továbbfeldolgozási eljárások és technológiák

• Forgácsolás és közvetlen fizikai/kémiai behatás nélküli

• Fűrészelő megmunkálás• Egyéb mechanikai felületi megmunkálás• Összetett megmunkálási eljárások• Hidrotermikus kezelés• Vegyi anyagok alkalmazása• Ragasztás

Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák


1. Forgácsolás és közvetlen fizikai/kémiai behatás nélküli eljárások• Boules áru termelése• A fűrészáru szétválogatása, osztályozása,

minősítése• Szilárdsági osztályozás, kategorizálás


Építőfák szilárdsági osztályozása

• A faanyag szerkezeti alkalmazásánál a szilárdság a legfontosabb tényező.

• Régebben a nyomó-, ma a hajlítószilárdság szerint kategorizálják a faanyagokat

• Méretezési módszerek:– Megengedett feszültség

– Határfeszültség

– Roncsolásmentes osztályozáson alapuló méretezés


A megengedett feszültségen alapuló módszer

• Hagyományos módszer• Sokhelyütt még ma is ezt használják• Régebben a kisméretű, hibamentes próbatestek

átlagos szilárdságát osztották egy biztonsági tényezővel (n=7-8)

• Újabb módszer:

Kisméretű hibamentes próbatestek vizsgálati adatai



Hajlítószilárdság(N/mm2)





5%-os kvantilis

(X0,05)

átlag(X0)

5%-os kvantilis

Valóságos, tartó méretű anyag

megeng.



• A megengedett feszültség számítása:– Minősítő szilárdság:

stXX 005,0

ahol:

X0 - a vizsgálati eredmények átlaga

t - student szám (1,96)

s - az eloszlás szórása



• A megengedett feszültség számítása:– Minősítő szilárdság: (MSZ 15025)

fafajcsoportonként van meghatározva:

F 56 Luc-, jegyenye-, erdei- és feketefenyő

F 62 Vörösfenyő

K 68 Bükk, Kőris

K 78 Tölgy, akác

L 46 Éger, nyár, fűz



• A megengedett feszültség számítása:– Minősítő szilárdság: (MSZ 15025)

fafajcsoportonként van meghatározva:

Betűjel: Fenyő, Keménylombos, Lágylombos

Szám: a minősítő szilárdság értéke (N/mm2)



• A megengedett feszültség számítása:

n

X 05,0.megeng

ahol:

- a nagy keresztmetszetű tartókban esetlegesen jelenelévő elrejtett fahibák figyelembe vételére szolgáló tényező

n - biztonsági tényező (2,5-3)





X0,05

Valóságos, tartó méretű anyag

megeng.

n


A határfeszültségen alapuló módszer

• Újabb módszer• Magasépítésnél rendszerint ezt alkalmazzák• A méretezés a tartós szilárdságon alapul:



065,0...55,0 XX

ahol:

X - a tartós szilárdság átlagos értéke

X0 - a pillanatnyi szilárdság átlagos értéke

• Általában 50 éves élettartamra terveznek

• Félvalószínűségi módszer: a tartós szilárdság ritkán ismert a fenti módon veszik figyelembe



ahol:

X0,001 - a határfeszültség értéke (a tartós szilárdság eloszlásának 1‰-es kvantilise!)

s - az adathalmaz szórása

t - student szám (~3)

Az eloszlás nem mindig normális (pl. Weibull)

Ez a határfeszültség értékét befolyásolja!

stXX 001,0



Normál Weibull



• Fafajcsoportok (5db)• Minden csoporton belül

4 lehetséges szilárdsági kategória(Nem egyezik meg a kereskedelmi osztályokkal!)

• Hajlító-, húzó-, nyomó- és nyírószilárdság



Szilárdsági kategóriák:

0

I.

II.

III.

Gépi

oszt.

Vizuális

oszt.

I. kereskedelmi osztály

II. kereskedelmi osztály

A magyar szabvány megengedi (hiányzik a minősítéshez szükséges

gyakorlat)


Vizuális szilárdsági osztályozás

• Technikailag olyan, mint a kereskedelmi osztályozás– Görgős vizsgálóasztal, vagy kereszttranszportőr

– Alul tükör

– Krétajelölés (hibakiejtés, darabolás)

– Lehet automatikus szabászfűrész

• Lehet önmagában, vagy a gépi osztályozás kiegészítéseként.



• Vizsgált tulajdonságok:– Göcsösség– Ferderostúság– Csavart növés– Évgyűrűszélesség– Repedések– Fagömbösség– Alaki hibák– Egyéb (pl. keresztmetszeti hiányok, stb.)



• Vizsgált tulajdonságok:– Göcsösség– Ferderostúság– Csavart növés– Évgyűrűszélesség– Repedések– Fagömbösség– Alaki hibák– Egyéb

A szabvány tartalmazza a megengedett értékeket



• Göcsösség: kiemelt jelentőségű!• Göcsterület-arány (GTA)



• Göcsösség: kiemelt jelentőségű!




A GTA meghatározása komoly szakértelmet és gyakorlatot igényel!



• Göcsösség: kiemelt jelentőségű!• Göcsterület-arány (GTA)

– teljes GTA– szegély GTA




teljes GTA

szegély GTA




ok: hajlítás esetén nagyobb a jelentősége!

– a két szegély GTA közül a kedvezőtlenebb a mértékadó

• Göcsterület-arány (GTA)– teljes GTA– szegély GTA - az alsó és a felső ¼-¼ vastagságú

sávban külön is vizsgálják!



• Göcsösség:– A különböző országokban nagyon eltérőek az előírások– EU-szabvány nem létezik– ISO szabvány: csak fenyőre vonatkozik:

Szil. kategória I. II. III.

Szegély GTA 1/5 1/2 1/2

Teljes GTA 1/5 1/3 1/2



• Göcsösség:– A különböző országokban nagyon eltérőek az előírások– EU-szabvány nem létezik– ISO szabvány: csak fenyőre vonatkozik– Magyar szabvány: megpróbálják lombosra is

alkalmazniSzil. kategória I. II. III.


Teljes GTA 1/4 1/4 1/2vagy



• Göcsösség:– A különböző országokban nagyon eltérőek az előírások– EU-szabvány nem létezik– ISO szabvány: csak fenyőre vonatkozik– Magyar szabvány: megpróbálják lombosra is

alkalmazniSzil. kategória I. II. III.

Szegély GTA 1/4 1/2 1/2 > 1/2

Teljes GTA 1/4 1/4 1/2 1/3vagy




teljes GTA

szegély GTA

- 3/5

- 1/2 és 3/5



• Göcsösség:– ISO:

Szil. kategória I. II. III.


Teljes GTA 1/5 1/3 1/2

1/2

1/2

1/3 1/4 1/4Teljes GTA

> 1/2 1/2 1/4Szegély GTA

III.II.I.Szil. kategória

vagy

– MSZ:


Roncsolásmentes osztályozáson alapuló méretezés

• MSZ EN 338• 2 fafajcsoport (Fenyő + nyár, Lombos)• A fafajcsoporton belül több kategória• Kategoriákba sorolás a roncsolásmentesen

meghatározott sűrűség és rug. mod. alapján• Egész rakatok, vagy akár fűrészáru darabonkénti

osztályozására• Jelenleg Magyarországon nem használják


Fenyő és nyár fafajok Lombos fafajok

C14 C16 C18 … C40 D30 … D70

Szilárdsági tulajdonságok (N/mm2)

Hajlítás 14 16 18 … 40 30 … 70

Rostir. húzás 8 10 11 … 24 18 … 42

… … … … … … … … …

Merevségi tulajdonságok (kN/mm2)

Rostir. rug. mod.

7 8 9 … 14 10 … 20

… … … … … … … … …

Sűrűség 290 310 320 … 420 530 … 900


Fenyő és nyár fafajok Lombos fafajok

C14 C16 C18 … C40 D30 … D70

Szilárdsági tulajdonságok (N/mm2)

Hajlítás 14 16 18 … 40 30 … 70

Rostir. húzás 8 10 11 … 24 18 … 42

… … … … … … … … …

Merevségi tulajdonságok (kN/mm2)

Rostir. rug. mod.

7 8 9 … 14 10 … 20

… … … … … … … … …

Sűrűség 290 310 320 … 420 530 … 900

A rug.mod. és a sűrűség szerinti csoportok közül a gyengébbet kell kiválasztani!


Gépi szilárdsági osztályozás

• Pontosabb, gazdaságosabb, termelékenyebb, magasabb minőségi osztályt enged meg.

• Eljárások:– Hajlító rugalmassági modulusz mérése– Dinamikus rugalmassági modulusz mérése– Sűrűségmérés– Optikai letapogatás– Összetett megoldások– Egyebek


A hajlító rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások

• A rugalmassági modulusz és a szilárdság között jó korreláció áll fenn (r2 = 0,75 ~ 0,8).



• A rugalmassági modulusz és a szilárdság között jó korreláció áll fenn (r2 = 0,75 ~ 0,8).

• Lehetőségek:– Álló helyzetű vizsgálat (anyagvizsgáló berendezés)

– Mozgó anyag vizsgálata (görgős nyomófejek) állandó terhelőerő állandó lehajlás



• Folyamatos (görgős) vizsgálóberendezések:– Nagy előtolási sebesség mellett (100-250 m/min)

– Szakaszonként is minősíthető a fűrészáru (30-40 cm) fúvókás festékszóróval jelölik A leggyengéb minőségű szakaszt veszik figyelembe

vagy minőségjavító manipuláció!

– Szilárdsági kategóriát vagy minősítő szilárdsági értéket szolgáltat

– Rendszeres időközönként (3-6 hónap) hitelesíteni kell!



• A görgős vizsgálóberendezések előnyei:– Jól beilleszthető a technológiába

– Nagy teljesítményű

– A fűrészáru szakaszonkénti minősítése

– Lehetőség a minőségjavító manipulációra, hibakiejtésre



• A görgős vizsgálóberendezések hátrányai:– Az elemvégek 40-45 cm-es hosszon nem minősíthetők

– Csak prizmatikus anyagra működik helyesen (fagömbösség, rossz fűrészelés probléma!)

– Vékony elemek vibráció

– Max. 70-80 cm. vastagságig - a jelenlegi berendezésekkel– Néhány fahibát nem képes érzékelni (rovarrágás,

hosszirányú repedések, fagömbösség, stb.)– DRÁGA - csak nagyobb kapacításnál éri meg.


A dinamikus rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások

• Vibráció: összefügg a rugalmassági tulajdon-ságokkal a rugalmassági modulusz számítható

• A dinamikus és a statikus rugalmassági modulusz között szoros az összefüggés a szilárdsággal is.

• Két módszer:

– Hajlító rezgések

– Hangsebesség mérés



• A hajlító rezgések mérése– A hajlítási sajátfrekvencia mérése

– A fűrészárut két helyen alátámasztják és rezgésbe hozzák

– Előny: egyszerű és gazdaságos

– Hátrányok: csak azonos szelvény- és hosszméretű anyagokhoz, a teljes fűrészáru osztályozása szakaszos eljárás puffertárolót (kereszttranszportőr, stb.) igényel



• A hangsebesség mérése– Sűrűségméréssel kombinálva

– A hang áthaladási sebességét (c) mérik

– A rugalmassági modulusz egyszerűen számítható (E = c2 · )

– Szakaszos mérés, de nem függ a szelvénymérettől

– Megoldható a rövidebb szakaszok értékelése


A sűrűség mérésén alapuló eljárások

• A szilárdság és a sűrűség között is összefüggés van• Módszerek:

– Gamma-sugárzás

– Mikrohullámú sugárzás

– Tömeg- és térfogatmérés

• Két berendezés: Isogrecomat és Finnograder - ld. könyv.


A sűrűség mérésén alapuló eljárások

• Előnyök:– érintés nélküli módszer igen gyors

– a végek is vizsgálhatók

– a szegélyzóna külön is vizsgálható (lenne).

• Jelenleg önmagában ritkán alkalmazzák kombinált módszerek


A fűrészáru optikai letapogatása

• Négyoldali folyamatos szkennelés - számítógépes képfeldolgozás

• Cél: a vizuális osztályozás kiváltása• Régebben szürkeskála, újabban szineskép-elemzés• Probléma: a faanyag nagyon változatos vizuális

jegyekkel rendelkezik - még nincsenek megfelelő szoftverek a kiértékeléshez

• Jelenleg önállóan még nem használt.


Kombinált eljárások

• Euro-grecomat:– Három tényező mérése:

göcsösség sűrűség

gamma-sugárzás

hajlító rugalmassági modulusz (100 cm támaszköz)

– Kirajzolja a sűrűségi térképet

– Előtolás: 120 m/min

– Max. vastagság: 80 mm


Kombinált eljárások

• Dimter:– Három tényező mérése:

göcsösség - optikai letapogatással sűrűség - tömegméréssel dinamikus rug. mod. sebességméréssel

– A paraméterek alapján becsli a hajlítószilárdságot, és osztályozza a fűrészárut.


Egyéb gépi szilárdsági osztályozó eljárások

• Tűbelövés• Befúrásos vizsgálat• Felületi megmunkálás• Csavarállóság• Spektroszkópia, holográfia, MR…

A fűrészüzemi továbbfeldolgozás alapanyagai

Fűrészeléses továbbfeldolgozási eljárások

továbbfeldolgozási eljárások és technológiák

Documents