для производства оконных рам чаще всего применяют следующие сорта древесины:

1. ель.

2. сосна.

3. пихта.

4. дуб.

2. Влажность древесины во всех сортах дерева должна составлять от 8% до 10%.

3. Чаще всего осуществляется склеивание 3-х брусков по 24 мм с общей толщиной 72 мм для изготовления бруса с размерами 72х88 мм (другие размеры возможны). Бруски, расположенные в середине, зачастую склеивают по длине по методу шипового соединения. В целях экономии здесь, как правило, применяется низкокачественная древесина. Только оба внешних бруска всегда изготавливаются из высококачественного дерева: без сучков, щелей и т.д.

4. Отдельные бруски необходимо сортировать согласно годичным кольцам. Для производства клеёного бруса большое значение имеет расположение годичных колец: вертикальное или же под углом 45°.

Переработка: шплинт на шплинт, или ядро к ядру. (Годовые кольца после склеивания должны иметь форму буквы V).

Если годичные кольца расположены хаотично, это может привести к снижению качества склеивания.

5. Клеёный оконный брус проверяется согласно 4 основным методам:

5.1. Влагостойкость согласно ДИН/ЕН 204 Группа нагрузки D4. Для получения данной сертификации склеивание должно пройти следующее испытание: 7 дней в воде при комнатной температуре, 6 часов в кипящей воде, 2 часа в холодной воде 7 дней досушивания). При проверке на разрыв должна быть достигнута величина минимум 8 Н/мм2.

5.2. Термостойкость согласно WATT 91. В данном случае проводится тестирование склеивания при различных температурах:+20°С, +40°С, +60°С, +80°С При этом должно выполняться следующее требование: при температуре 80°С прочность склеивания должна достигать не менее 70% прочности при 20°С.

5.3. Контроль качества клеенного оконного бруса специализированным институтом Розенхайм. Из склеенного бруса вырезаются образцы по 50 мм длиной и опускаются в холодную воду (20°С). Затем эти же детали помещают в воду нагретую до 60°С, после чего на 18 часов в воду при +20°С. После каждого помещения в воду клеевое соединение проверяется на отсутствие щелей или расхождений. По истечении 24 часов в воде образцы высушиваются при комнатной температуре в течение 72 часов. При контроле клеевого соединения не допускается возникновение щелей.

5.4. Тест клеенного оконного бруса СТБА.

Образцы бруса длиной 50 мм помещают в воду с Т 20°С на 72 часа. По истечении данного времени образец высушивают в печке циркуляции воздуха при 50°С. Здесь допустимо лишь максимум 5% открытых фронтальных швов древесины.

6. Из клеёного оконного бруса, изготовленного согласно выше названных требований, фрезеруются профили, применяемые для оконных рам и створок.

Клеёный брус всегда перерабатывается таким образом, чтобы клеевой шов в готовом изделии располагался в вертикальном положении. Только в этом случае клеевое соединение не подвергается прямому, интенсивному воздействию климатических условий (снега, дождя и т.д.).

4. Особенности оконного бруса

Оконный клееный брус изготавливается по описанной технологии и мало отличается от изделий другого назначения. На рис. 1 показано строение оконного бруса до профилирования. После получения клееного изделия ему придается специфический профиль, необходимый для сборки оконной рамы.

Примеры сечений двух- и трехслойных брусковых заготовок для оконных блоков по ГОСТ 24700.

Оконный брус изготавливается чаще всего из хвойных пород древесины - из лиственницы, сосны, ели, кедра. Окно из клееного бруса в элитных домах часто делается из дуба, который значительно дороже изделий из хвойной древесины.

Прочность рам из клееных элементов зависит от того, сколько стыков ламелей по длине есть в одном брусе. По этому показателю принята следующая классификация брусьев по категориям качества:

1. Категория 1 (DKD) - допускает сращивание центральной ламели через каждые 1,2 м.

2. Категория 2 (DКК) - цельная только одна наружная ламель, центральная рейка может сращиваться через 1,2 м, наружная - через 2 м.

3. Категория 3 (ККК) - все рейки могут сращиваться.

Исходя из этих особенностей максимальная длина бруса: категории 1 - 90 см, категории 2 - 4 м, категории 3 - 6 м.

Вывод: Для изготовления бруса для оконных рам экономия составляет примерно - 42%, а для изготовления рам створок - 19 % пропорционально экономии материала бруса снизится затраты изготовления Евроокон.

Заключение

оконный клееный древесный ламель

Клееный брус - прекрасный материал для изготовления оконных систем, который удивит вас своей практичностью и долгим сроком службы. Сегодня в продаже представлен брус различных размеров, изготовленный из разнообразных пород дерева, поэтому выбрать оптимальный вариант не составит труда. А если вы не смогли подобрать необходимый материал - всегда можно изготовить оконный брус самостоятельно.

Строительство домов из клееного бруса не предусматривает наличия технологических перерывов для ожидания окончательной усадки. После завершения работ не требуется производить такие утомительные операции, как конопатка, обработка противомикробными и антисептическими составами, покраска и т. д.

Несмотря на то, что в закупке клееный брус прилично дороже традиционных древесных стройматериалов, конечная стоимость изделий из него ненамного превышает стандартные решения. Это является главным преимуществом обсуждаемого материала, обусловленное простотой финишной обработки внешней и внутренней поверхностей домов из клееного бруса.

Список литературы

1. Строительные материалы для эксплуатации в экстремальных условиях: учебное пособие. / А.М. Гридчин, Ю.М. Баженов, В.С. Лесовик и др. - М.: Изд-во АСВ; Белгород: Изд-во БГТУ, 2008. - 595с.

2. Строительное материаловедение: учебное пособие/под общей ред. В.А. Невского. - Изд. 2-е, доп. и перераб. Ростов-на-Дону: Феникс, 2009. - 588с.

3. Рыбьев И.А. Основы строительного материаловедения в лекционном изложении: [учебное пособие] / И.А. Рыбьев. - М.: Астрель: АСТ: Хранитель, 2006. - 604с.

4. Титунин А.А., Вахнина Т.Н., Каравайков В.М Проблемы использования древесных материалов в строительстве //Жилищное строительство. 2009. № 7. С. 10-12

5. Титунин А.А. Проектирование и производство строительных материалов из древесины. Комплексный подход: монография / А.А. Титунин, К.В. Зайцева; отв. ред. А.М. Ибрагимов; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное агентство по образованию, Костромской гос. технологический ун-т. Кострома, 2009.

6. Титунин А.А., Вахнина Т.Н. Исследование эксплуатационных показателей древесных композиционных материалов с использованием вторичного древесного сырья//Вестник МГСУ. 2011. № 7. С. 641-645.

Размещено на Allbest.ru