Nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc uốn gỗ keo lai trên máy UG hđ đến chất lượng gỗ uốn

LỜI CẢM ƠN Thực kế hoạch đào tạo trường Đại học Lâm Nghiệp, để đánh giá kết sinh viên sau năm học làm quen với việc nghiên cứu khoa học Được đồng ý Khoa Chế biến Lâm sản, Bộ môn Khoa học Gỗ tiến hành đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc uốn gỗ Keo lai máy UG - HĐ đến chất lượng gỗ uốn” Sau tháng thực tập, với nỗ lực thân hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Vũ Huy Đại, với ý kiến đóng góp q báu thầy giáo Khoa Chế biến Lâm sản bạn bè đến hồn thành khố luận Do thời gian lực thân có hạn nên khố luận khó tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo bạn khố luận hồn thiện Qua đây, cho phép tơi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Vũ Huy Đại hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành khố luận Nhân dịp này, xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Chế biến Lâm sản, Trung tâm Thực hành Thí nghiệm khoa Chế biến Lâm sản, Trung tâm Công nghiệp Rừng - Trường Đại học Lâm Nghiệp bạn bè giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt khố luận Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 13 tháng năm 2011 Sinh viên thực Lê Xuân Ngọc ĐẶT VẤN ĐỀ Từ xưa đến nay, đồ mộc cơng đặc biệt xun suốt lĩnh vực sống Một sản phẩm mộc không đơn sản phẩm vật chất có tính cơng đơn giản mà cịn sản phẩm nghệ thuật vừa để thoả mãn đặc tính sử dụng trực tiếp, vừa để người thưởng thức Cùng với phát triển tiến xã hội khoa học kỹ thuật sản phẩm mộc dần hồn thiện để phù hợp với nhu cầu sử dụng, xu hướng giai đoạn khác Chi tiết cong dạng chi tiết quen thuộc thiết kế sản phẩm mộc, vừa làm cho sản phẩm hài hoà, mềm mại, tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng, vừa làm đa dạng loại hình sản phẩm Sự kết hợp khéo léo, hài hòa dạng chi tiết sản phẩm làm tăng thêm giá trị chất lượng sản phẩm Nếu trước kia, để tạo chi tiết cong người ta phải vạch đường cong mực ván, sau xẻ gỗ theo đường cong Phương pháp tạo đa dạng hình dáng sản phẩm lại làm giảm cường độ chi tiết, giảm chất lượng gia công bề mặt đặc biệt làm lãng phí nguyên liệu - điều hạn chế sản xuất đại Ngày nay, phát triển khoa học công nghệ giúp người tạo dạng chi tiết cong dễ dàng phương pháp uốn ép gỗ Với ưu điểm dễ dàng tạo dạng chi tiết cong theo ý muốn mà không làm ảnh hưởng đến cường độ chi tiết, tiết kiệm nguyên liệu nên nói việc tạo chi tiết cong phương pháp xu hướng phổ biến Ở Việt Nam, phát triển cơng nghệ uốn ép gỗ cịn hạn chế, làng nghề thủ cơng, doanh nghiệp nhỏ sử dụng phương pháp xẻ ván, sở lớn sử dụng phương pháp uốn ép ván mỏng để sản xuất Do hạn chế thiết bị, công nghệ nên chất lượng sản phẩm tạo chưa cao Chính thế, cơng nghệ nhận quan tâm lớn từ phía nhà nghiên cứu Máy UG- HĐ công nghệ uốn ép gỗ ngun sản phẩm cơng trình nghiên cứu khoa học cấp Thành phố TS Vũ Huy Đại công Đề tài phần giải hạn chế công nghệ uốn ép tạo chi tiết cong như: sản phẩm có bán kính uốn cao, hình dạng đơn điệu, chất lượng cịn thấp cơng nghệ cịn chưa thật hồn thiện, cịn vướng mắc áp dụng vào sản xuất Keo lai (Acacia Mangium Willd & Acacia auriculiformis A Cunn ex Benth.) số trồng Gỗ Keo lai sử dụng rộng rãi để sản xuất đồ mộc Nhìn quan điểm cơng nghệ uốn gỗ, Keo lai có thân tương đối thẳng, trịn đều, độ cong, độ thon nhỏ, thích hợp để uốn Với mục đích hồn thiện cơng nghệ uốn ép gỗ ngun máy UGHĐ cho chi tiết cong sản phẩm ghế cụ thể từ đưa công nghệ uốn gỗ nguyên vào thực tế sản xuất Được cho phép trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Chế biến Lâm Sản hướng dẫn thầy giáo TS Vũ Huy Đại, tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc uốn gỗ Keo lai máy UG- HĐ đến chất lượng gỗ uốn” Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng gỗ Keo lai Keo lai (Acacia Mangium Willd & Acacia auriculiformis A Cunn ex Benth) sản phẩm lai tạo chéo hai loại Keo thuộc chi thực vật họ đậu (Leguminose); họ phụ trinh nữ (Mimosoideae) Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) Keo tràm (Acacia auriculiformis A Cunn ex Benth.) Trong trình sinh trưởng phát triển hai dòng Keo (Acacia) xảy tượng lai tự nhiên, kết tạo lai có nhiều đặc tính, đặc trưng hình thái trung gian loài bố mẹ Keo lai có ưu điểm sinh trưởng, tích khối lượng nhiều rõ rệt so với loài bố mẹ.[5] 1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Năm 1990, Pinyapysarerk nghiên cứu phát triển Keo lai cho thấy: Keo lai có đỉnh phát triển tốt, thân đơn trục có khả tỉa cành tốt Từ đến có nhiều cơng trình nghiên cứu sinh trưởng Keo lai nghiên cứu ứng dụng gỗ Keo lai công nghiệp chế biến gỗ Năm 1991, Cyril Pinso Robert Nasi nghiên cứu phát triển Keo lai đưa nhận xét: Gỗ Keo lai trung gian gỗ Keo tai tượng Keo tràm, có phần tốt Keo tai tượng khơng có biến động lớn Koichi YAMAMOTO (2003) nghiên cứu phân bố độ ẩm thân loài keo: Keo lai, Keo tai tượng, Keo tràm quốc gia bao gồm Việt Nam, Malaysia, Nhật Kết nghiên cứu cho thấy: Độ ẩm thân gỗ Keo tai tượng Keo lai cao không phần gỗ giác mà phần gỗ lõi Độ ẩm cao xác định 253% cho hai loài Keo tai tượng Keo lai Thân gỗ Keo tràm có độ ẩm thấp so với Keo tai tượng Keo lai Độ ẩm cao xác định gỗ Keo tràm 146% Phần lớn, nước chứa thân gỗ, đặc biệt gỗ lõi loài keo, điều gây cản trở cho trình sản xuất gỗ xẻ, chế biến sản phẩm gỗ.[13] 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước Ở nước ta, Keo lai Trung tâm nghiên cứu giống rừng (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) phát nghiên cứu từ năm 1992 Ba Vì (Hà Nội), Đơng Nam Bộ Tân Tạo (TP Hồ Chí Minh) Các nghiên cứu cho thấy Keo lai có nhiều đặc trưng hình thái trung gian Keo Lá tràm Keo Tai tượng Hiện nay, nhu cầu sử dụng gỗ tăng nhanh với phát triển ngành Chế biến gỗ làm cho vấn đề nguyên liệu sử dụng tiết kiệm nguyên liệu trở nên cần thiết Nguồn gỗ tự nhiên ngày khan từ lâu đáp ứng đủ cho nhu cầu sử dụng Chính thế, loại mọc nhanh rừng trồng với ưu điểm tốc độ sinh trưởng ngày nhận nhiều quan tâm nghiên cứu nhà khoa học - Keo lai số Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu Keo lai Việt Nam như: nhân giống Keo lai, xác định cấu tạo tính chất gỗ Keo lai, nghiên cứu xử lý bảo quản, biến tính cho gỗ Keo lai, nghiên cứu sử dụng gỗ Keo lai để sản xuất ván nhân tạo, đồ mộc,… Bùi Đình Tồn (2002) “Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất học, vật lý hoá học chủ yếu gỗ Keo lai 8-9 tuổi định hướng sử dụng ván ghép thanh”, kết đề tài khẳng định: Keo lai có khả sử dụng sản xuất ván ghép có tính chất học độ trung bình.[5] Trần Đức Thiệp (2002) thực đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng độ ẩm gỗ Keo lai (Acacia Mangium x Acacia Auriculifomis) đến lượng thuốc thấm độ sâu thấm thuốc XM5 phương pháp ngâm thường” Đề tài tiến hành khảo sát 10 ngày với cấp độ ẩm: 85- 65- 55- 45- 35- 25- 15, nồng độ thuốc bảo quản 10% Kết nghiên cứu cho thấy lượng thuốc thấm chiều sâu thấm thuốc tỷ lệ thuận với độ ẩm độ ẩm lớn độ ẩm bão hoà( 35%) tỷ lệ nghịch độ ẩm nhỏ 35%.[8] - Nguyễn Năm Phong (2008), tiến hành đề tài “Nghiên cứu cấu tạo ván ghép (dạng Glue Laminated Timber) từ gỗ Keo lai” Kết nghiên cứu cho thấy gỗ Keo lai bước đầu nghiên cứu tạo Glulam đáp ứng loại GL13 (theo tiêu chuẩn kiểm tra AS/NZS 1328:2.1998) 1.1.3 Lĩnh vực sử dụng gỗ Keo lai a Trong công nghiệp chế biến lâm sản bột giấy Cây Keo lai với ưu điểm có cường độ khối lượng thể tích trung bình, tốc độ phát triển tương đối nhanh, thân gỗ thẳng, gỗ tương đối sáng màu nên làm ngun liệu cho cơng nghiệp chế biến lâm sản, công nghiệp sản xuất ván nhân tạo Hiện nay, Keo lai nguồn nguyên liệu để sản xuất ván dăm, ván LVL, ván ghép thanh, bột giấy Các sản phẩm đồ mộc xuất sử dụng nguyên liệu gỗ Keo lai ưa chuộng thị trường Chính thế, Keo lai liệt kê vào danh sách trồng rừng chiến lược giai đoạn b Trong xây dựng khai khống Mặc dù mức độ sử dụng có hạn chế Keo lai phần thể vai trị lồi gỗ trồng phổ biến Tùy theo độ tuổi đường kính mà gỗ Keo lai sử dụng vào mục đích khác xây dựng như: cột chống, ván xẻ cốp pha sử dụng làm nhà đồng bào miền núi Trong công nghiệp khai thác khoáng sản, gỗ Keo lai sử dụng làm gỗ trụ mỏ 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu, sản xuất chi tiết cong 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Từ năm 1950, cơng nghệ uốn ép gỗ sản xuất chi tiết cong cho sản phẩm mộc nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất nhiều nước giới như: Nhật, Nga, Mỹ, Trung Quốc đến ngày chúng hồn thiện cơng nghệ thiết bị Hầu hết kết nghiên cứu tập trung xác định khả uốn nhiều loại gỗ thiết lập quy trình uốn ép gỗ cho nhiều loại sản phẩm gỗ uốn có hình dạng khác như: C, U, Z, O,… dùng cho chi tiết cong đồ mộc nội thất sản phẩm mỹ nghệ, cầu, dầm xây làm tăng giá trị thẩm mỹ sản phẩm, đáp ứng tốt mục đích sử dụng quan điểm nhân trắc học Từ thập kỷ kỷ 19, Australia chế tạo vành xe ngựa gỗ Bạch đàn nhờ công nghệ luộn gỗ đem uốn định hình khn Một vành xe ngựa nối nửa cong hình trịn có đường kính từ 800-1200mm Chiều dày gỗ uốn 40mm Ngày nay, Echuka (Úc) giữ mẫu vật truyền thống thiết bị thơ sơ để chế tạo [11] Tại Nga, Viện công nghệ chế biến gỗ nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất công nghệ sản xuất chi tiết cong từ gỗ phương pháp uốn ép với 10 loại gỗ thông dụng gỗ Thông, Sồi, Tần bì, Vân sam, … xác định tỷ số h/R cụ thể với loại gỗ Phương pháp uốn ép uốn ép nguội uốn ép nóng [17, 18] Ở Nhật Bản, nghiên cứu thành công công nghệ uốn gỗ nguyên không cần qua khâu xử lý hố dẻo, mà dựa vào tính chất vật lý gỗ, lợi dụng lượng nước sẵn có gỗ để cho gỗ mềm Vì giảm lực ép, tạo sản phẩm gỗ uốn có bán kính cong lớn Song cơng nghệ đòi hỏi khắt khe nguyên liệu, gỗ uốn phải có chất lượng cao khơng có khuyết tật nứt, mắt Và sau gỗ uốn cong, cần có chế độ xử lý nhiệt hợp lý cho mẫu gỗ uốn nhằm ổn định mẫu gỗ uốn [14, 15] Từ năm 50 kỷ 20 trở đi, Đan Mạch, Thụy Điển, Phần Lan, Na Uy, Nga, Nhật Bản, Đài Loan Trung Quốc, có tốc độ phát triển nhanh kỹ thuật sản xuất chi tiết cong phương pháp uốn ép ván mỏng, đồng thời tiến hành sản xuất với số lượng lớn sản phẩm có sử dụng chi tiết cong Như vậy, hầu hết nước phát triển, phương pháp uốn ép tạo chi tiết cong có kích thước khác dùng xây dựng, đồ mộc nội thất ứng dụng nhiều thực tế sản xuất Các chi tiết cong sản xuất theo phương pháp giữ cường độ gỗ ngun chí nâng cao Gỗ sản xuất theo xu hướng có chất lượng tốt, tỷ lệ lợi dụng gỗ cao, chất lượng bề mặt tăng áp dụng vào sản xuất cho hiệu kinh tế cao Một số sản phẩm gỗ uốn giới Hình 1.1 Đồ mộc dân dụng Hình 1.2 Sản phẩm mỹ nghệ Hình 1.3 Gỗ uốn cơng trình xây dựng 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước Hiện nước ta, chi tiết cong từ gỗ chủ yếu sản xuất phương pháp truyền thống như: vạch đường cong gỗ xẻ, sau xẻ gỗ theo mẫu vạch; gỗ mỏng cánh tủ sản phẩm mộc xử lý cách hơ lửa, phun nước sau tiến hành uốn, hiệu kinh tế phương pháp thấp, không đáp ứng tính đa dạng chi tiết đồ mộc áp dụng vào sản xuất mang tính cơng nghiệp Nhóm sinh viên khoa Chế biến Lâm sản (2006) tiến hành đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu tạo số chi tiết cong cho đồ mộc từ ván mỏng” đề tài tiến hành thực nghiệm tạo sản phẩm tựa tay vịn ghế từ lớp ván mỏng keo PVAC, tiến hành ép với chế độ ép P= 2- kg/cm2, thời gian ép từ 2- giờ, điều kiện nhiệt độ mơi trường tạo sản phẩm có chất lượng tốt Cụ thể 12 lớp ván mỏng cho sản phẩm tựa ghế 11 lớp ván mỏng cho sản phẩm tay vịn ghế đề tài tính tốn giá thành sản phẩm 9000 vnđ/ sản phẩm.[9] Hồ Văn Kỳ (2005) tiến hành đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lý thuỷ nhiệt đến khả uốn gỗ Keo tai tượng (Acacia Mangium Willd) để tạo chi tiết cong cho sản xuất đồ mộc” Kết đề tài cho thấy tiến hành luộc gỗ khoảng thời gian 2- 4- cường độ uốn tĩnh môđun uốn tĩnh giảm Đề tài tiến hành uốn loại sản phẩm có kích thước 500x90x15 500x90x20, với R= 415mm, khuyết tật chủ yếu xuất phía mặt lồi bán kính cong q lớn so với chiều dài phơi liệu.[10] Nguyễn Đức Thành (2010) tiến hành “Nghiên cứu số yếu tố công nghệ uốn gỗ keo lai làm chi tiết cong cho đồ mộc”, đề tài tiến hành thực nghiệm đưa nhiều kết có ý nghĩa thực tiễn cao như: Keo lai hóa dẻo tốt hấp gỗ chiều dày 10mm nước điều kiện áp suất thường với thời gian 45 phút; đề tài xác định khả uốn gỗ Keo lai tỷ số h/R 1/6; thời gian cần thiết để hoá dẻo gỗ có chiều dày S=25 mm 1h nhiệt độ 1000C.[11] Ngô Thu Hương (2010) tiến hành “Nghiên cứu giải pháp ổn định kích thước gỗ uốn Keo lai làm đồ mộc thông dụng” đề tài xác định ảnh hưởng cấp nhiệt độ xử lý (1000C- 1200C- 1400C- 1600C- 1800C) tới độ ổn định gỗ uốn Khi xử lý với cấp nhiệt độ độ đàn hồi tỷ lệ nghịch với nhiệt độ xử lý.[12] 1.3 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Trong năm gần đây, công nghiệp chế biến gỗ nước ta phát Kết bảng 3.3 thể hình 100 Tỷ lệ mẫu hỏng (%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 4,4 5,87 8,8 11,8 17,6 Vận tốc uốn (mm/s) Hình 3.7 Ảnh hưởng vận tốc đến tỷ lệ mẫu hỏng uốn Nhận xét: Qua biểu đồ ta thấy vận tốc uốn có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm uốn theo thì: - Ở cấp vận tốc v1 = 4,4 (mm/s) v2 = 5,87 (mm/s) tỷ lệ sản phẩm hỏng thấp 0%, Điều giải thích uốn cấp vận tốc thay đổi bên gỗ chậm, tượng thớ gỗ bị nén dọc thớ, kéo dọc thớ sảy chưa đạt đến mức độ gây phá huỷ gỗ Khuyết tật có dạng mặt chịu nén gỗ bị co nhúm mức độ ít, cấp vận tốc v1 = 4,4 (mm/s) có có khuyết tật này, cấp vận tốc v2 = 5,87 (mm/s) có có khuyết tật - Khi vận tốc tăng lên đến v3 = 8,8 (mm/s) v4 = 11,8 (mm/s) khuyết tật lớn bắt đầu xuất chưa rõ nét, đến mức vận tốc uốn v5 = 17.6 (mm/s) khuyết tật xuất nhiều Nguyên nhân 44 tượng lực tác động nhanh làm cho nội ứng suất mà lớp gỗ phần chịu nén chịu kéo sản sinh khơng đủ khơi phục hình dạng vật, xuất khuyết tật có vết sước nhỏ xuất mặt lồi, đạt đến vận tốc v5 cường độ lực lớn ứng suất chịu nén, kéo dọc thớ, gỗ xuất vết nứt gẫy nhiều 3.2.2 Xác định độ đàn hồi trở lại gỗ uốn Sau giai đoạn sấy kết thúc, để gỗ ổn định khoảng 15 ngày tháo dây thép buộc độ đàn hồi trở lại gỗ uốn Để thuận tiện cho việc xác định bán kính uốn thay đổi bán kính cong sau uốn xác định bán kính uốn phương pháp sau Trong OIA ta có: r2= IA2 + IO2 Hình 3.8 Xác định bán kính (3.8) uốn đo độ đàn hồi trở lại AB  (r  IC) hay: r = (3.9) Ta có kết sau: AB IC r  8.IC (3.10) Bán kính uốn r=OA=OB=OC Theo cơng thức ta hồn tồn xác định bán kính cong dựa vào AB IC, thông số dễ dàng xác định phương pháp đo thơng thường từ xác định bán kính cong gỗ trước sau uốn gỗ Ngay sau tháo dây thép buộc, tiến hành đo f Để xác định 45 f, trước tiên phải xác định vị trí điểm: A‟, B‟ C theo hình 3.8 Sau xác định điểm, dùng bút đánh dấu vị trí điểm Khi tiến hành xác định f, đặt gỗ uốn tờ giấy trắng, kẻ đường thẳng nối điểm A‟ B‟ Khoảng cách từ điểm C (tâm uốn) đến đường thẳng A‟B‟ f Sau khoảng thời gian, gỗ đàn hồi trở lại, khoảng cách điểm A‟ B‟ cách xa dần, khoảng cách từ điểm C đến đường thẳng A‟B‟ ngắn dần lại Như thế, giá trị f giảm theo Sau sấy, chất lượng gỗ uốn đặc trưng độ đàn hồi trở lại gỗ sau uốn Gỗ uốn đảm bảo chất lượng độ đàn hồi f≤3mm Gỗ sau uốn, cố định dây thép đem sấy định hình Do bên gỗ uốn chứa nội ứng suất cao (gỗ chịu kéo nén) nên trình sấy, gỗ co rút dễ nảy sinh khuyết tật Do vậy, giảm bớt khuyết tật gỗ sấy, đề tài chọn chế độ sấy mềm, thời gian sấy dài Thông số chế độ sấy thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Thông số chế độ sấy STT Mã Tên Giá trị Đơn vị CD1 Nhiệt độ tăng/ CD2 Độ ẩm cân 15 % CD3 Thời gian làm nóng CD4 Gradient sấy 2.4 - CD5 Nhiệt độ sấy 50 CD6 Gradient sấy 2.8 CD7 Nhiệt độ sấy 65 CD8 Thời gian điều hoà CD9 Độ ẩm cân (giai đoạn điều hoà) % 10 CD10 Độ ẩm cuối gỗ 12 % 11 CD11 Nhiệt độ lúc quạt đóng (làm nguội) 40 46 C C - C C 12 CD12 Thời gian đảo chiều quạt 13 CD13 Nhóm gỗ sấy - Gỗ uốn khó khăn việc xếp đống lị sấy Để đảm bảo cho gỗ khơ đồng dịng tuần hồn khơng khí vận chuyển đồng qua đống gỗ uốn, đề tài tiến hành đặt gỗ uốn lên giá đỡ đặt vào lị sấy Q trình sấy kết thúc gỗ đạt độ ẩm W= 12% Tiến hành đo f thời gian sau tháo dây buộc ngày, 14 ngày, 21 ngày 28 ngày ta giá trị f tương ứng f 1, f2, f3, f4 Kết xác định độ đàn hồi trở lại gỗ uốn đưa phụ biểu 09 đến phụ biểu 13 tổng hợp bảng 3.5 Bảng 3.5 Độ đàn hồi trở lại gỗ uốn STT Vận tốc uốn Kích thước (mm/s) (mm) Thời gian lưu giữ (ngày) 14 21 28 4,4 1,04 1,11 1,15 1,17 5,87 1,07 1,12 1,16 1,19 8,8 1,13 1,17 1,23 1,25 11,8 1,15 1,18 1,21 1,24 17,6 1,16 1,24 1,27 1,29 1500x50x30 Theo kết bảng 3.5 xây dựng đồ thị hình 3.6 47 1,4 F,mm 1,2 4,4 (mm/s) 5,87 (mm/s) 8,8 (mm/s) 11,8 (mm/s) 17,6 (mm/s) Độ đàn hồi trở lại 0,8 0,6 0,4 0,2 ngày 14 ngày 21 ngày 28 ngày Thời gian, ngày Hình 3.9 Sự đàn hồi trở lại gỗ uốn Nhận xét: Nhìn vào bảng 3.5 hình 3.9 ta thấy vận tốc uốn có ảnh hưởng đến độ đàn hồi trở lại gỗ uốn phân biệt rõ, hồi trở lại gỗ uốn nhỏ, có số nhận xét sau: - Ở lần đo độ đàn hồi tỷ lệ nghịch với vận tốc uốn gỗ, nguyên nhân uốn vận tốc cao mixen Xenlulose bị biến đổi nhanh, nội ứng suất sản sinh không kịp ổn định nên dễ bị lệch, bị nghiêng ảnh hưởng đến mức độ giãn nở gỗ, mức độ ảnh hưởng tỷ lệ thuận với vân tốc uốn - Độ đàn hồi trở lại gỗ uốn cấp vận tốc xử lý 4,4; 5,87; 8,8; 11,8; 17,6 (mm/s) sau lần đo có biến đổi không rõ ràng tăng mức độ tăng giảm dần Nguyên nhân thời gian đầu sau tháo dây thép làm cho nội lực gỗ giải phóng gỗ đàn hồi trở lại nhiều, uốn với vận tốc lớn nội lực gỗ sản sinh để chống lại cao đàn hồi trở lại nhiều Ngồi lúc độ ẩm gỗ cịn thấp nên mức độ hút ẩm gỗ nhiều để ổn định khoảng thời gian 15 ngày 48 - Mức độ đàn hồi vừa phải, nằm giới hạn cho phép, điều chứng tỏ thời gian xử lý 90 phút gỗ hóa dẻo tốt, đáp ứng yêu cầu hóa dẻo gỗ uốn Từ kết thấy để tạo sản phẩm gỗ uốn đảm bảo chất lượng máy UG - HĐ cần phải uốn với vận tốc uốn từ 11,8 (mm/s) trở xuống, tuỳ vào đặc điểm nguyên liệu, yêu cầu chất lượng để lựa chọn Trong phạm vi đề tài để thuận tiện cho áp dụng vào sản xuất công nghiệp, đảm bảo suất, uốn tạo chi tiết cong sản phẩm ghế máy UG - HĐ vận tốc khoảng 5,87 (mm/s) 3.2.3 Đề xuất bước công nghệ uốn gỗ máy UG - HĐ Các chi tiết gỗ cong sản phẩm mộc đa dạng kiểu dáng, kích thước bán kính cong Hình dạng, kích thước chi tiết ghế phụ thuộc lại vào kiểu dáng loại ghế Các bán kính cong chi tiết gỗ cong sản phẩm ghế, bàn từ thường từ 30 (mm) 500 (mm); chiều dày thông thường 20 - 30 (mm) Đề tài đề xuất sơ đồ bước công nghệ uốn chi tiết cong cho chi tiết lưng tựa sản phẩm ghế hình 3.10 Gỗ trịn Xẻ phá Sấy Uốn định hình Ổn định gỗ uốn Đánh nhẵn, trang sức Tạo phơi Xử lý hóa dẻo Hong phơi, sấy Bào,đánhnhẵn Hình 3.10 Sơ đồ bước cơng nghệ uốn chi tiết cong - Chọn nguyên liệu 49 Nguyên liệu gỗ tròn chọn phải đảm bảo độ tuổi đường kính Nói chung gỗ Keo phải tuổi thành thục từ - 10 tuổi, đường kính từ 25 (mm) trở lên, gỗ phải thẳng thớ, cành nhánh, vịng năm gỗ tương đối - Xẻ phá Các gỗ tròn xẻ theo đồ xẻ cho nhiều ván tiếp tuyến, bán tiếp tuyến Chiều dày ván xẻ 35 (mm) Yêu cầu trình xẻ ván lựa theo chiều thớ để xẻ phá, đảm bảo ván thớ gỗ không bị cắt đứt - Gia công phôi Cơng đoạn gồm có cắt ngắn, hong phơi, bào đánh nhẵn khâu đoạn có yêu cầu riêng mục đích q trình tạo phơi gỗ uốn có kích thước 1500x50x30 (mm), độ ẩm 25% + Xẻ phôi thô: công đoạn tiến hành máy cưa đĩa, q trình tạo phơi thơ cần ý không làm cắt đứt thớ gỗ tiến hành loại bỏ khuyết tật mắt gỗ, hay vết nứt, rạn Kích thước phơi thơ là: + Hong phơi, sấy: tiến hành hong phơi cách xếp đống, cách xếp phải quy cách đảm bảo lưu thông đống Nếu điều kiện tiến hành hong phơi tiến hành sấy ln, gỗ sau q trình sấy đạt độ ẩm 25% + Bào đánh nhẵn: công đoạn giúp cho phôi gỗ tránh tượng tách xé q trình uốn, ngồi tạo điều kiện thụân lợi cho công đoạn chế biến sau Gỗ sau đánh nhẵn phải loại trừ hết sơ, sợi gỗ - Hoá dẻo gỗ Tiến hành hoá dẻo nước nóng điều kiện thường, thời gian 90 phút (thời gian tính từ nhiệt độ thiết bị hấp đạt 50 1000C) Trong q trình hóa dẻo cần xếp gỗ đảm bảo khoảng cách cm, gỗ xếp theo chiều rộng - Uốn gỗ: Hình 3.11 Gỗ uốn máy uốn UG - HĐ Khi tiến hành uốn gỗ cần lưu ý số điểm sau: - Cần phải để lót kim loại ln tiếp xúc chặt với gỗ uốn, không bị khuyết tật bị tách, xé mặt Nếu gỗ ngắn lót phải chêm gỗ vào đầu - Tốc độ uốn v = 5.87 (mm/s), tránh uốn với tốc độ nhanh làm gẫy, nứt gỗ uốn Tiến hành điều chỉnh vận tốc cách đo thời gian hành trình mặt bàn máy, vận tốc v = 5.87 (mm/s) tương ứng với 20s hành trình - Khi uốn xong cần phải giữ gỗ khuôn uốn khoảng thời gian t = 10-15 phút, sau buộc chặt hai đầu gỗ uốn xích - Sấy gỗ uốn 51 Hình 3.12 Mẫu gỗ uốn cố Hình 3.13 Tháo lót khỏi định hai đầu gỗ sau sấy Sau buộc chặt hai đầu gỗ uốn, tháo gỗ uốn khỏi khn đem sấy gỗ lót trạng thái định hình lị sấy nhiệt độ t = 50 600C đạt độ ẩm thăng W=12% - Hoàn thiện sản phẩm Gỗ uốn sau ổn định tiến hành gia công: đánh nhẵn, tạo liên kết mộc chi tiết gỗ bình thường khác, chủ yếu sử dụng máy đánh nhẵn cầm tay Gỗ sau gia công, đánh nhẵn màu sắc trở nên sáng, bề mặt tương đối mịn tốt cho trình trang sức bề mặt, sau tiến hành phun sơn trang sức 52 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Công nghệ uốn gỗ loại hình cơng nghệ gia cơng biến tính gỗ dần hoàn thiện, phạm vi nghiên cứu, đề tài giải mục tiêu, nội dung đề có số kết luận sau: Đề tài tiến hành thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc uốn gỗ Keo lai máy uốn gỗ UG- HĐ cho thấy: vận tốc uốn có ảnh hưởng đến chất lượng gỗ uốn, vận tốc uốn tỷ lệ nghịch với chất lượng gỗ uốn Khi uốn phơi có kích thước 1500x 50x 30 (mm) uốn vận tốc khoảng 5,87 (mm/s) (khoảng 20s hành trình uốn) tỷ lệ sản phẩm hỏng 0%, chất lượng gỗ uốn đạt 9,4 điểm, cho thấy vận tốc uốn hợp lý cho loại sản phẩm Đề tài đề xuất bước công nghệ uốn gỗ Keo lai làm chi tiết cong cho sản phẩm ghế ngồi với chiều dày 30 mm, chiều rộng 50 mm, uốn với bán kính R=340 (mm) tương đương với tỷ số h/R = 1/11, hoàn toàn cấp kích thước loại ghế thơng dụng nay, sản phẩm bán thị trường Sản phẩm tạo có chất lượng đảm bảo, độ đàn hồi nhỏ hoàn toàn đáp ứng yêu cầu đặt Qua đây, thấy thực tế sản xuất đưa công nghệ uốn gỗ máy UG - HĐ vào thực tế mở xu hướng việc nâng cao hiệu sử dụng nguyên liệu chất lượng loại sản phẩm gỗ Qua thực nghiệm đề tài lần khẳng định thời gian cần thiết để hố dẻo gỗ có chiều dày S=30 (mm) để uốn 90 phút nhiệt độ 1000C 4.2 Kiến nghị Công nghệ uốn gỗ loại hình cơng nghệ tạo chi tiết cong cho sản phẩm mộc làm tăng giá trị thẩm mỹ giá trị kinh tế sản phẩm Công nghệ uốn gỗ hình thành phát triển từ lâu ngày hồn thiện 53 cơng nghệ thiết bị nước có ngành cơng nghiệp chế biến gỗ phát triển Trong phạm vi nghiên cứu đề tài chưa thể giải hết vấn đề để hồn thiện cơng nghệ, cần phải có nghiên cứu sâu từ khâu nguyên liệu, xẻ nguyên liệu uốn, đến khâu xử lý gỗ uốn sau uốn Do vậy, đề tài có số kiến nghị sau: - Mở rộng phạm vi nghiên cứu uốn gỗ cho loại gỗ phổ biến Việt Nam để đưa kết luận tính uốn định hướng nguyên liệu gỗ uốn nước ta - Nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc uốn gỗ máy UG- HĐ cho nhiều dạng chi tiết cong khác - Nghiên cứu xác định thông số chế độ uốn gỗ Keo lai cho hình dạng, bán kính cong, chiều dày khác máy uốn gỗ để áp dụng vào thực tế sản xuất, làm sở cho việc sử dụng hiệu nguyên liệu gỗ - Nghiên cứu xác định tính chất gỗ uốn gỗ Keo lai 54 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt: Trần Văn Chứ, Trần Ngọc Thiệp (2006), Cơng nghệ biến tính gỗ, tài liệu dịch, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Vũ Huy Đại (2006), Nghiên cứu công nghệ uốn ép gỗ để sản xuất chi tiết cong cho sản phẩm mộc phục vụ chế biến xuất khẩu, Báo cáo đề tài NCKH cấp Bộ, Hà Nội Vũ Huy Đại (2008), Bài giảng khoa học gỗ dành cho cao học, Trường 10 11 12 Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Võ Thành Minh (2007), Công nghệ mộc, Nxb Nơng Nghiệp, Hà Nội Bùi Đình Tồn (2002), Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất học, vật lý hoá học chủ yếu gỗ Keo lai - tuổi định hướng sử dụng ván ghép thanh, Khoá luận tốt nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Lê Xuân Tình (1998), Khoa học gỗ, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Hải Tuất, Ngô Kim Khơi (1996), Xử lí thống kê kết nghiên cứu thực nghiệm nơng nghiệp máy vi tính, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Trần Đức Thiệp (2002), Nghiên cứu ảnh hưởng độ ẩm gỗ Keo lai (Acacia Mangium x Acacia Auriculifomis) đến lượng thuốc thấm độ sâu thấm thuốc XM5 phương pháp ngâm thường, Khoá luận tốt nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Nhóm sinh viên (2006), Nghiên cứu tạo số chi tiết cong cho đồ mộc từ ván mỏng, Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Hồ Văn Kỳ (2005), Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lý thuỷ nhiệt đến khả uốn gỗ Keo tai tượng (Acacia Mangium Willd) để tạo chi tiết cong cho sản xuất đồ mộc, Khoá luận tốt nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Nguyễn Đức Thành (2010), Nghiên cứu số yếu tố công nghệ uốn gỗ keo lai làm chi tiết cong cho đồ mộc, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Ngô Thu Hương (2010), Nghiên cứu giải pháp ổn định kích thước gỗ uốn Keo lai làm đồ mộc thông dụng, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại 55 học Lâm nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh: 13 Koichi YAMAMOTO (2003), Moisture Distribution in Stems of Acacia mangium, A auriculiformis and Hybrid Acacia Trees, Forestry and Forest Products Research Institute, Tsukuba, Japan 14 Agriculture handbook No 25 (1987), Bending wood to form, Forest service, USA 15 Buchanan, A H (1990), Bending strength of lumber, J Strucl Engrg., ASCE, 116(5), 1213-1229 16 U S Department of Agriculture, Wood bending in ship building, 1943 Tiếng Nga 17 B.I Ugolev (1990), Khoa học gỗ sản phẩm từ gỗ, Nxb công nghiệp rừng Maxcơva, Nga 18 B.S Trudinov (1985), Lý thuyết xử lý nhiệt gỗ, Nxb Khoa học, Maxcơva 56 MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng gỗ Keo lai 1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.3 Lĩnh vực sử dụng gỗ Keo lai 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu, sản xuất chi tiết cong 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu 1.4 Mục tiêu, phạm vi, nội dung, phương pháp nghiên cứu 11 1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 11 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 12 1.4.3 Nội dung nghiên cứu 12 1.4.4 Phương pháp nghiên cứu 13 1.4.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 13 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN 14 2.1 Lý thuyết uốn gỗ 14 2.1.1 Nguyên lý chung uốn gỗ 14 2.1.2 Biến dạng gỗ uốn 17 2.2 Cơ chế hóa dẻo gỗ 18 2.2.1 Các phương pháp hóa dẻo gỗ 18 2.2.2 Cơ chế hoá dẻo gỗ nước nóng 19 2.3 Ảnh hưởng yếu tố nguyên liệu đến chất luợng gỗ uốn 21 2.4 Chất lượng gỗ uốn 24 2.4.1 Khuyết tật trình uốn 25 2.4.2 Khuyết tật sấy 25 57 2.4.3 Đàn hồi trở lại gỗ uốn 26 Chương NỘI DUNG - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29 3.1 Thực nghiệm 29 3.1.1 Vật liệu nghiên cứu 29 3.1.2 Thiết bị nghiên cứu 29 3.1.3 Máy uốn gỗ UG - HĐ 29 3.1.4 Lựa chọn mức thí nghiệm 33 3.1.5 Bố trí thí nghiệm 36 3.1.6 Sơ đồ bước thực nghiệm 37 3.2 Kết thí nghiệm nhận xét 41 3.2.1 Đánh giá chất lượng gỗ uốn 41 3.2.2 Xác định độ đàn hồi trở lại gỗ uốn 45 3.2.3 Đề xuất bước công nghệ uốn gỗ máy UG - HĐ 49 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 4.1 Kết luận 53 4.2 Kiến nghị 53 58 ... hành thực đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc uốn gỗ Keo lai máy UG- HĐ đến chất lượng gỗ uốn? ?? Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng gỗ Keo lai Keo lai (Acacia Mangium... thực nghiệm đơn yếu tố nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc uốn đến khả uốn gỗ Keo lai máy UG – HĐ Đề tài tiến hành thực nghiệm uốn gỗ Keo lai nhằm xác định vận tốc uốn gỗ Keo lai hợp lý tạo chi tiết cong... 11,8 17,6 Vận tốc uốn (mm/s) Hình 3.7 Ảnh hưởng vận tốc đến tỷ lệ mẫu hỏng uốn Nhận xét: Qua biểu đồ ta thấy vận tốc uốn có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm uốn theo thì: - Ở cấp vận tốc v1 =