Oblé nábytkové dílce o velkém poloměru zaoblení

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav nábytku, designu a bydlení Oblé nábytkové dílce o velkém poloměru zaoblení Bakalářská práce Brno 2011 Tomáš Muller

2 Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Oblé nábytkové dílce o velkém poloměru zaoblení, zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:.... Podpis studenta 2

3 Abstrakt Jméno: Tomáš Muller Oblé nábytkové dílce o velkém poloměru zaoblení Tato bakalářská práce popisuje historii a postupný vývoj technologií výroby oblých nábytkových dílců až po současnost. Poukazuje na problematiku jednotlivých technologií, používané materiály, způsoby ohýbání a následného opracování, lepící směsi, povrchové úpravy, použití na určité tipy nábytku, Klíčová slova: Ohýbání, plastifikace, klimatizace, neutrální vrstva, tahová a tlaková vrstva, vrstvení, lepení, ohřev, komprimace, nátěrové hmoty. Abstrakt Name: Tomáš Muller Round furniture parts with large radius of curvature This thesis describes the history and gradual development of technologies for the production of furniture parts rounded up to the present. It refers to issues of technology, materials used, methods of bending and subsequent processing, sealing compounds, surface treatments, using some tips on furniture, Keywords: Bending, plasticization, air conditioning, a neutral layer, the tensile and compressive coating, laminating, gluing, heating, compression, coating materials. 3

4 Obsah 1. Úvod Historie výroby ohýbaného nábytku Technologické podmínky a faktory Problematika technologií Cíl a metodika práce Cíl práce Metodika práce Analýza součastných technologií a s nimi spojené materiály Ohýbání masivního dřeva za použití hydrotermické plastifikace Teorie ohýbání dřeva Požadavky na ohýbaný materiál Příprava materiálu před ohýbáním Rozdělení technologie na jednotlivé operace Plastifikace dřeva Samotné ohýbání Strojní ohýbání Ruční ohýbání Stabilizace sušením Klimatizace Opracování ohnutých dílců Povrchová úprava a její aplikace Použití ohýbaných dílců ve výrobě nábytku Ohýbání masivního dřeva v elektromagnetickém poli Požadavky na materiál Vysokofrekvenční ohřev Mikrovlnný ohřev Porovnání s předchozí technologií Tvarově lisovaná překližka Příprava dýhových sesazenek Rozdělení technologie na jednotlivé operace Příprava lepící směsi Nanášení lepící směsi Skládání souborů Tvarové lisování Klimatizace Opracování výlisků Povrchová úprava a její aplikace Použití tvarově lisované překližky ve výrobě nábytku Vrstvené materiály Vrstvené dřevo Vrstvené aglomerované materiály Prořezávané materiály Prořezávaná MDF (TOPANFORM)

5 3.6. Ostatní technologie výroby oblých nábytkových dílců Komprimované dřevo Elastická třísková deska RECOFLEX Návrhy nových technologií oblých nábytkových dílců Vylehčená tvarově lisovaná překližka s PUR jádrem Šířkové nastavení ohybů z masivního dřeva Porovnání výtěže materiálu při výrobě opěradla ze spárovky Vyhodnocení variant návrhů a jejich použití v praxi Závěr Summary Literatura

6 1. Úvod 1.1. Historie výroby ohýbaného nábytku Výroba ohýbaného nábytku je u nás spjata se dvěma městy (Koryčany a Bystřice pod Hostýnem) a jedním jménem Michael Thonet. Ten již kolem r experimentoval s technologií ohýbání, avšak první zmínky o ohýbaném nábytku pochází již ze starověkého Egypta. Jsou i další zprávy ze středověku, kdy se používalo ohýbání dřeva na výrobu člunů. I když u tohoto způsobu nebylo dřevo nijak měkčeno a proto muselo být přichyceno (stabilizováno) spojovacími prostředky, protože bylo neustále napnuté. Truhlářský mistr z Boppardu na Rýně Michael Thonet už v roce 1856 založil první továrnu na výrobu ohýbaného nábytku v Koryčanech na Moravě a o pár let později r také v Bystřici Pod Hostýnem. A tak vznikla první průmyslová výroba tohoto specifického odvětví. Díky silné elasticitě dřeva se ohnuté dřevo vrací do původního tvaru a proto bylo nutné najít způsob jak dřevo změkčit, plastifikovat jej. První zmínky o ohýbání dřeva mluví o změkčování v horké vodě nebo ve vodní páře. Přelom ve vývoji této technologie nastal až když Michael Thonet po mnohaletých pokusech nalezl způsob ohýbání dřeva, který se používá dodnes. Jeho první pokusy o výrobu ohýbaného nábytku začaly tím, že nařezané dýhové pásy nejprve vařil v klihu, poté je ohnul do potřebného tvaru a v tomto tvaru je nechal stabilizované dokud nedošlo k vytvrzení klihu a vysušení dílce. Avšak takto vytvořené ohyby bylo možno ohýbat pouze v jedné rovině a tedy nebylo možné vyrábět složitěji tvarované dílce. Proto bylo nutné najít jiné způsoby a metody jak by bylo možné tyto nedostatky odstranit. Tak začal tyto jednoduché ohyby prořezávat kolmo k jejich šířce, což mu umožnilo vytvoření ohybu ještě v druhé rovině. Ale díky poměrně komplikované technologii výroby a neodolnosti klihu vůči zvýšené vlhkosti byl nucen experimentovat s novými myšlenkami, tak začal s ohýbáním masivního dřeva. Masivní pásy dřeva nejprve plastifikoval v horké vodě či vodní páře, poté jim udal jejich nový tvar ve formě, kde je nechal stabilizovat sušením. Po vysušení tyto pásy opět slepoval klihem na příslušné formě a tím dosáhl potřebné tloušťky. I tento způsob ohýbání měl nevyřešen hlavní problém a to ten, že při ohýbání větších tloušťek docházelo k praskání a také již zmiňovaná neodolnosti klihu vůči vyšší vlhkosti. 6

7 Problém praskání dřeva při vytvoření ohybu je způsoben tím, že na jeho vnější straně dochází k prodlužování dřevních vláken a na vnitřní straně k zkracování, uprostřed leží neutrální vrstva, která není tahem ani tlakem ovlivňována. Proto bylo nutné nalézt způsob jak tento problém odstranit, nebo jej alespoň eliminovat. Po mnoha neúspěšných pokusech se však našel způsob jak vytvořit ohyby o menším poloměru zaoblení bez toho aniž by došlo k vytvoření prasklin na vnější straně ohybu. Převratným způsobem bylo použití ocelového pásu (pásnice) s koncovými zarážkami. Pásnice byla umístěna na vnější straně ohybu, což mělo za následek posunutí neutrální vrstvy ze středu k vrstvě tahové a tím menší prodloužení vláken. Tímto byl problém ohýbání masivního dřeva i o větších tloušťkách vyřešen, kdy bylo součastně možné ohýbat ve více směrech najednou. Dosavadní velké nádoby na klih, ve kterých se dříve dřeva na ohýbání vařila, byly nahrazeny pařícím zařízením. A tak mohla vzniknout první průmyslová výroba ohýbaného nábytku u nás. Pro sériovou výrobu bylo nutné zkonstruovat velké množství strojních zařízení, které by umožňovalo tak rozsáhlou výrobu. A to ať už strojních ohýbaček kopírovacích soustruhů, pásových brusek, Součastně s výrobou ohýbaného masivního dřeva začal Michael Thonet vyrábět také vrstvené dřevo a tvarově lisovanou překližku. Vrstvené dřevo používal zejména pro výrobu opěradel a tvarově lisovanou překližku na výrobu sedadlové části sedacího nábytku. Kdežto klasická výroba ohýbaného masivního dřeva se téměř dodnes nezměnila (i když se také používá VF ohřev pro plastifikaci), tak vrstvené dřevo a tvar. lis. překližka zaznamenaly velký vývoj, a to zejména v používaných lepících směsích, povrchových úprav, obrábění CNC stroji, způsobu vytvrzení lepicí směsi, výroby skořepin, kde je opěradlová i sedadlová plocha tvořena jedním výliskem a další. 7

8 1.2. Technologické podmínky a faktory Technologické podmínky, faktory a také jejich hodnoty jsou typické pro jednotlivé technologie výroby oblých nábytkových dílců. Jelikož se každá technologie skládá z několika dílčích operací, tak má každá operace své charakteristické technologické podmínky a faktory. V níže uvedených tabulkách jsou jednotlivé technologické podmínky a faktory připojeny k určité technologii. Tabulka č. 1. Technologické podmínky a faktory pro plastifikaci pařením Podmínky Faktory Plastifikace pařením druh dřeviny (M) vlhkost mat. (W) příčný průřez (R) teplota (T) tlak (P) čas (t) Samotné ohýbání Stabilizace sušením druh dřeviny (M) vlhkost mat. (W) hladkost povrchu (H) rozměrová přesnost (R) druh dřeviny (M) vlhkost mat. (W) příčný průřez (R) složitost ohybu (h/r) čas (t) teplota (T) čelní tlak (P) teplota vzduchu (T) rychlost proudění vzduchu (v) relativní vlhkost vzduchu (Wr) čas (t) Klimatizace druh dřeviny (M) vlhkost mat. (W) příčný průřez (R) složitost ohybu (h/r) teplota vzduchu (T) relativní vlhkost vzduchu (Wr) čas (t) 8

9 Tabulka č. 2. Technologické podmínky a faktory pro plastifikaci VF ohřevem Podmínky Faktory Ohýbání (plastifikace VF ohřevem, sušení a ochlazení) druh dřeviny (M) vlhkost mat. (W) příčný průřez (R) hladkost povrchu (H) teplota (T) tlak (P) čas (t) Klimatizace druh dřeviny (M) vlhkost mat. (W) příčný průřez (R) teplota vzduchu (T) relativní vlhkost vzduchu (Wr) čas (t) čas (t) Tabulka č. 3. Technologické podmínky a faktory pro materiály stabilizované lepením Podmínky Faktory Nanášení lepící směsi velikost nánosu (Q) obsah sušiny (O) teplota (T) čas (t) druh lepidla (M1) konzistence (K) Tvarové lisování včetně vytvrzení druh dřeviny (M) vlhkost mat. (W) příčný průřez (R) hladkost povrchu (H) teplota (T) tlak (P) čas (t) Klimatizace druh dřeviny (M) vlhkost mat. (W) příčný průřez (R) teplota vzduchu (T) relativní vlhkost vzduchu (Wr) čas (t) Podrobnější popis technologických podmínek a faktorů bude uveden níže u jednotlivě popsaných technologií včetně jejich hodnot a popisu celé technologie. 9

10 1.3. Problematika technologií Při výrobě oblých nábytkových dílců je nutno vzít v úvahu to, že při tvarování ohýbáním, vrstvením či jinými technologiemi bez toho aniž by byl přerušen podélný průběh vláken dochází k překonávání sil (odporu), který mu klade ohýbaný materiál. Proto je nutné snížit elasticitu dřeva a součastně zvýšit plastičnost, tedy aby takto upravený materiál byl schopný přijmout nový tvar a ten si ponechat i po ukončení působení vnějších sil. Další z možností bez předchozí plastifikace je navrstvit tenké materiály, u kterých by byl nový tvar stabilizován lepící směsí v lepené spáře. Samozřejmě u této varianty je nutné zvolit takové lepící směsi, které jsou schopny dlouhodobě odolávat odporu kladeného navrstveným výliskem při běžném používání. U první možnosti je několik způsobů jak docílit plastičnosti a to: hydrotermicky (vařením či pařením) chemicky elektromagneticky (VF, MV ohřev) Po plastifikaci následuje vytvoření ohybu, což je spojeno s vytvořením tlakového a tahového napětí, schopnost prodloužení podél vláken je velmi malé a proto je nutné posunout neutrální vrstvu ze středu co nejblíže k vnějšímu okraji tahové vrstvy. K tomu slouží pásnice s koncovými zarážkami, ta zabrání prodloužení a také tvorbě trhlin na vnější straně. Takto vytvořený ohyb je nutno stabilizovat sušením a následně klimatizací. U vrstvených, ale také u prořezávaných materiálů dochází ke stabilizaci lepením, proto musí dojít k vytvrzení lepící směsi před vyjmutím výlisku z lisu či forem, při sériové výrobě je třeba proces vytvrzení urychlit. To je možné ohřevem, tedy buď kontaktně, kdy lisovací forma je kovová a vyhřívaná parou, nebo elektromagneticky VF ohřevem. Pro aplikaci nátěrových hmot na oblé nábytkové dílce je možné použít jen některé způsoby nanášení. Vhodné je stříkání a to ať už pneumatické nebo vysokotlaké, popřípadě v kombinaci s nanášením v elektromagnetickém poli. Dříve se používalo i máčení, od kterého se při výrobě nábytku upustilo, ať už z důvodu přetoků, nebo potřebě velkého množství N.H. a neustálé úpravě konzistence. 10

11 2. Cíl a metodika práce 2.1. Cíl práce Cílem této práce je shrnutí používaných technologií výroby oblých nábytkových dílců, používané materiály, lepících směsí a jejich vytvrzení, nátěrové hmoty a jejich aplikace, náročnost na strojní a technologické zařízení, použití ve výrobě nábytku, poukázání na výhody, nevýhody a problematiku jednotlivých technologií a v neposlední řadě také jejich vzájemné porovnání a vyhodnocení podle požadavků kladených dnešními zákazníky. Dalším z cílů je také návrh nových technologií, jejich popis, technologický postup, vyhodnocení a diskuse s návrhy Metodika práce V první části bakalářské práce chci popsat jednotlivé způsoby výroby oblých nábytkových dílců, způsoby plastifikace a stabilizace, problematiku jednotlivých technologií. Druhá část se bude věnovat návrhům nových technologických i konstrukčních řešení, vhodnost pro použití v sériové výrobě, poukázat na případné nedostatky a přednosti oproti již existujícím technologiím. 11

12 3. Analýza součastných technologií a s nimi spojené materiály 3.1. Ohýbání masivního dřeva za použití hydrotermické plastifikace Na tomto způsobu ohýbání masivního dřeva má největší zásluhu již v úvodu zmiňovaný Michael Thonet, díky němuž vznikla komplexně propracovaná technologie, která se používá dodnes. K tomuto úspěchu mu pomohla myšlenka začat používat pásnici vyrobenou z plechu s koncovými zarážkami umístěnými a připevněnými na konci pásnice. Čímž vyřešil největší problém, který je spojovaný s velmi malou schopností prodloužení dřeva podél vláken. Při použití pásnice se totiž neutrální vrstva posune ze středu k vnějšímu okraji a tím nedochází k takovému prodloužení, které by způsobilo praskání ohýbaného dílce Teorie ohýbání dřeva Při ohýbání dřeva za pomocí plastifikace je nutno vzít v potaz, že ohýbání je myšleno jako trvalá deformace (příjmutí nového tvaru), bez toho aniž by v ohýbaném materiálu působilo napětí vzniklé právě vytvořením ohybu. Proto jedním z důvodů používání této technologie je možnost vytvoření dílců ohýbaných ve více rovinách bez působení vnitřního napětí. Pro ohýbaný materiál je typické to, že na vnější (konvexní) a vnitřní (konkávní) straně ohybu vzniká napětí. Na vnější straně vzniká tahové napětí a na vnitřní straně vzniká tlakové napětí, přibližně uprostřed se nachází neutrální vrstva, v které je napětí nulové. Vznikají také smykové napětí, které má snahu posouvat jednotlivé vrstvy materiálu směrem od sebe. Obrázek č.1 Posuv neutrální vrstvi při ohýbání (Drápela a kol., 1980) a) hranolek, b) nepařený hranolek, c) pařený hranolek, d) pařený hranolek s pásnicí. 12

13 Při vytvoření ohybu u dílce, který není plastifikován se vytváří na konvexní straně tahové napětí, na konkávní straně tlakové napětí, přičemž neutrální vrstva se nachází zhruba uprostřed. V této vrstvě se jednotlivé složky napětí eliminují, avšak při zvětšování ohybové síly se také zvětšují tahové a tlakové napětí. Větší hodnota tahového napětí je vysvětlena tím, že pevnost dřeva v tahu je větší než pevnost v tlaku podél vláken. Z tohoto důvodu se posouvá neutrální vrstva směrem k vnějšímu obvodu, který není schopen se tak deformovat, prodloužit se. V rozsahu plastické deformace dochází vlivem působení vnitřního napětí k změnám rozměru, na vnější straně dochází k prodloužení a zúžení, na vnitřní zase ke zkracování a rozšíření. Graf č.1 Průběh napětí a deformace v tahu a tlaku u pařeného buku (Trebula, 1989). Z průběhu křivky tlaku je zřejmé, že pařený buk má malou pevnost v tlaku podél vláken (23 MPa), ale velkou deformovatelnost (30%), naproti tomu křivka tahu vypovídá o malé tahové deformovatelnosti (do 2 %) při vysokém tahovém napětí (130Mpa). 13

14 U dřeva plastifikovaného (pařením či vařením) se snižuje v oblasti plastických deformací pevnost v tlaku mnohem více než pevnost dřeva tahu. Neutrální vrstva se nachází zhruba 2/3 od vnitřního ohybu. V tlaku je dřevo schopno se více deformovat než je tomu u tahu. Z toho vyplývá že vnitřní vrstvy při ohýbání musí být co nejvíce namáhány v tlaku a tím tedy budou vnější vrstvy namáhány co nejmíň v tahu. Dík tomu se posunuje neutrální vrstva k vrstvě tahové a je možné ohýbat o menším poloměru zaoblení bez poškození dílce. Přípustné prodloužení tahem až k prasknutí dílce na vnější straně je mnohonásobně menší než zkrácení na tlakové straně ohybu, proto dochází k prasknutí nejprve na tahové straně. Maximální deformace tahem je u dřeva asi 1 až 2 %, deformace tlakem 15 až 25 % (Drápela a kol., 1950). U plastifikovaného BK a DB je deformace tlakem podél vláken 30 až 33 %. Za použití pásnice na plastifikovaném dílci je možné dosáhnout ještě menších poloměrů zaoblení. Po upevnění pásnice s koncovými zarážkami na vnější stranu budoucího ohybu dojde k menšímu prodloužení vrstev dřeva v tahové vrstvě a naopak k většímu zkrácení vrstev dřeva v tlaku na vnitřní straně ohybu. Tím se neutrální vrstva posune až na okraj tahové vrstvy. Hodnoty tlakových deformací jsou v tomto případě maximální (Dejmal, 1995). Proto je nutné dílce před plastifikací a ohýbáním přesně zakrátit, řez musí být kolmý, aby došlo k těsnému přilehnutí ke koncovým zarážkám celým čelem, tak na čela dílce umístěného v pásnici s koncovými zarážkami působí koncové tlaky, ty nesmí překročit mez pevnost dřeva v tlaku podél vláken. Při výrobě uzavřených ohybů či malých poloměrů zaoblení je třeba působit tlakem na čela ještě před vytvořením samotného ohybu, vytvořit tzv. tlakové předpětí. Toho se dosáhne pomocí pohyblivých koncových dorazů. Minimální poloměr zaoblení (stupeň ohnutí) je dán tzv. kritickým ohybem, což je poměr tloušťky a poloměru zaoblení H/r. Čím je toto číslo větší, tím je větší i ohybatelnost a naopak. Tabulka č. 4. Přibližné hodnoty poměru h/r bez pásnice (Dejmal, 1995). h/r materiál Nepařené suché dřevo Pařené dřevo Vařené dřevo 14

15 Obrázek č.2 Průběh napětí a změn tvaru na příčném řezu DB dílců, h/r = (Trebula, 1989), nepařené Obrázek č.3 Průběh napětí a změn tvaru na příčném řezu DB dílců, h/r = (Trebula, 1989), pařené Obrázek č.4 Průběh napětí a změn tvaru na příčném řezu DB dílců, h/r = (Trebula, 1989), pařené s pásnicí. 15

16 Požadavky na ohýbaný materiál Nejčastěji u nás ohýbanou dřevinou je BK, další vhodné dřeviny pro ohýbání jsou JS, DB, AK, ale přesto se dají ohýbat všechny dřeviny. Tvrdé listnaté dřeviny, ať už kruhovitě či roztroušeně pórovité jsou vhodnější. Měkké listnaté a jehličnaté dřeviny se neuplatňují z důvodu velkého rozdílu ve stavbě a hustotě mezi jarním a letním dřevem, které nedovoluje rovnoměrné rozložení vnitřního napětí v průřezu hranolku. Jako další důvod se uvádí, že listnaté dřeviny obsahují více pentozanu. I když BK obsahuje malé množství pentozanu, tak je velmi vhodný pro ohýbání, což je způsobeno nejspíš pravidelnou strukturou dřeva. Požadavky na materiál: odklon dřevních vláken, v rovině ohybu je to max. do 4 %, v boční rovině (rovině kolmé na rovinu ohýbání) je max. do 10 % kolmost řezů u čel (přesnost rozměrů), z důvodu vytvoření koncového tlaku na celou plochu čela, čímž dojde k posunutí neutrální vrstvy směrem k vrstvě tahové hladkost opracování dílce je nutná, aby došlo k těsnému dolehnutí pásnice či tvárnice k dílci bez plísně, hniloby, nepravé jádro je možno akceptovat jen tehdy, nezasahuje-li do 1/3 povrchu zahnědlý a zapařený materiál je možné použít za předpokladu, že bude použita barevná povrchová úprava, či moření bez dřeně, trhlin (přípustné jsou vlasové trhliny do 0.5 mm) svalovitost, díky změně odklonu vláken dochází k nestejnoměrnému šíření vnitřního napětí a změnám hodnot plastické deformace, než u rovnovláknitého dřeva dodržení směru letokruhu k rovině ohybu, u širších dílců s pravoúhlým průřezem se doporučuje rovnoběžně s rovinou ohybu, u čtvercového průřezu kolmo na rovinu ohybu, u ohybu vytvořeného v několika rovinách je třeba, aby dřeňové paprsky byly rovnoběžně s rovinou nejnáročnějšího ohybu suky zarostlé do průměru 5 mm, případné drobné vady směrovat ke konkávní straně ohybu, trhliny na konvexní straně, kde je minimální deformace 16

17 vlhkost v rozsahu %, do bodu nasycení dřev. vláken, bez vody volné, která je jako kapalina nestlačitelná a zvyšovalo by se riziko tvorby trhlin (při nižší W se prodlouží doba plastifikace, při vyšší se zvětší čas sušení) nemělo být použito dřevo z blízkosti dřeně, ani rychle či pomalu rostoucí dřevo, optimální šířka ročního přírůstku je 2 3 mm Tyto požadavky je třeba dodržovat, jinak bude docházet k nadměrné tvorbě trhlin a tedy zmetkovitosti, která se běžně pohybuje okolo 10 %. Při ohýbání měkkých listnatých a jehličnatých dřevin je třeba dřevo součastně lisovat a ohýbat. Podle Leontevovi metody se využívá toho, že dřevo je schopno snášet značné smykové deformace podél vláken a tlakové napříč vláken. Plastifikovaný hranolek se s pásnicí opatřenou koncovými pohyblivými zarážkami navine na tvárnici se zuby (se sklonem k zadní koncové zarážce), kdy v místě ohybu je hranolek stlačován lisovacím válečkem, což má za následek zpevnění vnějších vrstev sousedící s pásnicí, zmenšení tloušťky, zvýšení pevnosti v tahu podél vláken a zvýšení hustoty jarního dřeva. Vrstvy dřeva přilehlé k tvárnici jsou vystaveny většímu tlakovému napětí, vtlačují se do mezer zubů, čímž nabývají rovnoměrně zvlněného tvaru, což umožňuje rovnoměrné stlačení vrstev dřeva bez záhybů (Drápela a kol., 1950). Samotný ohyb je doprovázen posuvem vrstev podél vláken, což znázorňují čáry nakreslené na bok hranolku před ohýbáním, které se postupně zakřivují. Aby při vytvoření ohybu nenastalo odštípnutí z důvodu velkých smykových napětí, tak se ohyb nerealizuje až do konce délky hranolku. Obrázek č.5 Schéma ohýbání při součastném lisování (Drápela a kol., 1980), 1 tvárnice, 2 - ozubení tvárnice, 3 - lisovací váleček, 4 pásnice, h tl. hranolku před ohýbáním, h1 tl. hranolku po ohýbání. 17

18 následuje Příprava materiálu před ohýbáním Po dodržení všech výše uvedených požadavků určených pro materiál k ohýbání opracování. Sem se řadí frézování a okružování, které zajistí vytvoření hladkého povrchu a těsné přilehnutí hranolku k pásnici a matrici a také snížení možnosti rozlupčivosti. Neméně důležité je zakracování na přesnou délku, která jé dána vzdáleností koncových dorazů. Čela hranolků musí doléhat celou plochou (jinak by došlo k snížení účinnosti koncového tlaku), tím dojde k posunutí neutrální vrstvy směrem k tahové vrstvě a tedy k jejímu menšímu prodloužení. K přípravě materiálu se samozřejmě také řadí třídění, při němž se odstraní nevyhovující kusy Rozdělení technologie na jednotlivé operace Obrázek č.6 Model technologických operací při tvarování ohýbáním (Němec a kol., 1985). 18

19 Plastifikace dřeva Při plastifikaci dřeva dochází k snížení elasticity a zvýšení plastičnosti, což vede ke schopnosti přijat nový tvar a ten si po stabilizaci ponechat. Během plastifikace dochází ke změnám mechanických, fyzikálních a chemických vlastností. Plastifikovat můžeme pařením, vařením či chemickými látkami. Vaření se používá u suššího dřeva, kdy dojde k rovnoměrnému prohřátí a zvýšení vlhkosti, což vede i ke zvýšení plastifikačního účinku. Při paření nedochází k tak velkým tepelným ztrátám, nadměrnému zvýšení vlhkosti a barevným změnám. Obrázek č.7 Příčný a podélný řez autoklávem (Drápela a kol., 1980), 1-.přívod páry, 2- kryt s rychlouzávěrem, 3- výstupní ventil, 4- izolace, 5- kondenzát, 6- perforovaný rošt, 7- výstup páry, 8- bezpečnostní ventil, 9- teploměr. K paření se používá nasycená pára s mírným přetlakem ( MPa).o teplotě 102 až 105 C (Drápela a kol., 1980). Je nutné aby hranolky dosahovaly teploty pracoviště, v zimě je tedy nutné hranolky nechat aklimatizovat. Největší teplotní rozdíl nastane při vložení materiálu do autoklávu, kdy pára předává teplo a tím vlhkost kondenzuje na povrchu hranolků. Za optimální teplotu prohřátého středu hranolku se považuje 70 C. Čas potřebný k paření je závislý na teplotě a tlaku páry, vlhkosti dřeva, průřezu hranolku a druhu dřeviny. Tabulka č. 5. Doba paření v závislosti na průřezu, při W = 25% (Drápela a kol., 1980) Průřez v mm Čas v min

20 Hranolky určené k mírným ohybům se do autoklávu vkládají neproložené, u složitějších tvarů a větších průřezů je třeba proložit. Delší doba paření je neekonomická, proto se po paření zastaví přívod páry a vyjme se potřebné množství hranolků, které se musí do 10 minut zpracovat. Graf č.2 Závislost rychlosti plastifikace na tlaku páry (Němec a kol., 1985) Samotné ohýbání Po plastifikaci dílce a dodržení požadavků na něj kladených je možné vytvořit požadovaný ohyb. K vytvoření ohybu je třeba tvárnice, pásnice a dalších prostředků k jeho upnutí ( stužidla, spony,..). Tvárnice je forma, která slouží k navinutí hranolku, nebo přes než se plastifikované dřevo ohýbá. Vyrábí se ze slitiny hliníku, aby byla korozivzdorná. Pokud se hranolek na pásnici navíjí, pak na ní zůstane i během stabilizace sušením. Pásnice je vyrobena z ocelového pásu a je upnuta na vnější tahové straně ohybu. Tloušťka pásnic se pohybuje od mm, podle tvaru a tl. ohýbaného dílce. Vyrábí se z nerezové oceli a nebo je pokovena odolnějším kovem z důvodu koroze. Pásnice, která posunuje neutrální vrstvu směrem k tahové je připevněna k dílci i během sušení. Ohýbání se provádí většinou strojně, některé ohyby nepravidelných tvarů dvakrát i vícekrát ohnutých se provádí ručně (Drápela a kol., 1980). 20

21 Strojní ohýbání Strojní ohýbání zvyšuje produktivitu, snižuje zmetkovitost, odstraňuje namáhavou fyzickou práci a obsluhující pracovník nemusí mít takové předchozí zkušenosti jako při ohýbáním ručním. Strojně se v zásadě vyrábí jednodušší ohyby. Je také možné součastně ohýbat více plastifikovaných dílců, jež jsou uloženy vedle sebe. Nejčastěji se na strojních ohýbačkách vytváří ohyby otevřené (tvaru U) a uzavřené. Ty se používají pro výrobu sedáku a také opěradel. Při strojním i ručním ohýbání je nutno mít dostatečné množství tvárnic či pásnic, které by odpovídaly denní dávce vyrobených ohybů a době následného sušení (celému cyklu). Obrázek č.8 Ramenová ohýbačka (Drápela a kol., 1980), 1-.tvárnice, 2- závěs tvárnice, 3- kovové rameno, 4- pásnice, 5- stacionární lože stroje, 6- koncová zarážka, 7- ohýbaný hranolek, 8- hydraulický válec. Obrázek č.9 Otevřený ohyb z ramenové ohýbačky, uzavřený zajišťovací tyčí (Drápela a kol., 1980) 21

22 Obrázek č.10 Ohýbací stroj k vytvoření uzavřených ohybů (Drápela a kol., 1980), 1- tvárnice, 2- pásnice, 3- hřídel, 4- redukční soukolí, 5 - vozík, 6- saně vozíku, 7- ohýbaný hranolek, 8- přítlačný váleček. Obrázek č.11 Ohýbací stroj s otáčející se pásnicí (Drápela a kol., 1980), 1- ohýbací stůl, 2- tvárnice, 3- koncová zarážka, 4- pásnice, 5- ohýbaný hranolek, 6 - vodící rameno, 7- přítlačný váleček, 8- hřídel, 9- vedení. Obrázek č.12 Ohýbací stroj s opěrnými pákami (Drápela a kol., 1980), 1- ohýbací rameno, 2- přítlačná část, 3- tvárnice. 22

23 Ruční ohýbání Ruční ohýbání je velmi fyzicky náročné, nároky se zde také zvyšují na pracovníka provádějící ohyby (zručnost a zkušenosti). Ručně se ohýbají ohyby vytvořené v několika rovinách, které by nebylo možno vyrobit strojně. K ručnímu ohýbání se používá hliníková tvárnice na níž je na jednom konci připevněna pásnice, která se součastně s plastifikovaným hranolkem navíjí na tvárnici a tím zamezuje, spíše snižuje riziko vytvoření trhlin na vnější straně ohybu. U takto složitých ohybů je zmetkovitost vyšší než u strojního ohýbání, kde se vytváří jednodušší ohyby. Obrázek č.13 Přípravek pro vícenásobné ruční ohyby (Drápela a kol., 1980), 1- pařený hranolek, 2- pásnice, 3- nastavitelný šířkový příčník, 4- ocelová tvárnice Stabilizace sušením Stabilizace sušením se neprovádí jen kvůli samotné stabilizaci, ale také kvůli snížení vlhkosti, kde bude tlak vodních par odpovídat vlhkosti prostředí při dané teplotě. Sušení probíhá v komorových nebo tunelových sušárnách. Časy sušení jsou závislé na teplotě sušení, průřezu a složitosti tvaru dílce, vlhkost a druhu materiálu, rychlost proudění vzduchu, psichrometrickému rozdílu a relativní vlhkosti vzduchu. Teplota sušení se běžně pohybuje okolo 100 C, u náročnějších ohybů se snižuje na 65 C, nevadí ani tvrdší sušící režimy. 23

24 Relativní vlhkost vzduchu se pohybuje v oblasti 12 až 15 %, čas sušení běžně nepřekračuje 24 hodin, rychlost proudění vzduchu je okolo 2 m/s. Suší a klimatizuje se na konečnou vlhkost 8 až 10 %. Po vysušení a zchladnutí dílců se sejmou tvárnice s pasnícemi, popřípadě jen pásnice s koncovými dorazy používané na ramenové ohýbačce. Poté následuje klimatizace Klimatizace Díky přilehnutým pásnicím a tvárnicím na plochy sušených dílců, je vlhkost v celém průřezu po sušení rozložena nerovnoměrně, je vytvořen vlhkostní spád. Ten je třeba odstranit a také rozdílnou vlhkost mezi jednotlivými dílci. K tomu slouží klimatizace, která probíhá v místnostech s regulovanou teplotou na 18 až 20 C, při relativní vlhkosti vzduchu 55 až 60 %. Takovému prostředí jsou dílce vystaveny do 20 dnů, podle složitosti ohybu, druhu dřeviny a průřezu Opracování ohnutých dílců Po sušení a následné klimatizaci je potřeba jednotlivé dílce opracovat, čímž dostanou požadovaný rozměr a tvar, vytvoří se konstrukční spoje a připraví se povrch pro aplikaci nátěrové hmoty. Nejrozšířenějším způsobem opracování je frézování, kdy je mohou provádět obráběcí centra, nebo ručně na spodní frézce za pomocí ložiska, které kopíruje tvar šablony na níž je upevněn dílec. Poté následuje krácení na přesnou délku, nohy sedacího nábytku se zakracují až je celá židle složena, na otočném stole, kde je ve spodní části umístěn pilový kotouč. To zajistí, že všechny nohy budou zakráceny v jedné rovině a židle bude na rovném povrch stabilní, což prodlouží životnost všech rohových spojů, které tedy nebudou tak namáhány. Při dalším opracování se vytváří konstrukční spoje, frézováním pro dlaby, vrtáním pro kolíky a otvory pro výplet, také se vytváří čepy, které se mohou komprimovat. Po získání základního tvaru se musí dílec brousit na pásových bruskách brusným papírem zrnitostí 150. Tak se odstraní stopy po předchozím obrábění, mastnota, prach a zvýší se adheze pro povrchovou úpravu. 24

25 Povrchová úprava a její aplikace Hlavními funkcemi povrchové upravuje: zvýšení užitné hodnoty dokončovaného předmětu zlepšení fyzikálně-mechanických vlastností zvýšení chemické odolnosti zvýšení estetické hodnoty potlačení barevných rozdílů Pro ohýbané masivní dílce je možné použít téměř všechny druhy nátěrových hmot (NC, PE, PUR, vodou ředitelné, lihové, epoxidové, akrylátové, aj). Díky zvýšenému důrazu na ekologickou nezávadnost se používají hlavně vodou ředitelné nátěrové hmoty. Další z požadavků kladených na nátěrové hmoty je odolnost vůči UV záření, přiměřená cena, stupeň lesku. Také podle krytí kresby (transparentní, pigmentové nátěrové hmoty a mořidla). Aplikace nátěrových hmot je u ohýbaných dílců omezena jen na několik způsobů, nejčastěji se používá pneumatické stříkání, je možné použít také vysokotlaké. Dříve se používalo i máčení, které se dnes už pro tento typ výrobku nepoužívá.poslední dobou se používá pneumatické stříkání v elektromagnetickém poli, což má za následek nižší ztráty vzniklé přestřikem. Také se používá nanášení stříkáním pomocí automatizovaných robotů. Obrázek č.14 Automatizovaný stříkací robot Použití ohýbaných dílců ve výrobě nábytku Nejčastěji se používají na výrobu sedacího nábytku, na výrobu opěradlových noh, sedáků, opěradel, příček a dalších částí, věšáků, madel zábradlí, aj. 25

26 3.2. Ohýbání masivního dřeva v elektromagnetickém poli Kromě výše uvedeného způsobu plastifikace pařením či vařením se používají i nové způsoby a to plastifikace v elektromagnetickém poli. Podle fyzikálního principu přeměny elektrické energie na teplo je známý ohřev odporový, indukční, dielektrický (vysokofrekvenční a mikrovlnný), infračervený a laserový (Trávník a Svoboda, 2007). Každý z těchto způsobů ohřevu má rozdílný rozsah frekvence. Pro ohřev dřeva se používá dielektrický ohřev, tedy VF a MV. Díky plastifikaci dielektrické nedochází ke změně barvy hranolku tak jako je tomu u hydrotermické úpravy Požadavky na materiál Požadavky na materiál jsou stejné jako u plastifikace pařením či vařením, které jsou popsané v části Jediný rozdíl je ve vlhkosti, která už není pod bodem nasycení vláken (27 až 32 %), ale je v rozmezí 20 až 22 % Vysokofrekvenční ohřev VF ohřev se realizuje ve frekvenčním rozsahu 30 až 300 KHz. Při ohřevu dochází k zahřívání dielektrika, tedy nevodivých či polovodivých materiálů ve střídavém elektrickém poli. Teplo se vytváří díky změně orientace atomů a molekul vlivem VF elektrického pole, kdy polární molekuly se jeví jako elektrické dipóly i bez vytvoření vnějšího pole, zatím co nepolární molekuly dostávají tuto schopnost vlivem vnějšího pole. Při umístění dielektrika mezi elektrody kondensátora za působení vnějšího elektrického pole se nepolární molekuly polarizují. Záporné náboje se posunují proti a kladné ve směru pole, polární molekuly se jen směrově orientují. Přitom vzniká kmitavý pohyb částic a vyzařuje se teplo. Vznik tepla je odlišný od konvekčních nebo kontaktních způsobů, kdežto u VF teplo vzniká přímo vně plastifikovaného materiálu. Za vzniku tepla přímo v materiálu je tepelný tok opačný, proto tepelný i vlhkostní gradient působí sousledně. 26

27 Pro vytvoření ohybu se používá jednoetážový hydraulický lis s lisovacími formami na nichž je připevněn plechový pás (elektrody), které jsou připojeny na vysokofrekvenční generátor. Dřevo má funkci dielektrika. Běžně se při plastifikaci dosahuje teploty mezi 100 až 120 C. Při postupném uzavírání lisu dojde nejprve k plastifikaci (změkčení) a následnému vytvoření ohybu, poté následuje stabilizace sušením a nakonec ochlazení, kdy VF generátor je již vypnutý, ale lis je stále uzavřený. Poté se lis otevře a vyjmou se dílce. Doba celého cyklu (plastifikace, stabilizace a ochlazení) se pohybuje mezi 30 až 60 min. Rychlost uzavírání lisu je závislá na průřezu hranolku, jeho vlhkosti, poloměru zaoblení a druhu dřeviny. Při použití hranolků s menší tloušťkou je doba plastifikace kratší, ale součastně dochází k snižování vlhkosti a tedy i účinnosti plastifikace. Obrázek č.15 Hydraulický lis s VF ohřevem (Trávník, 2007) Na rozdíl od plastifikace pařením se při této technologii uplatňuje výroba mírných ohybů o velkém poloměru zaoblení. Ohýbá se jen v jedné rovině. Minimální poloměr zaoblení je závislý od vlhkosti materiálu, jeho průřezu a druhu dřeviny, nejmenší používané poloměry jsou okolo 750 mm. Také se liší nižší zmetkovitostí, která je 4 až 5 %. Také doba klimatizace se u tohoto způsobu plastifikace zkracuje. Při použití této technologie nedochází k barevné změně plastifikovaného materiálu, tak jako je tomu při hydrotermické plastifikaci. Dílce vyrobené tímto způsobem se nejčastěji používají pro opěradlové nohy sedacího nábytku. 27

28 Mikrovlnný ohřev Mikrovlnný ohřev je také jako vysokofrekvenční dielektrickým ohřevem, ale s rozdílným frekvenčním rozsahem a to 300 MHz až 30 GHz. Je-li materiál umístěn ve střídavém elektromagnetickém poli o vysokém kmitočtu, pak se dipóly polárních molekul natáčejí tak, aby jejich směr byl shodný se směrem elektromagnetického pole. Během této neustálé změně polohy dochází ke tření mezi jednotlivými molekulami a tak vzniká teplo. To vede k rovnoměrnému ohřev materiálu v celém jeho průřezu. MV ohřev má řadu výhod a to dostupnost mikrovln do špatně přístupných míst v celém průřezu, rychlost ohřevu,schopnost docílit vyšší teploty uvnitř materiálu než na jeho povrchu aj., mezi nevýhody patří možnost lokálního přehřátí (díky nehomogenitě mikrovlnného pole a materiálu), zvýšená koncentrace mikrovln u případných kovových prvku umístěných v elektromagnetickém poli, bezpečnost práce Porovnání s předchozí technologií Tabulka č. 6. Porovnání plastifikace hydotermické a za použití VF ohřevu Hydrotermická plastifikace Dielektrický ohřev Vlhkost Pod BNV (27 32 %) % Zmetkovitost Do 10 % 4 5 % Změna barvy Ano Ne Technolog. zařízení Autoklávy, strojní ohýbačky, pásnice a tvárnice, sušárny Hydraulický jednoetážový lis, lisovací formy, VF generátor Použití Velké i malé poloměry zaoblení, složité ohyby ve více Jednoduché ohyby o velkém poloměru zaoblení v jedné rovině rovinách Technologický čas Plastifikace (do1 h) Vytvoření ohybu (do 1 min) Stabilizace (1 2 dny) Klimatizace (do 20 dnů) Plastifikace, sušení a ochlazeni (30 60 min) Klimatizace (do 10 dnů) 28

29 3.3. Tvarově lisovaná překližka Tvarově lisovaná překližka je vrstvený materiál, který se vyrábí z dýhových sesazenek, které jsou sesazeny z dýhových listů vyrobených technologií loupáním nebo krájením. Na povrchové vrstvy se používají dýhové sesazenky vyrobené krájením, z důvodu možnosti volit jejich kresbu (radiální, tangenciální), ale také se používají dýhy s reprodukovatelnou kresbou, ARO dýhy. Tyto vnější dýhové sesazenky je nutno před samotným tvarovým lisováním brousit, jelikož u tvarového výlisku by to bylo velmi zdlouhavé a možné jen ručně, také by hrozilo probroušení. Do vnitřních vrstev se používají dýhové sesazenky vyrobeny loupáním. Umístění dýhových sesazenek odpovídá jejich kvalita, do vnitřních vrstev a na spodní plochu sedáků se používají dýhy o kvalitě B, na vnější viditelné plochy kvalita A, v případě, kdy jsou vnější i vnitřní vrstvy překryty, např. čalouněním, se používá kvalita C. Nejčastěji se tvarově lisovaná překližka vyrábí jako celobuková, kdy tloušťka dýhových listů je 1 mm a vlhkost 8 až 10 %. Samozřejmě je možné použít i dýhové listy vyrobeny z jiné dřeviny a také jiné tloušťky. Tak jako u klasické překližky je nutné i u tvarově lisované dodržet základní principy tvorby (skladby) překližky a to: jsou vyrobeny z lichého počtu dýh a ty součastně svírají úhel 90 od centrální osy symetrie musí být stejný počet dýh a stejná vzdálenost, tedy použití dýh o stejné tloušťce dýhy uloženy ve stejné vzdálenosti od centrální osy symetrie musí být ze stejného druhu dřeviny symetricky uložené dýhy musí být vyrobeny stejným způsobem a musí mít stejný průběh vláken Díky tomu, že se tvarově lisovaná překližka a i ostatní vrstvené materiály vyrábí z materiálů o malé tloušťce, které je tedy možné velmi lehce ohnout i na poměrně malý poloměr zaoblení bez poškození, tak je není nutno nijak měkčit, jak je tomu u masivního dřeva. Takže vytvořený výlisek je stabilizován v jeho novém tvaru lepením. 29

30 Příprava dýhových sesazenek Vytříděné dýhové listy se nejprve stříhají jak od délky, kde je nutno připočíst potřebnou nadmíru, tak od šířky, poté se šířkově nastavují, opět s potřebnou nadmírou. Nejčastěji se sesazuje pomocí sesazovacího stroje tavným vláknem. Poté se provede oprava dýhových sesazenek určených do vnitřních vrstev, či vrstev, které budou překryty jiným materiálem. Vyrábí se dýhové sesazenky vzhledem k jejich délce podélné a příčné, aby je bylo možné skládat pod úhlem 90. Povrchové dýhy je nutno brousit na brusce určené k broušení dýhových listů. Aby bylo možno brousit tak tenké materiály, tak bruska musí mít perforovaný pásový dopravník, u něhož je vytvořen podtlak vývěvou. Typy těchto brusek jsou obvykle vybaveny dvěma brousícími agregáty s oscilací, kdy první je opatřen brusným pásem o zrnitosti 100 až 120 a druhý zrnitostí 150. Tolerance broušení je plus/minus 0,1 mm. Takto vybroušené povrchové dýhové sesazenky už není nutno po lisování brousit, čímž se urychlí a usnadní výroba Rozdělení technologie na jednotlivé operace Příprava lepící směsi Lepení je pevné, trvalé spojení dvou na sebe přiléhajících povrchů pomocí lepidla, které mezi nimi vytváří pevně držící vrstvičku ( Král a Hrázský, 2005). Důležité pojmy při lepení: adheze je přilnavost dvou různorodých látek koheze je soudržnost téže látky smáčivost je schopnost smáčet plochu, rozlít se Přípravou lepící směsi rozumíme úpravu lepidla pro jeho aplikaci ( Král a Hrázský, 2005). Řadí se sem použití rozpouštědel, tvrdidel, nastavovadel a jiných přísad. Pro lepení tvarově lisované překližky se běžně používají močovinoformaldehydová lepidla a při potřebě vodovzdornému lepené melaminmočovinoformaldehydová lepidla. Tyto lepidla se už vyrábí i jako hotové směsi, do kterých se jen přidá tvrdidlo v potřebném poměru. K tomu je možné použít zařízení na míchání, které smíchá obě složky v požadovaném poměru a množství, poté je rozvede do válcových nanášeček. Tento způsob má velkou výhodu v tom, že k samotnému smíchání lepící směsi a tvrdidla dojde těsně před jeho použitím a tak se nemění jeho viskozita ani ostatní parametry. 30

31 Nanášení lepící směsi K nanášení lepící směsi na dýhové sesazenky se nejčastěji používají válcové nanášečky, které nanáší lepící směs oboustranně. Ty se skládají z horního a spodního nanášecího válce, u nichž je dávkovací válec. Nános se reguluje velikostí mezery mezi nanášecím a dávkovacím válcem. Za samotnou nanášečkou bývá umístěn diskový dopravník, který zamezí setření lepící směsi z povrchu. Velikost nánosu se u močovinoformaldehydových lepících směsí při výrobě tvarově lisovaných překližek pohybuje v rozmezí 200 až 240 g/m2. Nános lepící směsi se při použití oboustranného nanášení aplikuje na každou druhou dýhovou sesazenku Skládání souborů Skládáním souboru je myšleno složení jednotlivých dýhových sesazenek podle požadavků uvedených již v části 3.3. Pokud se nanáší lepící směs oboustranně a tedy se aplikuje na každý druhý kus, pak se na vnější dýhové sesazenky neaplikuje jen na vnitřní. Po vytvoření souboru následuje tvarové lisování Tvarové lisování Lisováním se dosahuje styku lepených povrchů, jejich fixace do vytvrzení lepidla a vytvoření tenké vrstvičky lepidla (Král a Hráčský, 2005). Mezi parametry lisování se řadí lisovací čas, tlak a teplota ( také doba vkládání do lisu, což má význam zejména při plnění více etáží). Jelikož je výroba tvarových forem náročná jednak na přesnost, tak finančně, tak je nutné, aby její využití bylo maximální. To znamená, že by bylo velmi neekonomické lisovat za studena. Proto je nutné lisovat za zvýšené teploty, což vede k výraznému snížení lisovacího času. Ohřevu je možné docílit několika způsoby, jednak VF ohřevem, kdy je nutno opatřit masivní lisovací formy železnými plechy pro vytvoření elektromagnetického pole. Lisovací formy (horní a spodní) jsou umístěny v jednoetážovém hydraulickém lisu, kdy k uzavírání dochází ze spodu. U druhé varianty jsou lisovací formy ocelové, v nichž se nachází okruh pro proudění horké páry. Tento způsob ohřevu je kontaktní, kdy se teplo předává přímo z lisovací formy na lisovaný materiál. V tomto případě jsou použity hydraulické víceetážové lisy. Zde také dochází k uzavírání zespod a proto při plnění lisu se soubory vkládají zespod nahoru. 31

32 U kontaktního ohřevu se lisovací teplota pohybuje v rozmezí 115 až 125 C, v závislosti na tloušťce souboru a také použité lepící směsi. Lisovací tlak je v rozmezí 20 až 40 kg/cm2, podle celkové tloušťky souboru a složitosti tvaru. Lisovací teplota a tlak působí v čase, který se pohybuje okolo 3 až 25 minut. To je doba, za kterou dojde k prohřátí všech vrstev s lepící směsí. U VF ohřevu je lisovací tlak v rozmezí 10 až 20kg/cm2, lisovací teplota 80 až 100 C a lisovací čas cca 8 minut. Kdy lisovací čas je roven součtu doby ohřevu (4 min) a doby, kdy je lis uzavřený, ale s vypnutým VF ohřevem (4 min). Lisovací doba je též závislá od výkonu VF generátoru. Pro vytvoření kvalitního tvarově lisovaného výlisku je nutné dodržet všechny parametry lisování a také požadavky kladené na materiál Klimatizace Po otevření lisu dojde k vyjmutí výlisku, z důvodu jeho vysoké teploty a rozdílnému rozložení vlhkosti v průřezu musí nastat klimatizace. Klimatizace probíhá nejčastěji v dílenských prostorách při teplotě 20 C a relativní vlhkosti vzduchu 55 %, po dobu jednoho dne. Po klimatizaci je možné tvarový výlisek opracovat Opracování výlisků Na opracování tvarových výlisků se používají obráběcí centra, které mají na stole upnutý přípravek, jež odpovídá tvaru výlisku, ten se na něj připevní a dojde k opracování pomocí stopkových fréz. Tím se odstraní nepotřebné nadmíry, frézují se i různé otvory a drážky (ať už z konstrukčního, či z estetického hlediska). Jelikož na výrobu výlisku jsou povrchové dýhové sesazenky již broušeny, pak tato operace u ploch odpadá, nutno j brousit jen ofrézované boční plochy brusným papírem o zrnitosti Povrchová úprava a její aplikace Při volbě povrchové úpravy se věnuje velká pozornost na její nezávadnost vůči životnímu prostředí, používají se transparentní nátěrové hmoty s různými stupni lesku, při použití na sedadla či opěradla se vyžaduje oděruvzdornost, odolnost vůči UV záření aj. Proto se volí takové nátěrové hmoty, které těmto požadavkům odpovídají, poslední dobou se velmi často používají vodou ředitelné nátěrové hmoty. Ty mohou být jednosložkové i dvousložkové.k aplikaci nátěrových hmot se nejčastěji používá pneumatické stříkání. 32

33 Použití tvarově lisované překližky ve výrobě nábytku Tvarově lisovaná překližka se převážně používá k výrobě sedáků, opěradel a také k výrobě skořepin, kde je sedadlová i opěradlová plocha tvořena jedním výliskem. Takovýto tvarový výlisek má mnoho výhod, ať už je to přiměřená hmotnost k vysoké pevnosti, tvarová stabilita, možnost vytvoření různě tvarovaných výlisků. Používá se již od počátku výroby firmy Thonet, kdy se vyráběli spíše jednoduší tvarové výlisky pro sedáky a opěradla, s využitím VF ohřevu v jednoetážových hydraulických lisech bylo možné vyrábět i mnohem složitější tvarové výlisky, např. skořepiny. Obrázek č.16 Použití tvarově lisované překližky pro sedadlovou a opěradlovou část (Přehled produktů,ton) Obrázek č.17 Skořepina z tvarově lisované překližky (Přehled formátů výlisků, TON) 33

34 3.4. Vrstvené materiály Vrstvit tvarové výlisky je možné nejen z dýhových sesazenek, ale také z aglomerovaných materiálů o menší tloušťce. Při použití větších síly materiálu by bylo možné vyrobit výlisky jen o velkém poloměru zaoblení. Díky tomu, že se používají tenké materiály, tak je možné vytvořit ohyby i o malém poloměru zaoblení, součastně při velké tloušťce navrstveného souboru. Je to dáno tím, že jednotlivé vrstvy se mohou po sobě posouvat, tedy pokud je lepící směs ještě ve viskózním stavu Vrstvené dřevo Vrstvené dřevo je vyrobeno z dýhových sesazenek, kde mají všechny stejný (podélný) průběh dřevních vláken a stejnou tloušťku. Vlhkost by se měla pohybovat v rozmezí 8 až 10 %. Vrstvením lze vyrábět tvarové výlisky různých tvarů, při získání velmi dobrých mechanických vlastností. Díky tomu se vrstvené dřevo používá zejména na výrobu sedacího, stolového, lůžkového nábytku. Nejčastěji používaná dřevina je BK, BR, TP o tl. 0,7 až 2.5 mm, samozřejmě je možné použít i jiné druhy dřevin a jiný rozsah tloušťek, je možné použít i jehličnaté dřeviny. Pro výrobu sesazenek, které nebudou povrchové, ale vnitřní se používají dýhové listy vyrobeny loupáním o kvalitě B. Na viditelné povrchové vrstvy se používají dýhové sesazenky vyrobeny krájením o kvalitě A, také je možné použít dýhy s reprodukovatelnou kresbou, ARO dýhy. Jelikož se vrstvené dřevo často používá na výrobu dílců o poměrně malé šířce, tak je vhodné je vyrábět ve formě sdružených formátů, které se prořežou a opracují frézováním na požadovanou šířku. Při výrobě sdružených formátů je nutno dbát na to, aby vnitřní dýhové sesazenky odpovídaly kvalitě B, protože po následném prořezání by byly viditelné vady použité dýhy o nízké kvalitě. U tvarově lisované překližky by nějaká vada na dýhové sesazence, která by byla v ploše vnitřních vrstev nevadila, jelikož zde dojde jen k odfrézování přesahů po obvodu výlisku. I u vrstveného dřeva při výrobě tvarového výlisku je nutné, aby byly při skládání souboru povrchové dýhové sesazenky již vybroušeny, k tomu se používá bruska na dýhové listy se zrnitostí brusného papíru 150. I u této technologie je nutné vytvrzení lepící směsi urychlit, opět jsou dva možné způsoby a to kontaktně nebo radiačně. 34

35 Technologický postup výroby vrstveného dřeva je stejný jako při výrobě tvarově lisované překližky: Obrázek č.18 Příprava dýhových sesazenek s potřebnými nadmírami, jak od délky, tak od šířky, potřebná kvalita dýh. sesazenek, v závislosti na jejich umístění (viditelnosti). Příprava lepící směsi, smíchání všech přísad v potřebném poměru o požadované viskozitě, nejčastěji se používají UF lepidla. Nanášení lepící směsi, opět za pomocí oboustranných válcových nanášeček, při nánosu 200 až 240 g/m2, nanáší se na každou druhou. Skládání souborů, všechny dýhové sesazenky jsou kladeny se stejným průběhem vláken (podélným) vzhledem k délce Tvarové lisování, lisovací tlaky, teploty a časy se určují stejným způsobem, tak jako u tvarově lisované překližky a mají stejné rozmezí hodnot. U VF ohřevu se používá jednoetážový hydraulický lis, u kontaktního ohřevu (s kovovými formami a ohřevem horkou parou) víceetážový hydraulický lis. Při lisování souboru do tloušťky 15 mm se používá převážně kontaktní ohřev, kdy směr prostupu tepla je od povrchu dílce ke středu (Trávník a Svoboda, 2007) Klimatizace, opět v dílenských prostorech o teplotě 20 C a relativní vlhkosti vzduchu 55 až 60 % po dobu jednoho dne. Opracování probíhá na obráběcích centrech frézováním, u sdružených formátů se první šířkově prořezávají na speciální kotoučové pile, která má na hřídeli upnuto několik pilových kotoučů, které jsou od sebe vzdáleny podle šířky dílce a nadmíry na opracování, na otočném stole je pomocí přísavek upevněn tvarový výlisek. Během otáčení stolu přes pilové kotouče dojde k prořezání, pak je možné uvolnit jednotlivě prořezané lamely. Ty je nutno ještě opracovat frézováním a následně brousit zrnitostí 150. Vytvrzení lepící směsi je možné také za studena, to však není vhodné pro sériovou výrobu, ale spíše pro kusovou. Způsoby aplikace nátěrových hmot a požadavky na ně kladené jsou obdobné tak jako u tvarově lisované překližky. 35

36 Obrázek č.19 Mechanický lis (Drápela a kol., 1980), 1- soubor dýh, 2- šroubový uzávěr, 3- deska lisu, 4- lisovací formy. Obrázek č.20 Vytvoření ohybu pomocí matrice a kovového tažného pásu (Drápela, 1980), 8- soubor dýh, 9- kovový tažný pás, 10- matrice. Obrázek č.21 Vytvoření ohybu za pomocí matrice, dělených patric a svěrek (Drápela a kol., 1980), 8- soubor dýh, 10- dělená patrice, 11- matrice, 12- svěrky Obrázek č.22 Vytvoření ohybu za pomocí matrice, pryžové hadice a pásnice (Drápela a kol., 1980), 8- soubor dýh, 9- kovová pásnice, 13- pryžová hadice, 14- přítlačný špalek, 15- přívod stlačeného vzduchu. 36

37 Obrázek č.23 Ohyb vytvořený vloženými dýhami (Drápela a kol., 1980), 1- matrice, 2- vložená dýha s nánosem lepidla, 3- drážky vytvořené řezáním, 4- tvárnice. Vrstvené dřevo je možné použít pro výrobu nosné konstrukce stolového nábytku (zejména konferenčních stolků), sedacího a odpočinkového a též lůžkového nábytku. Velmi často se používá pro výrobu lamel do roštů postelí, kde mají velký poloměr zaoblení. Vhodné je také jejich použití pro výrobu rámové konstrukce dveří skříňového nábytku, zejména v kuchyních. Obrázek č.24 Konferenční stolek ( Obrázek č.25 Židle ( 37

38 Vrstvené aglomerované materiály Z tenkých aglomerovaných materiálů je možné vrstvit dřevotřískové a dřevovláknité desky, ať už MDF či HDF. Soubor se vrství ze stejného druhu materiálu o stejné tloušťce. Pro výrobu tvarových výlisků se nepoužívají tak často jako vrstvené dřevo. Díky jejich větší tloušťce a tedy nižší elasticitě se vyrábí ohyby spíše o větším poloměru zaoblení. Takto vyráběné tvarové výlisky se součastně lisují s povrchovou dýhovou sesazenkou či jinými umělými dekoračními materiály. Pokud je výlisek vytvořen z vláknitých desek, tak je možné lisovat bez jakýchkoliv krycích povrchových materiálů, kdy se po opracování aplikuje pigmentová nátěrová hmota o určitém stupni lesku. U prvého způsobu, kdy se použijí povrchové krycí materiály je nutné po opracování frézováním boční plochy olepit stejným materiálem jako byl použit na plochu výlisku. Technologický postup je stejný jako u vrstveného dřeva, i když jsou tu určité rozdílnosti, např. lisovací čas bude rozdílný z důvodu jiného prostupu tepla, tlak by se měl také lišit, aby nedošlo k destrukci aglomerovaných materiálů. Mechanické vlastnosti se také budou od vrstveného dřeva lišit, jejich hodnoty budou rozhodně nižší. Výlisky vyrobené vrstvením aglomerovaných materiálů mají v nábytkářství uplatnění zejména pro výrobu čel zásuvek, plných dveří skříňového nábytku, které se často ještě profilují po obvodu i v ploše na CNC strojích, také se dají použít při výrobě rámové konstrukce dveří. Takto vyrobené dílce se nejčastěji vyrábí z MDF desek, které se po opracování často povrchově upravují pigmentovými nátěrovými hmotami o vysokém stupni lesku. Pro lepení aglomerovaných materiálů se používají močovinoformaldehydové lepící směsi tak jako je tomu u vrstveného dřeva. U sériové výroby by bylo nutné vytvrzení lepící směsi za tepla, k tomu by se dalo využít VF ohřevu či kontaktního, kdy by byly použity kovové lisovací formy, které by se vyhřívaly horkou parou. Vhodnější způsob ohřevu je VF, jelikož teplo vzniká přímo v materiálu, na rozdíl od kontaktního způsobu, kde teplo musí projít celým navrstveným souborem a potřebný čas působit na lepící směs, než dojde k její vytvrzení. Z toho je zřetelné, že čas u VF ohřevu by byl podstatně nižší, což by zvýšilo produktivitu a snížilo náklady. 38

39 3.5. Prořezávané materiály Tvarové dílce lze vyrábět i jinými technologiemi, další z možností je materiál určený k vytvoření ohybu prořezat příčně vzhledem k jeho myšlené rovině ohybu. Pro výrobu ohybů touto technologií se dříve používala zejména laťovka, překližka, ale také spárovka. Drážky se vytvářely buď jen z jedné nebo z obou stran na kotoučových pilách, v případě kdy byl dílec dostatečně úzký, tak bylo možné drážky vytvořit na pásové pile. Takto prořezané materiály se skládaly k sobě drážkami, kdy se běžně mezi ně vkládal dýhový list, také vnější strany se při tvarovém lisování součastně předýhovaly. K lepení se používaly klihy (kaseinové, glutinové, aj), kdy k vytvrzení docházelo za studena. Dnes se prořezávané překližované materiály nepoužívají, nahradila je prořezávaná MDF deska, TOPANFORM. Tato vláknitá deska je prořezaná již od výrobce a vyrábí se v několika tloušťkách. Pro stabilizaci se používají syntetická lepidla. Vytvrzení by bylo možné urychlit i VF ohřevem, ale vzhledem k tomu, že se prořezávaná MDF deska používá pro výrobu spíše atypických a tedy kusových tvarů, tak by to nemělo větší význam. Spíše by se výroba dodatečným oplechováním lisovacích forem pro vytvoření elektromagnetického pole prodražila. Prořezávané materiály jsou vhodné pro výrobu ohybů o větším poloměru zaoblení, ale je možné vytvořit i menší poloměry zaoblení, které jsou samozřejmě poznatelně větší než u vrstveného dřeva. Je-li potřeba vytvořit ohyb jen na části dílce, tak postačí prořezat jen potřebnou šířku pro vytvoření ohybu ( neplatí pro prořezávanou MDF, ta je vydrážkovaná již od výrobce po celé šířce). Drážky je možné vytvořit běžnými kotouči nebo konickými, což se projeví na uzavření drážky po vytvoření ohybu. Obrázek č.26 Výroba tvarových dílců (Drápela a kol., 1980), první způsob je proveden běžnými kotouči, druhý konickými kotouči. 39

40 Prořezávaná MDF (TOPANFORM) Z prořezávaných materiálů se dnes převážně používá středně hustá dřevovláknitá deska TOPANFORM, která nahradila ostatní materiály, které bylo nutno prořezat. Tato technologie se používá pro výrobu plošných tvarových dílců o velkém poloměru zaoblení. Technologie se skládá z těchto operací: Příprava materiálu, formátování vláknité desky s potřebnou nadmírou, jak od šířky, tak od délky pro následné opracování výlisku. Příprava lepící směsi, kdy dojde ke smíchání jednotlivých složek v potřebném poměru, aby byla vytvořena lepící směs s požadovanou konzistencí. Pro lepení se používají močovinoformaldehydová lepidla, použít by se dala také fenolformaldehydová či melaminformaldehydová pryskyřice, ale z důvodu vyšší ceny a nepotřebnosti vodovzdornému lepení by to bylo zbytečné a neekonomické. Také je možné použít PUR lepidla. Nanášení lepící směsi, je možné použít válcovou zanašečku tak jako u vrstvených materiálů, ale vzhledem k tom, že se jedná o výrobu spíše kusovou až malosériovou, tak je možné nanášet ručně válečkem. Nánosy se pohybují v rozmezí 200 až 240 g/m2,nanáší se na plochu, kde jsou vytvořeny drážky. Skládání souborů, vláknité prořezávané desky se skládají drážkami k sobě, pokud tvarové výlisky mají být dýhované či opatřeny jinými krycími materiály, tak je nutné nanést lepící směs na obě plochy a soubor složit i s nimi. Tvarové lisování probíhá v lisovacích formách, kde za působení tlaku, teploty a času dojde k vytvrzení lepící směsi, která stabilizuje nový tvar udaný lisovacími formami. Při použití ohřevu je nutné dílec nechat jeden den klimatizovat, aby došlo k vyrovnání teplot a vlhkosti v celém průřezu tvarového výlisku. Po vytvoření výlisku dojde k jeho opracování frézováním, k tomu je možné použít CNC strojů. Pokud je výlisek při lisování opatřen dýhovou sesazenkou či jiným krycím materiálem, tak je nutné tímto materiálem opatřit též boční plochy. Poté dojde k aplikaci transparentní nátěrové hmoty stříkáním. 40

41 Jestli že je výlisek tvořen jen z prořezávaných MDF desek bez vnějších dýhových sesazenek, pak po opracování musí dojít k zapravení hran, kde jsou viditelné drážky. K tomu se nejčastěji používají tmely. Jedním z navržených způsobů zapravení hran, by bylo odfrézování části materiálu z boku, kde jsou vytvořeny drážky tak, aby po horním i spodním obvodu zůstal materiál, který je neprořezaný. Do takto vytvořené drážky (o hloubce do 5 mm) by se vlepila MDF deska, jejíž tloušťka by odpovídala hloubce drážky. Tato MDF deska by musela být frézováním vytvarovaná do potřebného tvaru a poloměru zaoblení, který by odpovídal drážce vytvořené v boku. K lepení by bylo možné použít PVAC, nebo PUR lepidla. Tento navržený způsob zapravení hrany by byl oproti zapravení tmelením podstatně dražším a náročnějším. Obrázek č.27 Zobrazení vyfrézované drážky do boku tvarového výlisku z prořezávané MDF desky a vlepení vytvarovaného pásku z MDF. Dalším možným způsobem zapravení hran prořezávané MDF desky bez toho aniž by bylo použito tmelu je nalepení tenké MDF desky (tloušťky do 5 mm) na bok tvarového výlisku. Před samotným nalepením by muselo dojít k oformátování tvarového výlisku, na rozměr, který by odpovídal rozdílu čistého rozměru a tloušťky nalepeného materiálu na bok dílce. MDF deska použitá pro nalepení na bok by byla již vytvarovaná frézováním podle tvaru boku s potřebnýma nadmírami na každou stranu. Velikost nadmír by byla závislá od složitosti tvaru a délky výlisku, pohybovala by se mezi 3 až 5 mm. K jejímu nalepení by bylo možné použít PVAC nebo PUR lepidla. Po nalepení a vytvrzení lepidla v lepené spáře by došlo k odstranění přesahů na CNC strojích. Tento způsob je oproti prvnímu návrhu jednoduší, jelikož se do boku nemusí frézovat drážka, ale i přesto si myslím, že první návrh by byl vhodnější. 41

42 Vhodnější by byl z toho důvodu, že většina tvarových výlisků z prořezávané MDF desky je povrchově upravena pigmentovými nátěrovými hmotami o vysokém stupni lesku a tedy pokud by se měla lepená spára nějakým způsobem projevit na samotné nátěrové hmotě, pak by bylo vhodnější a méně viditelné kdyby se projevila na boku dílce (jako u prvního navrženého způsobu) než na ploše. Obrázek č.28 Zobrazeni tvarového výlisku z prořezávané MDF desky před nalepením tenké MDF desky na bok výlisku. Obrázek č.29 Zobrazeni tvarového výlisku z prořezávané MDF desky s již nalepenou tenkou MDF deskou na boku výlisku. Obrázek č.30 Zobrazeni tvarového výlisku z prořezávané MDF desky s opracovanými nadmírami. 42

43 Takto připravené výlisky se zapravenými drážkami se nejčastěji povrchově upravují pigmentovými nátěrovými hmotami o vysokém stupni lesku. Prořezávané MDF desky se nejčastěji používají k výrobě čel zásuvek, dveří a boků skříňového nábytku a také stolového nábytku. Obrázek č.31 Prořezávaná MDF deska, TOPANFORM 43

44 3.6. Ostatní technologie výroby oblých nábytkových dílců Mezi ostatní technologie jsem zařadil ty technologie, které se tak často na výrobu oblých nábytkových dílců nepoužívají Komprimované dřevo Při porovnání s klasickou technologií ohýbání dřeva je tato technologie rozšířena o další operaci a to o podélné stlačení, komprimaci. Lisování v podélném směru se používá za účelem zvýšení jeho obývatelnosti. Komprimací dřeva dochází ke vzniku harmonického efektu v jeho struktuře. To znamená, že po podélném stlačení (komprimování) a při následném vytvoření ohybu dojde na vnitřní straně ohybu k dalšímu stlačení a na vnějším ohybu k prodloužení, respektive k vyrovnání dřevních vláken v podélném směru. Pro výrobu komprimovaného dřeva se používají dřeviny vhodné k ohýbání, tedy tvrdé listnaté dřeviny a to JS, DB, BK, JV. Požadavky kladené na materiál jsou shodné s požadavky na materiál určený k ohýbání klasickou technologií, vlhkost u dřevin určených ke komprimaci má být v rozmezí 20 až 25 %. Plastifikovat je možné hydrotermicky pařením nebo také vysokofrekvenčně. Při plastifikaci pařením se používají obdobné parametry jako při paření pro klasické ohýbání. U VF ohřevu je doba plastifikace zhruba 5 až 10 minut, v závislosti na druhu matriálu, jeho vlhkosti a průřezu. Po plastifikaci následuje komprimace, ke které dochází ve speciálním přípravku, který při stlačování materiálu zabrání jeho vychýlení do stran. Při komprimaci je materiál vystaven vysokému opakovanému čelnímu tlaku. Při opakovaném stláčení dochází ke zkrácení hranolku ve směru vláken o 10 až 30 %, běžně o 20 %. Po ukončení stláčení a vyjmutí hranolku z přípravku je jeho skutečné zkrácení 3 až 10 %, běžně 5 % vzhledem k původní délce. Poté je hranolek možné ihned ohýbat a následně stabilizovat sušením, pokud nedojde k vytvoření ohybu ihned je možné komprimovaný hranolek zabalit do PVC folie (ta zabrání úniku vlhkosti), takto upravený hranolek skladovat a ohyb vytvořit později na jiném místě. To umožňuje oddělení úpravy dřeva od místa jeho tvarování. Poté je tvarování možné provádět za studena, v případě potřeby vytvoření složitějších tvarů a menších poloměrů zaoblení je třeba zvýšení teploty materiálu a vlhkosti. 44

45 Díky komprimaci dřeva je možné vytvářet i menší poloměry zaoblení a to i bez použití pásnice. Vlivem porušení struktury dřeva během komprimace má materiál nižší hodnoty mechanických vlastností oproti masivnímu dřevu a také vliv změny vlhkosti je výraznější (při zvyšování vlhkosti dochází k většímu prodloužení, z důvodu komprimace). Kvůli změně struktuře je třeba dbát na větší pozornost při opracování. Zvýšenou pozornost je třeba věnovat frézování, kdy podstatně pružnější komprimované dřevo musí být pevně upnuto k vodítku, aby působením nástroje nedošlo k ohnutí a zhotovení nepřesného profilu (Trávník a Svoboda, 2007). Komprimované dřevo se používá pro výrobu masivních nákližků u kulatých a oválných stolových desek, křivočaré zábradlí a madla, zasklívací lišty aj. 45

46 Elastická třísková deska RECOFLEX Je to materiál na bázi dřeva, který se vyrábí plošným lisováním. Je vyroben z dřevní moučky, korkového a latexového granulátu a polyuretanového pojiva, všechny tyto složky jsou zastoupeny zhruba ve stejném podílu. Deska recoflex je vhodná pro použití v nábytkářském průmyslu, lze ji ohýbat ve třech směrech a vyrábí se v rozmezí tloušťek 3 až 30 mm. Výrobce uvádí, že obsah volného formaldehydu je minimální. Co se týče barvy, tak ta odpovídá barvě rostlého dřeva. Velká nevýhoda tohoto materiálu je neodolnost vůči UV záření, což má za následek křehnutí a degradaci latexové složky. Deska Recoflex nemá schopnost si sama udržet nový tvar, proto je nutné ji stabilizovat. Stabilizace se provede nalepením dalšího krycího materiálu, na to může být použita MDF a HDF deska o menších tloušťkách, také je vhodné použít k opláštění dýhové sesazenky o tloušťce 2 mm a více. Další z variant jak docílit stabilizace je slepit dvě či více samotných desek Recoflex. Poloměr zaoblení je závislí od tloušťky desky Recoflex, popřípadě od tloušťky na něj nalepeného materiálu. Čím větší tato tloušťka je, tím menšího poloměru zaoblení bude možné docílit. Povrchová úprava se doporučuje na plochu aplikovat až po vytvoření a stabilizaci ohybu, jinak by během tvarování mohlo dojít k popraskání nátěrového filmu a také by se snížila elastičnost. Vhodné je používat jak pigmentové, tak transparentní nátěrové hmoty, ty je možné aplikovat stříkáním. Při použití transparentních dojde ke zvýraznění a ztmavení odstínu desky. Recoflex je možno napouštět v broušeném či nebroušeném stavu např. laky vytvrzujícími UV zářením (300g/m2) (Hrázský a Král, 2007). Další ze způsobů povrchové úpravy je moření dýh, které na desku Recoflex byly nalepeny z důvodu stabilizace tvaru, nebo také olepením tenkými dekoračními foliemi, čímž se docílí vytvoření hladkého povrchu o potřebném stupni lesku a zvýšení odolnost vůči mechanickému poškození. Takto vyrobené tvarové dílce lze použít jako čelní plochy skříňového nábytku, sedací a opěradlová část sedacího nábytku aj. Jako vhodné spojovací prostředky pro např. nábytkové kování je možné použít vruty, které je možno lehce až středně zatěžovat (okolo 109 N). Další z možností je nalepení na povrch masivního materiálu, který by sloužil k zapuštění spojovacích prostředků. 46

47 I když má tento nový materiál jistě mnoho výhod, tak má dvě zásadní nevýhody: Neodolnost latexové složky vůči UV záření Nutnost stabilizace desky Recoflex dalšími materiály v lisovací formě, pak je tedy nožné v té samé formě navrstvit potřebnou tloušťku i z jiných levnějších materiálů a docílit stejného tvaru za podstatně nižší cenu. Za předpokladu, že deska Recoflex nebude jistě nejlevnější materiál. 47

48 4. Návrhy nových technologií oblých nábytkových dílců 4.1. Vylehčená tvarově lisovaná překližka s PUR jádrem Při návrhu této technologie jsem se nechal inspirovat voštinovými deskami, které jsou složeny ze dvou tenkých DTD, které tvoří plášť a papírové voštiny. Tato konstrukce zajišťuje nízkou hmotnost a přitom je dostatečně tuhá nato, aby byla schopna odolávat zatížení při běžné používání. Avšak voštinové desky se vyrábí pouze rovinné, což snižuje možnosti estetického vyjádření a vytvoření zakřivených ploch. Proto jsem navrhl velmi podobnou konstrukci, kde místo tenkých DTD se použijí tvarově lisované překližky a místo papírové voštiny PUR pěna jako jádro. Při výrobě této vylehčené desky je nutné prvně vyrobit tvarově lisované překližky I (pomocí lisovacích forem 1 a 2, o vnějším poloměru zaoblení R1, který je součastně vnějším poloměrem zaoblení vylehčené desky) a II (pomocí lisovacích forem 3 a 4, o vnitřním poloměru zaoblení R4, který je součastně vnitřním poloměrem zaoblení vylehčené desky).jelikož výroba samotných lisovacích forem je nákladná, tak je nutné vyrábět tyto výlisky sériově, aby se cena lisovacích forem rozložila do co největšího počtu kusů. Proto je nutné aby lepící směs vytvrzovala za tepla, možným způsobem ohřevu je VF. Obrázek č.32 Lisovací formy a jejich popis. 48

49 Pro výrobu tvarově lisované překližky by se použily BK dýhové listy (samozřejmě je možné použít i jiné dřeviny), které by se lepily pomocí močovinoformaldehydových lepících směsí (v případě použití v exteriéru a tedy vodovzdornému lepení by se použila fenolformaldehydová lepidla). Při výrobě, respektive skládání souboru by bylo vhodné použít na pohledové plochy okrasné dýhové sesazenky, ARO dýhy, či jiné umělé dekorační materiály. V případě použití dýhových sesazenek, či ARO dýh je nutné aby byly již broušeny, jelikož broušení tvarového výlisku by bylo velmi zdlouhavé a náročné. Celá technologie výroby tvarově lisované překližky je uvedena výše v části 3.3. Po výrobě tvarových výlisků by došlo k jejich opracování ofrézováním s nadmírou na každou stranu 5 až 10 mm. Poté by se na vnitřní strany výlisků nanesla lepící směs pro slepení s PUR deskou. Na to by bylo možné použít PVAC lepidla, PUR desky by bylo možné použít v různém hustotním rozsahu a různých tloušťek v závislosti na celkové tloušťce vylehčené desky. Tloušťka tvarově lisovaných překližek by se odvíjela od velikosti plochy a použití. Ke slepení tohoto souboru by byly použity lisovací formy 1 a 4. Po slepení celého souboru by došlo k opracování na obráběcích centrech, kdy by se součastně do boků vylehčené desky vyfrézovaly drážky tak, aby bylo možné do nich vlepit masivní nákližky. Ve směru ohybu by musel byt masivní nákližek vyroben vrstvením z dýh a slepen v lisovacích formách (kdy by vnější poloměr odpovídal R2 a vnitřní R3), tloušťka navrstveného nákližku by byla rovna tloušťce PUR pěny. Tyto nákližky by se do vylehčené desky vlepily za pomocí PVAC lepidel. Poté by se znovu opracovaly na obráběcích centrech, kdy by došlo k odfrézování přesahů nákližků, tím by vylehčená deska dostala finální tvar a rozměr, který by se zvětšil o tloušťku materiálu, který by byl použit k olepení hran (možné je použít dýhu, ARO dýhu, ABS hrany a jiné umělé dekorační materiály). Při použití dýhových sesazenek na viditelné vnější plochy by bylo nutné je povrchově upravit. Na jejich aplikaci by bylo vhodné nanášení stříkáním, popř. v kombinaci s elektromagnetickým polem. Nátěrové hmoty by měly splňovat určité požadavky v závislosti na použití. Mezi tyto požadavky by se řadily zdravotní nezávadnost, oděruvzdornost při použití na pláty desek, odolnost vůči UV záření a další. 49

50 Takto vyrobené vylehčené desky, které by se vyznačovaly nízkou hmotností součastné při velké tloušťce, v nábytkářském průmyslu by našly mnoho uplatnění.vhodné by bylo použít je při výrobě skříňového a stolového nábytku, také jako pláty desek stolů, kdy by tvořily jen zakřivenou část stolové desky, ke zbylé části byla použita rovinná deska, např. voštinová desky. Obrázek č.33 Zobrazení vylehčené desky s vyfrézovanými drážkami a následným vlepením nákližků. Obrázek č.34 Způsob napojení rovinné desky s tvarovanou vylehčenou deskou, např.: u stolových desek. 50

51 Jejich další možné uplatnění by bylo také ve stavebnictví, kde by mohly vytvářet příčky a to jak v klasických zděných stavbách, tak také u dřevostaveb. Při tomto použití by se vytvářely dělící stěny zakřiveného tvaru. Jejich montáž by byla velmi rychlá, levná a nenáročná jak na pracovní prostředky, tak na znalosti a zručnost řemeslníků. Vylehčené desky pro výrobu příček by měly podél styčných spár vytvořeny v masivních nákližcích drážky a pera pro jejich šířkové nastavení. Do stropů a podlah by se kotvily pomocí kovových prvků, které by byly přichyceny vruty na samotnou desku a pomocí hmoždinek přes tyto kovové prvky by se kotvily do stropů a podlah. PUR jádro by součastně zvyšovalo hodnotu vzduchové neprůzvučnosti, což je u staveb důležitý parametr. Obrázek č.35 Jeden ze způsobů skládání příček z vylehčených desek. Nevýhody: nutnost sériové výroby (z důvodu vysoké ceny za výrobu lisovacích forem) vyšší cena vylehčených desek opakování stejného tvaru Výhody: nízká hmotnost i při velkých tloušťkách vylehčené desky nové možnosti použití vysoká tvarová stabilita 51

52 4.2. Šířkové nastavení ohybů z masivního dřeva Jelikož při ohýbání masivního dřeva (plastifikovaného ať už hydrotermicky či vysokofrekvenčně) se používají poměrně malé rozměry průřezu hranolků, tak není možné vytvořit masivní ohyb o velké šířce. To je způsobeno také nutností vymanipulování vad z řeziva, které by nebylo možné použít pro vytvoření ohybu. Tento problém by se dal vyřešit pomocí následného šířkového napojení (slepení) již vytvořených a stabilizovaných ohybů, podobně tak jako se vyrábí spárovka. Nebylo by možné použít profilované lepené spáry z důvodu lepení již vytvořených ohybů. Pro výrobu takto šířkově napojených ohybů by se používaly jednoduché ohyby o velkém poloměru zaoblení, které by byly vytvořeny pouze v jedné rovině. Z tohoto důvodu je nejvhodnější použití ohybů, které lze vyrobit za použití vysokofrekvenční plastifikace. Právě při výrobě ohybů tímto způsobem se vyrábí jednoduché ohyby o velkém poloměru zaoblení. Také čas, respektive technologický čas je zde velmi důležitý, který je v porovnání s klasickou technologií ohýbání nízký. Tak je možné zabezpečit výrobu ohybů z masivních hranolků v potřebném množství za poměrně krátký čas, což možňuje sériovou výrobu zakřivených desek z masivních ohybů. Celá technologie ohýbání masivního dřeva při použití VF plastifikace je popsaná výše v části 3.2. Pro výrobu těchto desek je vhodné použít tvrdé listnaté dřeviny, např.: DB, BK, JS, JV a další. Po plastifikaci, vytvoření ohybu, stabilizaci a klimatizaci dojde k opracování ploch v jejichž rovině není vytvořený ohyb. Obrázek č.36 Způsob šířkového nastavení pomocí lepení. 52

53 První plocha se srovná na srovnávací frézce a k opracování druhé plochy dojde po průchodu tloušťkovací frézkou. K dosažení ještě větší rovinnosti a hladkosti povrchu potřebného při lepení se dá docílit ještě následnou egalizací v širokopásových egalizačních bruskách. Boční zakřivené plochy není nutné před šířkovým nastavením ohybů opracovat. Ke slepení ohybů je možné použít PVAC lepidla. Po vytvrzení lepidla následuje opracování ploch pomocí obráběcích center, které zajistí plynulé opracování zakřivených ploch. Součastně dojde také k opracování bočních ploch a čel, čímž šířkově nastavená deska dostala svůj konečný rozměr. Jediným větším problémem u těchto desek je broušení jejich zakřivených ploch. Ruční broušení by bylo zdlouhavé a nepraktické Proto je třeba vyvinout válcovou brusku, u které by se válec s brusným papírem pohyboval směrem nahoru a dolů podle zakřivení desky. Pod válcem by byl pohyblivý stůl, který by se s upnutou deskou pohyboval proti otáčení brousícího válce. Zvedání a snižování brousícího válce by bylo odvozeno od kovové šablony upnuté na boku pohyblivého stolu. Tvar této šablony by odpovídal zakřivenému tvaru desky. Použití těchto desek má uplatnění při výrobě skříňového nábytku (boky a dveře), lůžkového (čela postelí) a stolového nábytku. Nevýhody: vyšší hmotnost vyšší cena Výhody: možnost výroby masivních zakřivených desek s velkou šířkou vysoká pevnost desek velká tvarová stabilita 53

54 Porovnání výtěže materiálu při výrobě opěradla ze spárovky Rozměry opěradla: Tloušťka 30 mm Šířka 460 mm Výška 400 mm Poloměr zaoblení 380 mm Obrázek č.37 Opěradlo o rozměrech: b = 500, d = 460, R = 380, a = 400 (TON) Obrázek č.38 Opěradlo vytvarované frézováním ze spárovky Obrázek č.39 Výpočet tloušťky spárovky, kdy tloušťka budoucího opěradla bude odpovídat tl. =30 mm, poloměr zaoblení R = 380 mm, šířka š = 460 mm a výška v = 400 mm 54