«Загальноосвітня школа I-III ступенів №10 ВМР»

Вчителя трудового навчання Гандурського Сергія Антоновича

Варіативний модуль

Технологія вготовленнявиробів  із  деревини

(із використанням ручних способів обробки)

                                                                                       (7 клас)

«Деревина як конструкційний матеріал та його вибір. Технологічні властивості деревини. Пиломатеріали. Вимоги до заготовок. Вплив фізичних та технологічних  властивостей на вибір деревини для виготовлення різних виробів. Породи деревини. Вади деревини.»

Зміст теми

Деревина як природній конструкційний матеріал .

Породи деревини .

Властивості (фізичні, механічні, технологічні) деревини .

Пиломатеріали та вимоги до заготовок .

Вади деревини

Ліси в Україні займають значну площу. У лісах ростуть різні породи дерев: дуб, граб, бук, береза, сосна, ялина та ін. Більшість з цих порід використовують для потреб промисловості та господарства. Усі деревні породи поділяють на хвойні (ялина, сосна, модрина, кедр, ялиця) і листяні (дуб, граб, бук, береза, осика, липа тощо.). Кожна деревна порода має характерні особливості, за якими її можна відрізнити від іншої. Наприклад, граб одна з найтвердіших і зносостійких порід, що мають промислове значення; граб твердіший від дуба. Осика одна з найм’якіших листяних порід.

У  процесі  лісозаготівельних  робіт  та  переробки  деревини  отримують деревні відходи – залишки продукції, які частково або повністю втратили споживчу вартість вихідного матеріалу.Великі кускові відходи використовують для виробництва дрібної продукції,  тарної  дощечки,  виробів  широкого  вжитку,  штахетника,  покрівельної  плитки  й  гонту,  штукатурної  і  покрівельної  драні,  іграшок, предметів  домашнього  вжитку,  найпростіших  меблів  (шафок,  вішалок, підставок, поличок, ящиків тощо).Дрібні за розміром кускові відходи на підприємствах можуть бути перероблені  на  технологічну  тріску,  яка  використовується  як  сировина  у виробництві  ДВП  і  ДСП,  у  целюлозному  та  хімічному  виробництвах,  у виробництві біопалива тощо.Для отримання біопалива сировину (стружка, тирса, кора) сильно подрібнюють і пресують при температурі 100 °С з одночасним продавлюванням через пристрій, що нагадує м’ясорубку. У результаті на виході отримують тонкі  округлі  циліндрики спресованого матеріалу завдовжки близько 2 см, які надалі використовують як паливо. Такі гранули називають пелетами

Хвоя  і  листя  слугують  цінною  сировиною  для  виробництва  ефірних масел, хвойно-вітамінного борошна, яке вживається як добавка до кормів тварин і риб, хвойних лікувальних екстрактів, хлорофілу – каротинової  пасти, що застосовується як лікувальний засіб і сировина для виготовлення косметичної продукції

Сьогодні  на  основі  деревини  та  відходів  з  неї  виготовляють  багато сучасних конструкційних матеріалів. Технологія їх виготовлення – гаряче  пресування  тирси,  стружки  або  склеювання  аркушів  лущеного шпону. У низці випадків вони мають переваги порівняно з натуральною деревиною,  зокрема  перевищують  її за  експлуатаційними  властивостями.

Без заперечною  перевагою  конструкційних матеріалів є те, що заготовки з них  можуть  мати  будь-які  габаритні розміри.

До таких матеріалів належить ламінована   ДСП  це  шліфована  дерево стружкова плита, яку за допомогою фізико-хімічного процесу покривають паперово-смоляними плівками різного кольору. Ламіновані плити міцні, дешевші, ніж натуральна деревина, легко обробляються.  Крім  цих  конструкційних  матеріалів,  нині  промисловість випускає  нові: деревину  пресовану  (лігностон),  деревошарові  пластики (лігнофоль,  дельта-деревина,  арктіліт  та  ін.),  деревопластичні  маси

Деревні пластики – пластифіковані деревні матеріали з покращеними  фізико-механічними  властивостями   плити ОSB.

З матеріалу 6 класу Вам відомо, що деревину з красивою текстурою застосовують для оздоблення приміщень, меблів, телевізорів. Багато предметів, що оточують нас удома і в школі, виготовлені з фанери, деревостружкових (ДСП) і деревоволокнистих (ДВП) плит. Деревостружкові плити  це будівельний матеріал, виготовлений з тирси, стружки. Деревоволокнисті плити  будівельний матеріал, виготовлений з подрібненої тирси.

З'єднуючи дрібні  частинки деревини за допомогою клею під тиском і за певної температури, дістають листові матеріали ДВП і ДСП. Фанеру виготовляють зі шпону. Шпон  це тонкий шар деревини, який зрізується ножем з колоди, що обертається ( мал. а). Беруть непарну кількість листів шпону (3, 5, 7 і т.д.), накладають один на одного волокнами під прямим кутом ( мал. б), стискують у гарячому пресі протягом кількох хвилин, і фанера готова.

                                                                  Породи деревини

У деревообробній промисловості використовують як хвойні, так і листяні породи.

Береза. Деревина берези є середньої твердості, важка і недуже міцна. Деревина берези біла з жовтуватим або червонуватим відтінком. Деревина берези використовується для виробництва фанери, паркету і меблів, для точіння і різьблення.

Вільха. Ця деревина застосовується для одержання  паперу.  Вільхова деревина легка і м'яка, має невелику міцність, добре обробляється різанням, дуже стійка до вологи.

Липа. Широко використовується в різьбленні, легко ріжеться і має чисту білу деревину. Деревина у липи м'яка, не жолобиться, легко піддається обробці, не стійка до вологи.

Яблуня. Деревина яблуні тверда, важка, схильна до розтріскування. Деревина яблуні ядрова, червонувато-бура, міцна, тверда, з неї виготовляють токарні й столярні вироби.

Сосна. Високий вміст смоли робить деревину відносно міцною, стійкою до вологи, тому вона добре зберігається під водою. Колір серцевинної деревини з часом змінюється від червонувато-жовтого до коричнево-червоного.

Дуб - вирізняється своїми відмінними властивостями. Деревина дуба тверда, пориста, але міцна і стійка проти гниття. Переваги дуба – довговічність і стійкість до вологи. Деревина має жовтувато-коричневий відтінок.

                                                            Властивості  деревин

Ти вже знаєш, що деревина добре обробляється і широко використовується у виробництві будь-яких виробів. Вона має досить високу міцність за невеликої маси, хорошу опірність ударним і вібраційним навантаженням, у сухому середовищі – довговічна. Деревина з’єднується кріпильни-ми виробами, міцно склеюється, зберігає гарний зовнішній вигляд, на неї добре наносити захисно-декоративні покриття.Водночас деревина має певні недоліки: вона схильна до горіння і за-гнивання,  руйнування  внаслідок дії комах і грибів, гігроскопічна,  унаслідок  чого  може  розбухати  й  піддаватися  усушці,  викривлюватися  і розтріскуватися. Крім того, деревина має вади біологічного походження, які  знижують  її  якість.  Щоб  використовувати  деревину,  треба  знати  її властивості (механічні, фізичні, технологічні).

До  механічних  властивостей  належать:  міцність,  твердість,  пружність.

Міцність – властивість деревини, що характеризує її стійкість до зовнішніх механічних зусиль, тобто здатність витримувати великі навантаження  і  не  руйнуватися.  З  міцної  деревини виготовляють конструкційні матеріали, які підлягають великим навантаженням Найміцнішою є деревина дуба, ясеня, граба, берези та клена.

Твердість – здатність матеріалу чинити опір проникненню  в  нього  твердого  тіла, наприклад знарядь  праці  або  кріпильних  матеріалів.  При забиванні цвяха в заготовки з твердої та м’якої порід  деревини  з  прикладанням  однакових  зусиль  час  виконання  технологічної  операції  з твердою породою буде більшим За  твердістю  деревину  можна  розмістити  в такій послідовності: граб, дуб, ясен, клен, береза, сосна, вільха, липа.

Пружність – властивість матеріалу змінювати свою форму (не руйнуючись) під дією навантаження  та  відновлювати  її  після  припинення цієї  дії,  повертатися  в  попереднє  положення

Пружна  деревина  часто  застосовується  при виготовленні спортивних знарядь, меблів для сидіння, а також у машинобудуванні.Високу пружність має деревина дуба, ясена та модрини.

Пластичність,  гнучкість  –  здатність деревини зберігати викликану зовнішнім  впливом  зміну  форми  навіть після зняття навантаження Такою  властивістю  володіють  заболонь  горіхового  дерева,  букова  й  березова деревина. Завдяки пропарюванню, проварюванню  й  сильному  нагріванню деревина  стає  тимчасово  пластичною  й може змінювати форму. Тому з пропареної  деревини  бука  лісового,  а  також  з непропареної деревини берези виробляють вигнуті частини меблів .Межа пластичності або гнучкості досягається тоді, коли деревина починає ламатися.

До  фізичних  властивостей  належать  властивості,  що  проявляються під час взаємодії деревини з навколишнім середовищем. Фізичні властивості деревини характеризуються її зовнішнім виглядом, відношенням до вологи, дії механічних зусиль, теплопровідністю, акустичними властивостями.

Зовнішній вигляд деревини  визначається кольором (певним зоровим відчуттям, що залежить від спектрального складу відбитого світлового потоку), блиском (здатністю деревини спрямовано відбивати світловий потік), текстурою (малюнком, що утворюється на поверхні деревини й залежить від ширини річних шарів, відмінності в забарвленні між ранньою і пізньою деревиною, спрямованості волокон, напряму розрізу), запахом (залежить від умісту в деревині ефірних масел, смол, дубильних речовин).

Під вологістю деревини розуміють виражене у відсотках відношення маси вологи, що міститься в певному об’ємі, до маси сухої деревини того самого об’єму. Щойно зрізане дерево має вологість близько 50 %. Це означає,  що  на  кожні  100  г  абсолютно  сухої  деревини  припадає  50  г  води. Тобто 100 г абсолютно сухої деревини за вологості 50 % має масу 150 г.Для виготовлення виробів використовують деревину невисокої вологості. Так, для виготовлення столярних виробів потрібна деревина вологістюне  більше  ніж  8–10  %.  Такої  низької  вологості  в  умовах  природного  сушіння  домогтися  практично  неможливо.  Тому  природне  (атмосферне) сушіння деревини часто використовують як проміжне. Досушування проводять у сушильних камерах.

                                                                    Види пиломатеріалів

Спилені й очищені від гілок частини дерев називають діловою деревиною. Корені й гілки йдуть на хімічну переробку й технологічні тріски. Стовбури дерев розрізують спеціальними пилками уздовж волокон на пиломатеріали.

Деревинні матеріали широко застосовують у господарстві країни. 3 них виготовляють віконні рами, двері, покриття для підлоги, меблі, папір, музичні інструменти тощо.

Деревина добре обробляється різальним інструментом. Вона легка, міцна, добре склеюється.

Спиляне й очищене від гілок дерево називають хлистом. Розпилювання хлистів на частини називають розкряжовуванням. Розкряжовуючи хлисти, дістають відрізки різної довжини, які називають колодами, чурбаками.

Колоди - круглі лісоматеріали, які використовують цілими або як сировину для пиломатеріалів. Чурбаки - відрізки кряжа, які за довжиною придатні для обробки на деревообробних верстатах.

Тому з колод та чурбаків виготовляють пиломатеріали (розпилені деревні матеріали). Давайте поглянемо, як відбувається цей технологічний процес.

Брус – це пиломатеріал товщиною і шириною понад 100 мм.

Брусок - обрізний пиломатеріал товщиною до 100 мм і шириною не більше подвійної товщини.

Дошки - пиломатеріал товщиною до 100 мм, шириною, більшою за подвійну товщину. Дошки бувають обрізні, не обрізні (дефект на бічній стороні)

Обапіл - бокові частини колоди, зрізані при повздовжньому розпилюванні.

                                                                   Вади деревини

Прикро, але деревина має не лише позитивні якості, але й негативні. Найбільш поширені вади (недоліки) деревини, які знижують якість виробів це: сучки, косошарість, тріщини, червоточина, грибні ураження.

Сучки – частини гілок у деревині. Вони порушують її однорідність, знижують міцність заготовок, ускладнюють обробку.

Косошарість – відхилення волокон від повздовжньої осі пиломатеріалу. Косошарі дошки погано обробляються, більше жолобляться й тріскаються.

Тріщини – розриви деревини вздовж волокон. Тріщини порушують цілісність деревини, знижують її міцність і псують зовнішній вигляд.

Жолоблення – зміна форми пиломатеріалів під час сушіння та зберігання.

Червоточина – ходи й отвори, зроблені в деревині комахами.

Червоточина знижує фізико-механічні властивості деревини й погіршує її зовнішній вигляд.

Грибні ураження  виникають у деревині в наслідок дії дереворуйнівних грибів.

Трухлявина уражує деревину, що довгий час зберігається у вологому стані.

Питання для перевірки

Чим відрізняються бруси та бруски?

Що таке дошки і які вони бувають?

Які породи деревини ми  сьогодні розглянули?

Які породи деревини ви ще знаєте, окрім тих, що сьогодні розглянули ?

З якої деревини краще виготовляти меблі з твердої чи м’якої?

Для того, щоб побудувати корабель, якими властивостями має володіти деревина?

Як називається спиляне й очищене від гілок дерево?

Які частини дерева використовують для отримання пиляних деталей?

Які дерева належать до твердих порід?

Як  називається  властивість  конструкційного  матеріалу  поновлювати

початкову форму після припинення дії на нього зовнішньої сили?

Як  називається  властивість  конструкційного  матеріалу  проявляти  стій-

кість проти зовнішніх механічних зусиль?

Як називається природний малюнок на обробленій поверхні деревини?

Що потрібно враховувати під час виготовлення виробів з деревини?