Nghiên cứu ảnh hưởng của chất lượng gia công bề mặt tới cường độ dán dính

LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hồn thành khóa luận tốt nghiệp cho phép đƣợc bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo, Th.S Phan Duy Hƣng tận tình giúp đỡ hƣớng dẫn tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thiện khóa luận Qua cho gửi lời cảm ơn đến tất thầy, cô môn ván nhân tạo giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy Trung tâm thí nghiệmKhoa Chế biến Lâm sản, cán Trung tâm Thông tin khoa học thƣ viện Trƣờng Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện tốt trang thiết bị, máy móc tài liệu liên quan giúp thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Công ty keo dán Casco giúp đỡ nhiều nguyên liệu nhƣ số tài liệu liên quan Cuối xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè giúp đỡ ủng hộ suốt thời gian qua Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành lời chúc sức khỏe! ĐHLN, ngày tháng năm 2008 Sinh viên thực Hồng Hữu Thịnh ĐẶT VẤN ĐỀ Trong q trình dán dính, theo lý thuyết dán dính, dán hai vật dán có bề mặt phẳng tuyệt đối khơng cần lực ép, với màng keo mỏng, đều, liên tục cƣờng độ dán dính cao Nhƣng thực tế, bề mặt gỗ tồn độ không phẳng bề mặt tác động công cụ cắt, cấu tạo gỗ Đối với loại gỗ khác nhau, công cụ gia cơng độ xác khác dẫn tới chất lƣợng bề mặt gỗ sau gia công khác Với chất lƣợng bề mặt khác nhau, lý thuyết cƣờng độ dán dính khác Khi độ độ nhấp nhơ bề mặt lớn, cần lƣợng keo tráng lớn để lấp đầy lỗ trống, màng keo dày, khơng đều, với lực ép lớn gây tràn keo ngồi mơi dán dẫn đến lãng phí keo làm tăng chi phí sản phẩm Do đó, chất lƣợng bề mặt gỗ yếu tố quan trọng ảnh hƣởng trực tiếp đến diện tích tiếp xúc chiều dày màng keo Trong trình dán ép, chất lƣợng bề mặt yếu tố quan trọng ảnh hƣởng trực tiếp đến cƣờng độ mối dán Bởi vậy, để tối giản mát sản xuất, phải khống chế độ nhấp nhô bề mặt Hiện công nghiệp sản xuất ván ghép không ngừng phát triển Chất lƣợng bề mặt ghép định lớn đến chất lƣợng sản phẩm ván ghép Q trình gia cơng bề mặt ghép sở sản xuất khác Ngƣời ta dùng cƣa rong, bào, đánh nhẵn giấy nhám để làm cho bề mặt gỗ nhẵn phẳng nhƣ có thể, trƣớc ghép ngang Song phƣơng thức gia công bề mặt tạo chất lƣợng bề mặt khác nhau, chất lƣợng dán dính khác Vì lý mà em thực làm đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng chất lượng gia công bề mặt tới cường độ dán dính” Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu giới Độ nhám bề mặt đƣợc xem nhƣ thuộc tính vật chất, đƣợc xem xét nhiều lĩnh vực khoa học khác nhƣ: kim loại, hàng không học, quang học, kỹ thuật ô tô, công nghiệp gỗ [8] Định nghĩa [9]: Độ nhấp nhô bề mặt không bề mặt khoảng nhỏ, xuất q trình gia cơng nhân tố khác, hạn chế khơng phẳng thơng thƣờng (T.S.6956)- trích dẫn đánh giá tác động độ nhấp nhô bề mặt hai loại gỗ Thông: Pinus Nigra Pinus Brutia mặt cắt xuyên tâm tiếp tuyến Không thể loại bỏ nhấp nhô bề mặt gỗ tồn thơng qua loại phƣơng pháp sản xuất lớp sần sùi nhìn thấy đƣợc rõ ràng hay cảm nhận qua xúc giác, kích thƣớc đƣợc đo với thiết bị điện tử Trên giới có nhiều nghiên cứu độ nhấp nhô bề mặt gỗ nhƣ: Sự định giá độ nhấp nhô bề mặt gỗ, so sánh độ nhấp nhô bề mặt qua xúc giác tham số ba chiều suy sử dụng phƣơng trình hồi qui GaussianNghiên cứu của: Yuko Fujiwara · Yoshihisa Fujii · Yutaka Sawada, Shogo Okumura- Hiệp hội nghiên cứu gỗ Nhật đƣợc đăng (© The Japan Wood Research Society 2004 từ trang 35- 40) Gỗ Japanese oak Japanese beech đƣợc đánh nhẵn tay với giấy nhám có số hạt khác Hai tham số ba chiều đƣợc lựa chọn để mô tả đặc điểm độ nhám bề mặt- tham số cho phân phối đỉnh nhọn độ nhấp nhô bề mặt, tham số khác cho đỉnh nhọn khác vùng tƣơng đối độ nhấp nhô- đỉnh nhọn chiều cao ngƣỡng cửa đƣợc so sánh tƣơng phản với độ nhấp nhô bề mặt qua xúc giác Những tham số tồn từ độ nhấp nhô bề mặt xác định phƣơng trình hồi quy Gauxơ linh hoạt (robust Gaussian regression filter- RGRF) RGRF điều chỉnh đặc biệt cho đánh giá độ nhấp nhô bề mặt gỗ Trong phạm vi bƣớc sóng giới hạn 2.5mm, RGRF cung cấp xác thơng tin độ nhấp nhô bề mặt Những thuật ngữ chuyên môn: Độ nhấp nhô bề mặt, độ nhấp nhô xúc giác, tham số chiều, phƣơng trình hồi qui Gauxơ linh hoạt Độ nhấp nhô bề mặt tiêu chuẩn quan trọng đánh giá chất lƣợng sản phẩm gỗ Nó thơng thƣờng đƣợc đánh giá ƣớc lƣợng bề mặt tham số kết cấu định nghĩa tiêu chuẩn nhƣ ISO 4287- 1997 JIS B 0601-2001 Tuy nhiên, Những tham số đƣợc xác định dựa mô tả độ nhám đơn thuần, nên luôn mô tả đầy đủ đặc điểm độ nhám bề mặt gỗ độ nhấp nhơ bề mặt gỗ sinh chế độ gia cơng tính hỗn tạp cấu tạo gỗ Hình 1.1 Định nghĩa độ nhấp nhơ bề mặt- mơ tả đỉnh nhọn (phía trên) ví dụ phân phối độ nhấp nhô bề mặt- mô tả đỉnh nhọn (phía dƣới) D, chiều cao ngƣỡng cửa Những kết trình nghiên cứu: Dung sai phƣơng trình hồi qui Gauxơ (RGRF) Hình 1.2 mơ tả dạng sóng xác định theo sau số lần lặp lặp lại 0, 1, 2, 10lần bƣớc sóng giới hạn 2.5 mm cho gỗ sồi Japanese oak, Japanese beech, gỗ bách (Japanese cypress) chƣa đƣợc đánh nhẵn Hình 1.2 Sự biến đổi dạng sóng đƣợc xác định phƣơng trình hồi quy Gauxơ với bƣớc lặp lặp lại cho cấp chƣa đánh nhẵn ba lồi gỗ bƣớc sóng giới hạn 2.5mm Những chữ số 0-10 đại diện cho bƣớc lặp lặp lại trình đo Hình 1.3 cho thấy biến đổi giá trị độ nhấp nhô bề mặt (δ) với số lần lặp (i) với bƣớc sóng giới hạn 2.5mm Giá trị độ nhấp nhô bề mặt loại gỗ đƣợc giảm với bƣớc lặp lặp lại Kết nghiên cứu cần thiết để đƣa chế độ gia công hợp lý với loại gỗ, yêu cầu chất lƣợng bề mặt Hình 1.3 Sự biến đổi độ nhấp nhô bề mặt (δ), với bƣớc lặp lặp lại bƣớc sóng giới hạn 2.5mm i- số bƣớc lặp lặp lại; migiá trị trung bình khoảng cách đƣờng đƣờng dạng sóng Những cột đứng đại diện cho phạm vi giá trị quan sát [7] 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt nam Ở Việt nam có nhiều nghiên cứu ảnh hƣởng chất lƣợng gia công bề mặt gỗ, nhƣng chƣa cho riêng loại gỗ cụ thể nào, mà mức độ phân cấp độ nhẵn bề mặt,và độ nhấp nhô bề mặt gia công qua khâu cơng nghệ [4], điều tiêu để ngƣời sản xuất dựa vào mà tìm đƣợc chế độ gia hợp lý cho loại sản phẩm + Phân cấp độ nhẵn bề mặt: Độ nhẵn bề mặt gia công đƣợc phân thành nhiều cấp, đƣợc ký hiệu tăng dần từ thô đến tinh Thông thƣờng phân cấp độ nhẵn bề mặt gia cơng thành 10 12 cấp (bảng 1.1) - phân cấp độ nhẵn 12 cấp Có thể chia mức độ nhẵn bề mặt thành ba mức: - Bề mặt thô: độ nhẵn dƣới cấp - Bề mặt bán tinh: độ nhẵn từ cấp đến cấp - Bề mặt tinh: có độ nhẵn cấp 10 đến cấp 12 Bảng 1.1 Phân cấp độ nhẵn bề mặt gia cơng gỗ Cấp độ Ký hiệu Rzmax(µm) ΔG1 1600 ΔG2 Cấp độ Ký hiệu Rzmax(µm) ΔG7 100 1200 ΔG8 60 ΔG3 800 ΔG9 32 ΔG4 500 10 ΔG10 16 ΔG5 320 11 ΔG11 ΔG6 200 12 ΔG12 nhẵn nhẵn + Độ nhấp nhô bề mặt gia công qua khâu công nghệ: Về nguyên lý độ nhấp nhô bề mặt khâu công nghệ gia công giảm dần theo thứ tự công nghệ Ban đầu pha phơi cƣa- bề mặt có độ nhấp nhơ lớn Độ nhấp nhô qua khâu xẻ thƣờng thô; qua khâu bào, phay, tiện, đánh nhẵn giấy ráp thô…thƣờng đạt mức bán tinh; qua khâu đánh nhẵn tinh cạo nhẵn thƣờng đạt mức tinh Các cấp độ nhẵn bề mặt gia công qua khâu công nghệ tổng hợp theo bảng 1.2 Bảng 1.2 Độ nhấp nhô bề mặt qua khâu gia công gỗ thông dụng Độ lớn nhấp nhô bề mặt theo số đặc trƣng: Các khâu Rzmax(µm) gia cơng 1600 1200 800 500 320 200 100 60 Cƣa đĩa - - x x x x Cƣa vòng - - - x x x Bào - - - - x Phay, xoi - - - - Đánh nhẵn - - - Nạo nhẵn - - - x x x x x x x x - - - x x - - - - - 32 16 x x x x x x x x Nhận xét: Thơng qua cơng trình nghiên cứu cho thấy có nhiều cơng trình nghiên cứu khác chất lƣợng bề mặt gỗ, cụ thể độ nhấp nhô bề mặt gỗ Tuy nhiên, với cơng trình nghiên cứu nƣớc ngồi dừng lại nghiên cứu độ nhấp nhơ bề mặt loại gỗ Thông, gỗ Sồi, gỗ Bách,… Hiện chƣa có cơng trình nghiên cứu sâu độ nhấp nhô bề mặt loại gỗ Keo nhƣ: Keo tai tƣợng (Acacia mangium Willd) Keo lai (Acacia mangium & A auriculiformis) Bên cạnh đó, chƣa có cơng bố thức kết đánh giá độ nhấp nhô bề mặt loại gỗ sử dụng công cụ gia công bào, đánh nhẵn cấp giấy nhám khác Ván ghép đƣợc sản xuất từ nhiều loại gỗ khác nhau, chủ yếu gỗ mọc nhanh rừng trồng Hiện nay, gỗ Keo tai tƣợng gỗ Keo lai đƣợc sử dụng rộng rãi công nghiệp sản xuất ván ghép Việt Nam Đồng thời, sản phẩm ván ghép xuất thƣờng sử dụng keo hãng Casco Do chất lƣợng dán dính sử dụng nguyên liệu gỗ với chất lƣợng bề mặt gia công khác sử dụng keo hãng Casco quan tâm nhà nghiên cứu mà nhà sản xuất kinh doanh Thông qua phân tích đây, khẳng định việc nghiên cứu ảnh hƣởng chất lƣợng bề mặt gia cơng gỗ Keo loại đến chất lƣợng dán dính sử dụng keo EPI loại MDI hàng Casco chƣa có cơng trình thực Do việc thực ván đề nghiên cứu cần thiết 1.3 Mục tiêu nghiên cứu + Khảo sát đƣợc chất lƣợng bề mặt (độ nhấp nhô bề mặt) gia công bào, đánh nhẵn giấy nhám 100 400 loại gỗ Keo tai tƣợng Keo lai + Xác định đƣợc ảnh hƣởng chất lƣợng gia công bề mặt tới cƣờng độ dán dính 1.4 Nội dung nghiên cứu + Phân tích nguyên nhân ảnh hƣởng tới chất lƣợng mối dán + Xác định tính chất kỹ thuật, cơng nghệ keo EPI Casco sản xuất + Thực nghiệm tạo mẫu xác định độ nhấp nhô bề mặt sử dụng chế độ gia công bào, đánh nhẵn cấp giấy nhám 100 400 + Tạo mẫu xác định cƣờng độ dán dính chế độ gia công khác 1.5 Phạm vi nghiên cứu + Nguyên liệu gỗ Keo lai Keo Tai tƣợng 6- tuổi Sử dụng loại keo EPI loại MDI Casco sản xuất + Sử dụng phƣơng pháp ép nguội, với nhiệt độ môi trƣờng, áp suất ép 0,6 Mpa 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu + Phƣơng pháp kế thừa: Kế thừa kết nghiên cứu có nguyên liệu gỗ, chất kết dính chế độ ép + Phƣơng pháp thực nghiệm: - Thực nghiệm tạo mẫu kiểm tra chất lƣợng bề mặt xác định cƣờng độ dán dính keo theo tiêu chuẩn Châu Âu hành EN 205 : 2003 - Sử dụng phƣơng pháp thống kê toán học để phân tích, đánh giá kết kiểm tra 1.7 Ý nghĩa - Kết nghiên cứu sở để xác định chất lƣợng bề mặt gỗ Keo tai tƣợng keo lai chế độ gia cơng khác - Kết nghiên cứu góp phần xác định ảnh hƣởng chất lƣợng bề mặt gỗ đến độ bền dán dính sản xuất ván ghép từ gỗ Keo tai tƣợng gỗ Keo lai với chất kết dính EPI loại MDI hãng Casco Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái niệm độ nhấp nhô bề mặt gia công Gỗ qua q trình gia cơng cắt gọt gia cơng ép, q trình gia cơng chịu ảnh hƣởng trạng thái máy gia cơng, độ xác hình học dao, áp suất ép, nhiệt độ, loại gỗ độ ẩm… Trên bề mặt có độ khơng phẳng, độ khơng phẳng qui nạp thành loại sau: + Vết hằn dao: Thƣờng thành dạng lƣợc dạng đƣờng, hình dạng to nhỏ chiều sâu định hình dạng hình học lƣỡi dao đặc trƣng chuyển động cắt gọt Nhƣ bề mặt gỗ xẻ cƣa đĩa có vết cƣa hình cung + Gợn sóng: Một loại dạng sóng có hình dạng kích thƣớc gần có quy luật, vết để lại bề mặt gia công dao cắt gọt kết rung hệ thống công nghệ máy gia công- dao- chi tiết gia công Nhƣ bề mặt chi tiết, sau gia cơng phay để lại gợn sóng bề mặt quỹ đạo lƣỡi dao hình thành + Độ khơng phẳng gỗ bị phá hủy: Các bó sợi bề mặt gỗ bị tƣớc xé đứt, lƣợng cắt không phù hợp, loại xuất bề mặt gỗ sau phay bóc + Cắt mẫu Tiến hành cắt mẫu với kích thƣớc: chiều dài  chiều rộng  chiều dày = 150  20  mm Số lƣợng ghép: 60 thanh/1 loại gỗ, mẫu gỗ sau cắt có độ ẩm > 40% Đƣa mẫu gỗ vào tủ sấy, sấy mẫu nhiệt độ 400C để đạt đƣợc độ ẩm dƣới 10% Trong trình sấy thƣờng xuyên kiểm tra độ ẩm mẫu máy đo độ ẩm Sau mẫu đạt đƣợc độ ẩm yêu cầu ta tiến hành lựa chọn cặp mẫu theo yêu cầu cho chúng có đặc điểm tính chất vật lý tƣơng đồng - 10 cặp mẫu Keo lai, 10 cặp mẫu Keo tai tƣợng cấp độ bào - Thực đánh nhẵn mẫu máy đánh nhẵn cầm tay với giấy nhám100 cho 10 cặp mẫu Keo lai, 10 cặp mẫu Keo tai tƣợng với giấy nhám- 400 cho 10 cặp mẫu Keo lai, 10 cặp mẫu Keo tai tƣợng khoảng thời gian 90 (s) + Chuẩn bị ép tạo mẫu - Dụng cụ cần dùng: chổi quét, cốc pha chế que khuấy, cân điện tử - Chuẩn bị máy ép: dọn vệ sinh xung quanh máy ép, kiểm tra máy đảm bảo máy hoạt động tốt - Tiến hành pha keo: Keo đƣợc pha theo tỷ lệ, theo hƣớng dẫn sử dụng Số lƣợng keo đƣợc pha vừa đủ cho lần ép, (một lần ép 20 cặp), thời gian pha keo (phút); thời gian bôi tráng keo cho 20 cặp 20 (phút) + Ép tạo mẫu Mẫu đƣợc ép 20 cặp lần Sau nén đến áp lực yêu cầu, vam kẹp đƣợc định áp đai ốc Các mẫu sau ép đƣợc bọc túi ninon tuần 36 + Cắt mẫu kiểm tra độ bền kéo trƣợt Sau thời gian tuần, mẫu đƣợc cắt để thử kéo trƣợt màng keo + Cắt mẫu theo tiêu chuẩn EN 205: 2003 + Dùng cƣa đĩa để cắt + Sau cắt mẫu hoàn thành tiến hành thử kéo trƣợt màng keo 3.4 Kiểm tra độ bền liên kết sản phẩm Sử dụng tiêu chuẩn kiểm tra khả dán dính màng keo theo tiêu chuẩn hành 3.4.1 Trị số trung bình n x  i 1 xi n Trong đó: xi- giá trị mẫu ngẫu nhiên mẫu thí nghiệm n - số mẫu quan sát; x - trị số trung bình 3.4.2 Sai quân phƣơng n Công thức xác định: s   (x i 1 i  x)2 n Trong đó: s - sai quân phƣơng; xi - giá trị phần tử; x - trung bình cộng giá trị; n - số mẫu quan sát 37 3.4.3 Sai số trung bình Cơng tức xác định : m s n Trong đó: s - sai quân phƣơng; n - số mẫu quan sát; m - sai số trung bình 3.4.4 Hệ số biến động Cơng thức xác định: Trong đó: S%  s 100 x S % - hệ số biến động; x - trị số trung bình; s - sai qn phƣơng 3.4.5 Hệ số xác Cơng thức xác định: Trong đó: P m 100% x P - hệ số xác; m - sai số trung bình cộng; x - trị số trung bình cộng 3.4.6 Sai số tuyệt đối ƣớc lƣợng Công thức xác định: C(95%)  t (k )  s n Trong đó: C(95%) – sai số tuyệt đối; t - chuẩn student; n - dung lƣợng mẫu; s - sai quân phƣơng 38 3.5 Xử lý số liệu Mẫu đƣợc cắt theo tiêu chuẩn EN 205 : 2003 Dung lƣợng mẫu: 60 mẫu Dụng cụ thiết bị + Máy kiểm tra vạn + Thƣớc kẹp xác 0,02 mm + Vam kẹp + Hệ thống gá trƣợt Quy trình: Mẫu đƣợc gá vào gá, Tải trọng máy đƣợc tăng từ từ đến màng keo bị trƣợt (thời gian tăng tải từ 30-90 giây), đọc trị số tải trọng lực phá huỷ đồng hồ đo lực (đọc xác đến kgf) - Cơng thức tính:  Trong đó: k  F max l *b * 9,81 (MPa) Fmax - lực kéo màng keo phá vỡ, kg; b - chiều rộng tiết diện kéo, mm; l - chiều dài tiết diện kéo, mm; 9,81: hệ sồ quy đổi từ kgf sang Newton (N); 39 Chƣơng PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ 4.1 Kết kiểm tra Kết kiểm tra độ nhấp nhô bề mặt hai loại gõ Keo tai tƣợng Keo lai chế độ gia công khác đƣợc ghi phụ biểu 01 đến 06 Kết xử lý thống kê so sánh độ nhấp nhô bề mặt hai loại gỗ đƣợc ghi bảng 4.1 Bảng 4.1 Độ nhấp nhô bề mặt hai loại gỗ với cấp gia công Loại gỗ Ra Keo lai- 400 2,681 Keo lai- 100 3,659 Keo lai- Bào 5,638 Keo tai tƣợng- 400 2,918 Keo tai tƣợng- 100 3,768 Keo tai tƣợng- Bào 6,374 Qua bảng 4.1 tiến hành xây dựng biểu đồ quan hệ độ nhấp nhô bề mặt chế độ gia công khác hai loại gỗ hình 4.1 40 Độ nhấp nhô bề mặt 6.374 5.638 3.659 3.768 2.681 2.918 Keo lai Keo tai tƣợng Bào Giấy nhám 100 Giấy nhám 400 Hình 4.1 Mối quan hệ độ nhấp nhô bề mặt chế độ gia công Nhận xét: - Với chế độ gia cơng loại gỗ ảnh hƣởng đến độ nhẵn bề mặt, gỗ vật liệu hữu không đồng nhất, không đẳng hƣớng, loại gỗ khác có tính chất khác vị trí thân cây, tuổi điều kiện sinh trƣởng - Cấu tạo gỗ không đồng nhất, bề mặt gỗ có ống mạch xếp hỗn độn Khi gia công phƣơng thức gia công nào, ta khơng làm hết phần đƣờng kính ống mạch tạo rãnh ống mạch- gây độ nhấp nhô bề mặt, ta làm hết phần ống mạch khơng tạo độ nhấp nhơ, Nhƣng điều khơng thể ống mạch gỗ xếp hỗn độn - Qua biểu đồ ta thấy độ nhấp nhô bề mặt gỗ giảm dần qua cấp độ gia công (bào, đánh nhẵn với số hạt giấy nhám 100, 400) hai loại gỗ, chứng tỏ phƣơng pháp gia công ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng bề mặt Kết kiểm tra cƣờng độ kéo trƣợt màng keo hai loại gõ Keo tai tƣợng Keo lai chế độ gia công khác đƣợc ghi phụ biểu 07 đến 12 Kết xử lý thống kê so sánh cƣờng độ kéo trƣợt màng keo hai loại gỗ đƣợc ghi bảng 4.2 41 Bảng 4.2 Cƣờng độ kéo trƣợt màng keo Gỗ Keo lai Gỗ Keo tai tƣợng Đặc trƣng mẫu Bào Đánh nhẵn với loại giấy nhám 100 Đánh nhẵn với loại giấy nhám 400 Bào Đánh nhẵn với loại giấy nhám 100 Đánh nhẵn với loại giấy nhám 400  (MPa) 5,383 5,917 6,806 6,406 6,669 7,704 S (MPa) 0,874 0,581 0,310 0,680 0,671 0,428 S (%) 16,229 9,823 4,557 10,617 10,059 5,554 P (%) 5,132 3,274 1,441 3,357 3,181 1,756 C (95%) 0,138 0,092 0,049 0,108 0,106 0,068 Trên sở kết ghi bảng 4.2 tiến hành xây dựng biểu đồ quan hệ cƣờng độ dán dính với chất lƣợng bề mặt chế độ gia cơng khác hai loại gỗ hình 4.2 7.704 6.806 Cường độ kéo trượt (MPa) 6.406 6.669 5.917 5.383 Bào Giấy nhám 100 Giấy nhám 400 Keo lai Keo tai tượng Hình 4.2 Biểu đồ quan hệ cƣờng độ dán dính chế độ gia cơng gỗ Keo lai Keo tai tƣợng Nhận xét: 42 - Qua biểu đồ ta thấy độ nhẵn bề mặt vật dán lớn cƣờng độ dán dính cao, cƣờng độ dán dính gỗ Keo lai Keo tai tƣợng tăng - Bề mặt có độ nhấp nhô cao ảnh hƣởng đến độ dày lớp màng keo tráng, lớp màng keo xuất nội lực làm nứt màng keo - Hệ số biến động cấp gia công bào cao nhất, gỗ Keo lai (S% = 16,229), Gỗ Keo tai tƣợng (S% = 10,617) Ở cấp gia công đánh nhẵn giấy nhám 100 gỗ Keo lai (S% = 9,823), gỗ Keo tai tƣợng (S% = 10,059) Ở cấp gia công đánh nhẵn giấy nhám 400 gỗ Keo lai (S% = 4,557), gỗ Keo tai tƣợng (S% = 5,554) Hệ số biến động lớn tính khơng ổn định cấp gia cơng thơ Số lƣợng mẫu thí nghiệm khơng đủ 4.2 Phân tích đánh giá 4.2.1 Ảnh hƣởng cấu tạo gỗ Sự xếp cấu trúc tia, tỷ lệ tế bào vách dày, vách mỏng, vị trí thân cây, tỷ lệ thành phần mạch gỗ, tế bào mô mềm, sợi gỗ, quản bào…Đều ảnh hƣởng tới cƣờng độ dán dính keo Trong tồn ba tổ chức là: Tổ chức dẫn nƣớc muối khoáng (nhựa nguyên) Ở gỗ kim quản bào gỗ sớm đảm nhận, gỗ rộng mạch gỗ đảm nhận Đây tế bào có kích thƣớc lớn nhất, thành phần quan trọng tạo độ rỗng, độ xốp cho gỗ Do đó, tổ chức dẫn nƣớc muối khống phát triển tính chất lý gỗ giảm, khả hút nƣớc gỗ tăng điều ảnh hƣởng tới chất lƣợng mối dán Tổ chức dự trữ dinh dƣỡng: Tổ chức nhóm tế bào mơ mềm đảm nhận, tế bào vách mỏng nên tổ chức phát triển tính chất lý gỗ giảm Điều tạo nên nén ép gỗ tốt nên tăng tính tiếp xúc vật dán làm tăng chất lƣợng mối dán nhƣng nhóm tế bào mơ mềm nhiều tỷ lệ xenlulose, hemixelulo gỗ giảm làm giảm thể tích gỗ ép, làm 43 giảm cầu nối hóa học phân tử keo xenlulo, hemixelulo làm cƣờng độ dán dính keo giảm Tổ chức học: Ở gỗ kim quản bào gỗ muộn đảm nhận Nói chung tế bào vách dầy có kích thƣớc bé nên có ruột rỗng nhỏ, có loại ruột hồn tồn bị bịt kín, tổ chức học mà phát triển tính chất học gỗ tăng, tỷ lệ xenlulo tăng làm tăng cƣờng độ dán dính keo Trong q trình dán dính lực liên kết hóa học hình thành qua cầu nối hóa học phân tử keo phân tử gỗ, chúng phụ thuộc vào lƣợng xenlulo (tỷ lệ xenlulo có gỗ), tỷ lệ chất chiết suất thành phần vơ khác Nếu gỗ có nhiều lỗ mạch hút dung môi keo nhiều hơn, màng keo khơng phẳng Điều có nhiều đinh keo, nhƣng nội lực phân tử keo lại không ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng mối dán 4.2.2 Ảnh hƣởng độ nhấp nhô bề mặt đến cƣờng độ dán dính Đối với hai loại gỗ Keo lai Keo tai tƣợng có cấu tạo tính chất vật lý tƣơng đối giống nhau, ảnh hƣởng cấu tạo gỗ đến độ nhấp nhô bề mặt khơng rõ rệt Do đó, đề tài xét đến ảnh hƣởng chế độ gia công bề mặt tới cƣờng độ dán dính sử dụng Keo EPI Casco sản xuất Do mối dán đƣợc thực bề mặt vật dán tính chất bề mặt vật dán ảnh hƣởng tới q trình dán dính Cƣờng độ dán dính tỷ lệ thuận với độ nhẵn bề mặt dán dính theo lý thuyết dán dính tạo đƣợc màng keo liên tục, chiều dày màng keo phân tử keo cƣờng độ dán dính tốt Với bề mặt vật dán có độ nhấp nhơ lớn khó để dán dính tiếp xúc hai bề mặt không tốt, vùng nhấp nhô keo tập trung vào chỗ làm cho vùng bên cạnh có keo bề mặt liên kết, dẫn đến mối dán nghèo chất lƣợng mối dán giảm Hơn nữa, keo dàn trải vào 44 vùng thung lũng, nhƣng lấp đầy đỉnh nhọn thung lũng nên tạo vùng chứa khơng khí, q trình dán ép tạo áp suất chống lại áp suất ép gây ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng mối dán Với bề mặt vật dán có độ nhẵn cao khả bơi tráng dễ dàng, lƣợng keo tiêu tốn ít, màng keo mỏng, đều, liên tục, khe hở nhỏ hai vật dán hay tiếp xúc hai vật dán tốt làm cho chất lƣợng mối dán tăng Theo tài liệu số 101/200- LV, Võ Thành Minh màng keo làm khả chịu uốn tăng 5- 20% 4.3 Ƣu điểm việc đánh nhẵn trƣớc dán dính - Hạn chế khuyết tật công cụ gia công tạo - Đáp ứng đƣợc số yêu cầu bề mặt lý thuyết dán dính - Cƣờng độ kéo trƣợt màng keo tốt hẳn so với gỗ không đƣợc đánh nhẵn - Tuy đề tài chƣa xác định đƣợc chế độ gia công hợp lý, song qua thực nghiệm cho thấy bề mặt dán nhẵn phẳng cƣờng độ dán dính cao 45 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận - Độ nhấp nhô bề mặt dán dính trực tiếp liên quan đến hình thành lớp keo mặt dán dính cƣờng độ dán dính, quan hệ độ nhấp nhơ bề mặt dán dính cƣờng độ dán dính phức tạp, liên quan chặt chẽ với tính gỗ, phƣơng pháp gia cơng, tính keo dán điều kiện cơng nghệ dán dính… - Độ nhẵn bề mặt gia công tăng theo cấp gia công từ bào đến đánh nhẵn 100, 400 Độ nhẵn giảm nhƣ sau: Keo lai bào: Ra = 5,638 (µm) Keo lai đánh nhẵn giấy nhám 100: Ra = 3,659 (µm) Keo lai đánh nhẵn giấy nhám 400: Ra = 2,681 (µm) Keo tai tƣợng bào: Ra = 6,378 (µm) Keo tai tƣợng đánh nhẵn giấy nhám 100: Ra = 3,768 (µm) Keo tai tƣợng đánh nhẵn giấy nhám 400: Ra = 2,918 (µm) Từ thơng số cho ta thấy chế độ gia công ảnh hƣởng lớn chế độ gia công - Tham số độ nhẵn đo đƣợc không phản ánh chất lƣợng bề mặt chế độ gia cơng vì: bề mặt gỗ khơng chịu ảnh hƣởng cơng cụ cắt gọt, mà cịn chịu ảnh hƣởng cấu trúc hỗn tạp cấu tạo gỗ 46 - Đề tài chứng minh đƣợc độ nhấp nhô bề mặt yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến cƣờng độ mối dán, cƣờng độ dán dính tăng độ nhẵn tăng τk (MPa) nhƣ sau: Keo lai bào: τk = 5,383 (MPa) Keo lai đánh nhẵn 100: τk = 5,917 (MPa) Keo lai đánh nhẵn 400: τk = 6,806 (MPa) Keo tai tƣợng bào: τk = 6,406 (MPa) Keo tai tƣợng 100: τk = 6,669 (MPa) Keo tai tƣợng 400: τk =7,704 (MPa) Do khơng có tiêu chuẩn kiểm tra độ nhấp nhơ bề mặt, nhƣ tiêu để so sánh, nên phạm vi nghiên cứu đề tài đƣa đƣợc phƣơng pháp gia cơng hợp lý, hạn chế đề tài 5.2 Kiến nghị Do thời gian thực hiên khóa luận trình độ chun mơn thân cịn nhiều hạn chế, mặt khác lĩnh vực không nhƣng lại đƣợc đề cập nên sở lý, tài liệu tham khảo,… không đƣợc phong phú, sâu sắc Với lý khóa luận khơng thể tránh khỏi hạn chế, sai sót định Tuy vậy, với kết thu đƣợc mạnh dạn đƣa kiến nghị sau: + Trong sản xuất: dùng biện pháp để nâng cao chất lƣợng bề mặt q trình gia cơng gây ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng sản phẩm, chi phí trình sản xuất- tiết kiệm keo, giảm áp lực ép… + Trong nghiên cứu: Mở rộng phạm vi nghiên cứu nhiều loại gỗ để tìm đƣợc chế độ gia cơng hợp lý cho loại gỗ Mở rộng nghiên cứu ảnh hƣởng độ nhấp nhô bề mặt tới lƣợng keo tráng… 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo Tiếng việt [1] - Nguyễn Văn Thuận, Phạm Văn chƣơng (1993)- Bài giảng công nghệ sản xuất ván nhân tạo, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp [2] - Nguyễn Văn Thuận (1993)- Bài giảng Keo dán gỗ- Trƣờng Đại học Lâm nghiệp [3] - TS Chu Sĩ Hải, ThS Võ Thành Minh (2006), Công nghệ Mộc, NXB Nông nghiệp [4] - TS Trần Văn Chứ (2004)- Công nghệ trang sức vật liệu gỗ, NXB Nông Nghiệp [5] - Ngô Kim Khôi, Thống kê toán học Lâm Nghiệp, Bài giảng, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Tài liệu tham khảo Tiếng nƣớc [6] - Yuko Fujiwara · Yoshihisa Fujii · Yutaka Sawada Shogo Okumura (2003), Assessment of wood surface roughness: comparison of tactile roughness and three-dimensional parameters derived using a robust Gaussian regression filter, Received: October 30, 2002 / Accepted: February 21, 2003, © The Japan Wood Research Society 2004,35- 40 [7] - Author: Neese, J.L ; Reeb, J.E ; Funck, J.W., Publication: Forest Products Journal, Publication Date: 01-JAN-04, Delivery: Immediate Online Access 48 [8] - Muammer Aysel and Kerem Dogu, Effect of surface roughness for pinus Nigra and pinus Brutia cut in tangential and radial direction, University of Hacettepe, Volume MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt nam 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.7 Ý nghĩa Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái niệm độ nhấp nhô bề mặt gia công 2.2 Nhân tố ảnh hƣởng đến độ nhấp nhô bề mặt gỗ 10 2.3 Các yếu tố ảnh hƣởng tới chất lƣợng mối dán 12 2.3.1 Nguyên liệu 12 2.3.2 Ảnh hƣởng yếu tố công nghệ dán ép 15 2.3.3 Ảnh hƣởng chất kết dính 16 2.4 Tổng quan gỗ Keo lai Keo tai tƣợng 17 2.4.1 Gỗ Keo lai 17 2.4.2 Keo tai tƣợng 20 2.5 Các tính chất keo EPI 22 2.6 Đánh giá độ nhấp nhô bề mặt 24 2.6.1 Thuật ngữ có liên quan đánh giá độ nhấp nhô bề mặt 25 2.6.2 Tham số đánh giá độ nhấp nhô bề mặt 26 2.6.3 Đo độ nhấp nhô bề mặt 30 Chƣơng 32 THỰC NGHIỆM 32 3.1 Qui trình tạo mẫu thí nghiệm 32 3.2 Nguyên liệu thiết bị 33 3.2.1 Nguyên liệu 33 3.2.2 Thiết bị 34 3.2.3 Chuẩn bị chất kết dính 35 3.3 Tiến hành thí nghiệm 35 3.4 Kiểm tra độ bền liên kết sản phẩm 37 3.4.1 Trị số trung bình 37 49 3.4.2 Sai quân phƣơng 37 3.4.3 Sai số trung bình 38 3.4.4 Hệ số biến động 38 3.4.5 Hệ số xác 38 3.4.6 Sai số tuyệt đối ƣớc lƣợng 38 3.5 Xử lý số liệu 39 Chƣơng 40 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ 40 4.1 Kết kiểm tra 40 4.2 Phân tích đánh giá 43 4.2.1 Ảnh hƣởng cấu tạo gỗ 43 4.2.2 Ảnh hƣởng độ nhấp nhơ bề mặt đến cƣờng độ dán dính 44 4.3 Ƣu điểm việc đánh nhẵn trƣớc dán dính 44 Chƣơng 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 5.1 Kết luận 45 5.2 Kiến nghị 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 50