Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh dạng Finger Joint hiện đại

Nguyên lí hình thành ván ghép thanh

Ván ghép thanh là loại ván đợc hình thành từ việc dán ghép các thanh (tre, gỗ) có kích thớc nhỏ lại với nhau nhờ chất kết dính trong điều kiện nhất định, tạo thành những tấm ván có kích thớc lớn hơn, khả năng sử dụng cao hơn. Phơng pháp ghép và việc quan tâm đến vị trí của thanh ghép trong thân cây gỗ là một trong các giải pháp để khắc phục những nhợc điểm trên. - Chiều dài thanh ghép không hạn chế tuỳ thuộcvào khả năng tận dụng của gỗ, thông thờng chiều dài từ 170-1200mm.

Đặc điểm và cấu tạo gỗ là nhân tố chủ yếu nhất quyết định đến mọi tính chất của gừ. Cấu tạo đợc xem nh biểu hiện bờn ngoài của tớnh chất, những biểu hiện về cấu tạo là cơ sở khoa học để giải thích các hiện tợng sản sinh trong quá trình gia công chế biến, lựa chọn các thông số công nghệ phù hợp. Căn cứ vào một số tính chất cơ học và vật lí của gỗ Mỡ thấy rằng đây là một loại gỗ có độ cứng trung bình và nhẹ phù hợp nhiều loại sản phẩm.

Trình độ của máy móc thiết bị có ảnh hởng lớn đến chất lợng gia công bề mặt của các thanh thành phần, nó có quan hệ với lợng chất kết dính cần tráng và áp suất ép ván. Căn cứ vào thực tế máy móc tại Trung tâm công nghệ và chuyển giao công nghiệp rừng, đây là dây chuyền ván ghép thanh của công ty SAFOMEC (Việt Nam).

Những nhân tố ảnh hởng đến chất lợng ván ghép thanh

Chính vì sự khác nhau này đã làm cho gỗ dễ bị cong vênh, dẫn tới các khuyết tật của sản phẩm, do vậy đã có một số công trình nghiên cứu về ván ghép thanh, song việc xây dựng mối quan hệ kích thớc giữa chiều dày và chiều rộng thanh còn cha dợc nghiên cứu đầy đủ cho từng loại nguyên liệu cụ thể (mặc dù đã có tài liệu tham khảo số [6]) tài liệu này chỉ mới nghiên cứu đối với keo tai tợng. Nếu mặt tiếp tuyến với đờng vòng năm của các thanh ghép đợc xếp đối xứng với nhau theo phơng chiều rộng ván thì ván tạo ra ít cong vênh hơn, nh- ng có nhợc điểm là bề mặt ván có dạng sóng do sự co rút của gỗ theo phơng tiếp tuyến và phơng xuyên tâm là khác nhau. - Căn cứ vào chỉ tiêu kĩ thuật của ván ghép thanh chúng tôi chọn phơng pháp các thanh ghép có mặt tiếp tuyến với đờng vòng năm xếp đối xứng theo phơng chiều rộng ván.

Nếu xét về khả năng chịu lực thì hai phơng pháp này rất khác nhau, về độ bền uốn tĩnh thì tạo ngón ghép theo phơng chiều dày lớn hơn so với phơng chiều rộng. - Bề mặt ngón phẳng, nhẵn nên tạo đợc màng chất kết dính đều, liên tục, do đó lợng chất kết dính tráng giảm, áp suất ép nhỏ vì lợng ma sát trên các ngón ít. Quá trình dán dính là sự gắn kết giữa hai vật thể dới tác dụng của một vật thứ ba trong những điều kiện nhất định, vật thứ ba đợc gọi là chất kết dính, vì vậy chất kết dính sẽ ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng mối dán.

Ngợc lại nếu hàm lợng khô của chất kết dính quá cao thì khả năng dàn trải đều giữa chất kết dính và gỗ là khó do vậy tạo chất kết dính không đều, liên tục dẫn đến chất l- ợng mối dán giảm. Nếu độ nhớt của chất kết dính quá lớn quá trình bôi tráng lên bề mặt rất khó, màng chất kết dính khó dàn trải đều, liên tục do đó, chất lợng mối dán giảm, độ bền kéo trợt màng chất kết dính thấp. Nếu độ nhớt chất kết dính quá thấp tuy khả năng bôi tráng chất kết dính lên bề mặt vật dán dễ dàng, nhng lợng chất kết dính tráng thấm vào vật dán tăng lên làm nghèo lợng chất kết dính trên bề mặt vật dán, làm cho chất lợng mối dán giảm.

Qua các công trình nghiên cứu trớc đây và tài liệu tham khảo số [12] cho thấy độ nhớt của chất kết dính trong sản xuất ván nhân tạo thích hợp nhất trong khoảng 50 – 90 giây (theo Bz4) ở 250C. Nếu lợng chất kết dính tráng trên một diện tích bề mặt quá ít thì khả năng dàn trải màng chất kết dính không đều, không liên tục làm cho chất lợng mối dán kém. Trong sản xuất ván nhân tạo, áp suất ép đóng vai trò định hình sản phẩm, làm tăng khả năng tiếp xúc giữa bề mặt vật dán và tạo ra khối lợng thể tích theo yêu cầu.

Theo lí thuyết dán dính khi bề mặt vật dán phẳng nhẵn, khả năng dàn trải đều của màng chất kết dính lớn thì lực ép không dáng kể, trong thực tế gia công không thể thực hiện. Nhng áp suất đó không đợc quá lớn sẽ gây nên hiện tợng tràn chất kết dính ra ngoài làm mất tính liên tục của màng chất kết dính, lợng chất kết dính tránh không đảm bảo. Trong sản xuất ván ghép thanh cần phải có lực tác dụng theo hai phơng, lực ép theo phơng ngang (ghép ván theo chiều rộng) có vai trò tạo ra sự tiếp xúc tốt nhất cho vật dán.

Vì thời gian này quá ngắn sẽ gây tách tại mối ghép và chất kết dính tràn ra ngoài nhiều làm giảm lợng chất kết dính tráng trên bề mặt ảnh hởng đến chất lợng mối nối. Đối với ghép ngang thì (τk1, τk2, τk3, τk4, τk5) nó phuộc vào công nghệ sản xuất ván, vì vậy chúng tôi quan tâm đến, đây là khoảng thời gian đóng rắn chất kết dính làm cho ván hình thành.

Chuẩn bị điều kiện thực nghiệm 1. Nguyên liệu

Do đây là ép nguội nên khoảng thời gian này quá ngắn, màng chất kết dính sẽ cha đóng rắn, ảnh hởng đến chất lợng mối dán và ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm. Vậy căn cứ vào loại chất kết dính, lợng chất kết dính, chúng tôi chọn τk3=5 phót. Các thanh thành phần đợc tạo bằng cách gia công nguyên liệu trên các máy chuyên dùng, thanh có kích thớc nh hình vẽ.

Các thanh sau khi xẻ đợc đa vào máy bào 2 mặt và máy bào 4 mặt để gia công. Căn cứ vào độ đồng phẳng của các máy xẻ và độ nhô của lỡi dao trên các máy bào. Khi độ ẩm của gỗ giảm xuống dới điểm bão hoà thớ gỗ thì gỗ bắt đầu co rút, nếu độ ẩm này càng giảm thì lợng co rút càng tăng.

Trong đề tài này thanh ghép có thể thuần giác, thuần lõi hoặc cả giác và lõi không theo một tỉ lệ nào. Vì vậy chúng tôi chọn trị số co rút theo các chiều là lớn nhất để đảm bao tính chắc chắn của kích thớc vật liệu sau khi gia công.

Gia công thanh

Thanh đã đợc xẻ sơ bộ, hơn nữa do là gỗ mềm nên ta có thể sấy với chế độ sấy tơng. Thanh sau khi đợc sấy chúng tôi dùng ca cắt ngang cắt ngắn những thanh có độ cong qúa lớn. Để tạo sự động đều tơng đối cho các thanh trớc khi phay ngón ta tiến hành bào hai mặt.

Các thanh đợc sắp xếp theo chiều thớ để sau khi phay ngón có thể ghép thành thanh dài có cùng chiều thớ, điều này tạo điều kiện cho quá trình ghép đối xứng vòng năm theo chiều tiếp tuyến của ván. Yêu cầu l- ợng chất kết dính tráng phải đều, lợng chất kết dính tráng vừa đủ để khỏi trào ra ngoài trong quá trình ép dọc. Sau một thời gian ép dọc, để chất kết dính có đủ thời gian đóng rắn ta tiến hành bào bốn mặt để tạo thành những thanh chuẩn về kích thớc về các chiều, các mặt, các thanh tơng đối thẳng phẳng.

Xếp các thanh đã đợc bào bốn mặt lên giá, lật nghiêng thanh, tráng chất kết dính. Ván sau khi đã định hình, ổn định ta đem đánh nhẵn để đạt kích thớc yêu cầu và độ nhẵn đã định.