Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.19 Strojní opracování dřeva Kapitola 32 Nové metody obrábění dřeva Ing. Hana Márová 30.9.2012
Obsah 1 ÚVOD - ANOTACE... 1 2 NOVÉ METODY OBRÁBĚNÍ DŘEVA... 2 3 DOPORUČENÁ LITERATURA... 5 4 POUŽITÁ LITERATURA... 6 5 SEZNAM OBRÁZKŮ... 7
1 Úvod - anotace Z nových metod obrábění je zde popsán princip dělení paprskem kapaliny, vibrační dělení, povrchová úprava dřeva pomocí plazmatu a tvarové lisování. Je zde popsán princip opracování s ukázky strojů. Na závěr kapitoly jsou uvedeny tři kontrolní otázky. Zpracovaný materiál je možné použít při výuce odborných předmětů oborů vzdělávání truhlář 33-56-H/01, tesař 36-64-H/01 a studijního oboru nábytkářství 33-42-M/01. 1
2 Nové metody obrábění dřeva Při rozvoji technologie se bralo v úvahu především zkrácení technologických operací. Toto závisí i na rozvoji strojně technologického zařízení. U nových technologických postupů se snažíme vyloučit přerušení výroby a zrychlit proces přeměny materiálu na výrobek. Hlavně se zjednodušují postupy, odstraňuje se namáhavá práce a zvyšuje se produktivita práce. Dělení paprskem kapaliny Podstatou je dělení materiálu vodou, která je pod vysokým tlakem. Do vody se přidává abrazivní materiál. Jedním ze základních činitelů, které ovlivňují výsledek řezání je tvar paprsku. Paprsek musí zůstat souvislý. V první fázi proniká paprsek povrchovou vrstvou obrobku a v druhé fázi se prohlubuje řezná spára. Paprsek vzniká v řezací hlavě zakončené řezací tryskou. Při řezání měkkých materiálů se používá čistá voda bez abrazivních směsí. Jako abrazivní materiál se používá např. granát ( volí se podle tvrdosti děleného materiálu ). Řezání probíhá nejčastěji na CNC strojích. Pohyb řezací hlavy je daný počítačem na základě zvoleného programu. Na strojích můžeme provádět i velmi složité řezy při velké přesnosti opracování. Řezání paprskem se používá především pro materiály které jsou měkké, pevné, křehké, vícevrstvé a běžnými způsoby špatně obrobitelné. Mezi další výhody tohoto opracování patří studený řez. Materiál se při řezání nezahřívá, ani když řežeme velmi velké tloušťky. Opracovaný dílec nevykazuje žádné fyzikálně mechanické změny, nemění se ani chemicky a v následující fázi je snadno opracovatelný. Nevzniká prakticky žádný prořez a řezání tímto způsobem patří mezi ekologické opracování dřeva. Spotřeba vody je velmi malá, nevznikají zplodiny a sedimenty se z vody odstraní. Abrazivní látky jsou recyklované pro další použití. Obrázek 1. Schéma řezací hlavy a pohled na stroj 1.vysokotlaký přívod vody 2. rubínová nebo diamantová tryska 3. abrazivní materiál 4. směšovací trubička 5. držák 6. paprsek 7. materiál 2
Vibrační dělení Při vibračním dělení dřeva kmitá ve směru posuvu nůž s jedním břitem. Třísky se netvoří, protože dřevní hmota se stlačuje po obou stranách stroje. Kmitavý pohyb vibračního nástroje může být vyvolán mechanicky, pneumaticky nebo elektromagneticky. Vibrační metodou se dají řezat i kruhové otvory a vytvářet různé profily. Kmitání nástroje se využívá především u některého ručního elektrického nářadí. Obrázek 2. Vibrační nářadí A. Přímočará pila FESTOOL CARVEX PSC 400 Li 15 Vypínač na obou stranách, dosažitelný v jakékoli poloze uchopení. B.Vibrační bruska FESTOOL Delta DTS 400 ( dole ) Brusná deska ve tvaru trojúhelníku pro optimální broušení v rozích a na jiných špatně přístupných místech. Vysoká a dlouhá životnost na základě stabilního mechanického uložení vibračních bloků a brusné desky z vysoce odolného plastu MPE. Povrchová úprava dřeva pomocí plazmatu Na povrchovou úpravu se používá plazmová tužka dielektrická kapilára, kterou protéká plyn ( např. argon ). Kapilára je umístěna v duté elektrodě, která je připojena na zdroj elektromagnetické energie. Pomocí elektrického pole a předionizování prostředí nastane zapálení výboje. Vzniklé plazma je pomocí média vedeno ven z trysky jako plamínek. Tím se opracovávají povrchy materiálů. Tužky se mohou řadit vedle sebe do baterie. Teplota plamínku se dá regulovat od 25 do 1600 C. Materiál se na povrchu mění do hloubky 1 2 nm. Následovně dochází k lepšímu průniku látky do materiálu. To se dá využít při impregnaci dřeva. Vrstvy materiálu mohou získat i jiné vlastnosti z mechaniky, optiky i ekologie. Původně byla tato technologie vyvinuta k šetrnému čištění i konzervaci starých předmětů. V praxi se zatím tato technologie nepoužívá, protože vzniklý povrch je velmi křehký ( dá se setřít ). Obrázek 3. Plazmové tužky plazmové tužky seřazené vedle sebe do baterie 3
Tvarové lisování - membránový vakuový lis Obrázek 4. Pohled na lis Je založeno na plastické trvalé deformaci za současného působení tepla. Tímto způsobem můžeme vytvářet i složité reliéfy, které by vznikaly pracným třískovým obráběním. Materiál musí být pro opracování předem nahřátý. Základem zařízení je podtlakový stůl s uzavíracím podtlakovým rámem s membránou, která je ze silikonové pryže. Ta umožňuje tvarové lisování i složitých předmětů. Lis můžeme použít i pro studené tvarové lisování. Kontrolní otázky : 1. Na jakém principu probíhá dělení materiálu paprskem kapaliny? 2. Při jakém opracování dřeva se využívá vibrace nástroje? 3. Jaký materiál se opracovává laserem? 4
3 1. Janíček,Vozár, Zbořil : Doporučená literatura Výrobní zařízení pro učební obory zpracování dřeva, Informatorium Praha 1995, ISBN 80-85427-61-3 2. Janíček : Strojnictví, stroje a zařízení pro zpracování dřeva, Sobotáles 2000, ISBN 80-85920-69-7 5
4 1. Stanislav Prokeš : Použitá literatura Obrábění dřeva a nových hmot ze dřeva, Nakladatelství technické literatury Praha 1978, 04-817-78 2. Prodejní katalogy strojů : Felder - Group, Pilart, Jeřábek z r.2012 3. Wikipedie : Obrázek horní frézky, řezání vodním paprskem, schéma nástroje z r.2012 4. Prodejní katalog strojů : Tekma, Erboli, Erty, Stapak, Kovolak, Doman, Soukup Halcomma, Rychlý Tom, AIRTEX Styl (v digitální podobě internet ) z r.2012 5. Inzertní stránky nabídky a poptávky dřevoobráběcích strojů internet z r.2012 6. Truhlářské listy 4 / 2009 článek : Povrchová úprava dřeva pomocí plazmatu 7. Dřevařský magazín; autor R.Čapka : Tvarové lisování se zvýšeným stupněm komfortu 6
5 Seznam obrázků Obrázek 1. Schéma řezací hlavy a pohled na stroj 2 Obrázek 2. Vibrační nářadí 3 Obrázek 3. Plazmové tužky...3 Obrázek 4. Pohled na lis 4 7