Технология защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов

метки: Отделка, Защитно, Древесина, Декоративный, Станок, Технологический, Обрабатывать, Нанесение

Под отделкой древесины понимают все виды обработки ее поверхности, направленные на улучшение внешнего вида и защиту изделий от воздействия окружающей среды.

К таким видам обработки относится резьба и выжигание, инкрустация, золочение, оклеивание отделочными пленками, покрытие лакокрасочными материалами.

Многие из этих видов обработки, в частности, резьба, инкрустация, золочение, широко применялись на протяжении многих столетий, но к настоящему времени утратили свое значение как промышленные способы и, оставшись по существу немеханизированными, сохранившись как лишь как разновидности прикладного искусства. Зато высокого развития достигла техника отделки лакокрасочными материалами. Современные лакокрасочные материалы и оборудование для их нанесения позволяют индустриальными способами получать на поверхности древесины покрытия с высокими декоративными и защитными свойствами, что обеспечило этому виду отделки доминирующее положение в современном производстве. В последнее время, в деревообрабатывающей промышленности, наряду с жидкими лакокрасочными материалами для создания защитно-декоративных покрытий стали широко применять готовые пленочные материалы из синтетических полимеров.

В более узком значении под отделкой древесины обычно принято понимать создание на поверхности защитно-декоративных покрытий лакокрасочными и пленочными материалами.

Техническое описание изделия

1 Техническое описание изделия, общий вид изделия, спецификация деталей изделия

Разрабатываемое изделие — шкаф предназначен для хранения одежды, постельного белья и т.д.

Шкаф состоит из двух отделений, соединенных между собой жесткой конструкцией. В правом отделении находится полка для белья, в левом — штанга.

Основным материалом для изготовления шкафа служит мебельный щит, облицованный строганым шпоном дуба, задняя стенка изготовлена из ДВП. В качестве исходных данных расчета древесных материалов служат чертежи изделия и спецификация их составных частей, а также утверждения их удельной нормы и показатели использования сырья и материалов. На основании чертежей и спецификации деталей устанавливаются размеры, площадь поверхностей и объемы деталей.

Спецификация деталей изделия представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Спецификация деталей изделия

Наименование детали	Обозначение сборочной единицы по чертежу	Материал	Кол-во штук в изделии	Габаритные размеры, мм
				длина	ширина	толщина
1	2	3	4	5	6	7
Стенка боковая	001	ДСтП облицованное строганым шпоном дуба	2	1700	539	18
Стенка средняя	002		1	1362	539	18
Щит горизонтальный	003		3	1184	539	18
Полка	004		1	550	385	18
Планка цокольная	005		1	1184	90	18
Планка ящика	006		1	1220	320	18
Дверь	007		3	1380	406	18
Стенка задняя	008	ДВП	1	1208	1778	3

1.2 Описание лакокрасочных материалов основных и вспомогательных

В данном курсовом проекте фасад изделия отделываем полиэфирным лаком ПЭ-265. Полиэфирные лаки весьма широко применяют в мебельной промышленности главным образом для отделки поверхности из древесно-целлюлозных материалов. В качестве основы используют ненасыщенные полиэфирные смолы.

Характерная особенность этих материалов — возможность нанесения их на поверхность при отсутствии или сравнительно небольшом содержании летучего растворителя, который заменен реакционноспособным растворителем, сополимеризующимся в процессе сушки с пленкообразующим. Полиэфирные материалы успешно заменяют нитролаки при формировании на деталях мебели прозрачных покрытий. Полиэфирные покрытия обладают высокими физико-механическими показателями.

Полиэфирные лаки изготавливают на основе полиэфиромалеинатных или полиэфиракрилатных смол. Они подразделяются на парафинсодержащие, беспарафиновые лаки горячей сушки, холодной сушки, инфракрасного и ультрафиолетового отверждения.

К парафинсодержащим относятся лаки ПЭ-246 и ПЭ-265.

Лак ПЭ-265 (ТУ 6-10-1445-80) имеет в своем составе полуфабрикатный лак ПЭ-265 — раствор ненасыщенной полиэфирной смолы в стироле, бутилацетате и ацетоне. Наиболее существенное преимущество лака — сокращение времени отделки до последующего шлифования до 3 часов. Лаковый состав разбавляют до рабочей вязкости ацетоном.

Таблица 1.2

Характеристика лака ПЭ-265

Показатель	Значение
1	2
Внешний вид полуфабрикатного лака	Однородная жидкость желтого цвета
Вязкость полуфабрикатного лака по ВЗ-4 при 20°С, с	32-40
Содержание нелетучих веществ в полуфабрикатном лаке, %	57±3
Продолжительность высыхания до степени 3 при 18-22°С, ч	1,5
Твердость пленки по М-3, не менее	0,5
Морозостойкость при 30°С, ч	10
Стойкость к переменным температурам, %	80

Лицевую и внутренние поверхности отделывают нитроцеллюлозным лаком Н-218 (ГОСТ 4976-83).

Нитроцеллюлозные лаки представляют собой растворы лакового коллоксилина различных марок, смол и пластификаторов в смеси летучих органических растворителей. Применяют при отделки различных столярных изделий.

Покрытия, образованные нитролаками, быстро высыхают в результате испарения растворителей, образуя твердые, стойкие и ластичные пленки, способные полироваться. Улетучивание растворителей происходит при температуре 18…20 0С и значительно ускоряется при искусственной сушке при температуре воздуха 35…50 0С.

Лак НЦ-218 относится к группе: прозрачные — холодного отверждения. Прозрачные нитролаки образуют на поверхности древесины блестящие прозрачные покрытия, сохраняющие естественный цвет и текстуру древесины. Путем нанесения прозрачных нитролаков могут быть получены покрытия первой и второй категории. Нитролаки холодного нанесения имеют более низкий процент пленкообразующих (17…25%) при рабочей вязкости, по сравнения с нитролаками горячего нанесения. Поэтому для получения лаковой пленки одной и той же толщины требуется наносить большее количество слоев. Нитролаки холодного нанесения доводят до рабочей вязкости растворителями и разбавителями.

Таблица 1.2

Характеристика лака НЦ-218

Показатель	Значение
1	2
Цвет по йодометрической шкале, мг йода не менее	20
Условная вязкость по ВЗ-4, с	50-85
Массовая доля нелетучих веществ, %	30-34
Продолжительность высыхания при 20°С, ч, не более	0,15

Основным видом вспомогательных материалов являются грунтовки. Под полиэфирный лак ПЭ-265 используют грунтовку ПЭ-0155 — структурированную аэросилом ненасыщенную полиэфирную смолу, в которую может быть введен краситель. Она предназначена для отделки щитовых и брусковых деталей способом “мокрый по мокрому” перед их лакированием полиэфирными лаками. Характеристика грунтовки ПЭ-0155 приведена в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Характеристика грунтовки ПЭ-0155

Показатель	Значение
1	2
Назначение	Щитовые изделия
Внешний вид	Вязкая масса от белого до коричневого цвета
Доля нелетучих веществ, %	60÷70
Способ нанесения	вальцы
Время отверждения од лампой 80 Вт/см, с	12

Под нитроцеллюлозный лак НЦ-218 используют грунтовку БНК — смесь нитролака с карбамидными смолами. Она предназначена для нанесения методом налива или распыления на детали мебели перед покрытием лака. Характеристика грунтовки БНК приведена в таблице 1.4.

Таблица 1.4

Характеристика грунтовки БНК

Показатель	Значение
1	2
Вязкость состава по ВЗ-4, с, не более	100
Сухой остаток рабочего состава вязкостью 25…28 с, % не менее	30
Время практического высыхания при температуре 18…22°С, ч, не более	1

2. Определение потребного количества материла

1 Нормы расхода шлифовальной шкурки

Основными исходными данными при определении требуемого количества шлифовальной шкурки являются: количество деталей в изделии; количество шлифуемых поверхностей в детали; площадь шлифования; норматив расхода шлифовальной шкурки.

Для шлифования применяется шлифовальная шкурка по ГОСТ 5009-75 на тканевой основе. Расчет норм шлифовальной шкурки представлен в таблице 2.1 и 2.2.

2 Нормы расхода лакокрасочного материала

Для расчета норм расхода лакокрасочных материалов на единицу изделия мебели необходима следующая документация:

• Чертежи деталей и сборочных единиц изделия, подлежащих отделки.
• Конструкторская спецификация деталей и сборочных единиц, подлежащих отделки.
• Техническая характеристика изделия.
• Спецификация отделываемых поверхностей всех деталей и сборочных единиц изделия.
• Карты технологического процесса отделки элементов деталей и сборочных единиц изделия.
• ГОСТы и технические условия на применения лакокрасочных материалов.
• Нормативы расхода лакокрасочных материалов и их компонентов.

Прежде чем приступить к расчету расхода лакокрасочных материалов на изделие, определяют размеры площадей отделываемых поверхностей, имеющих одинаковые нормативы расхода лакокрасочных материалов. Для этого поверхности деталей и сборочных единиц изделия группируют по способу нанесения лакокрасочных материалов, по внешнему виду покрытия и по конструктивным признакам.

Зная площадь отделываемых поверхностей и нормативы расхода отделочных материалов, подсчитывают расход отделочных материалов на изделие.

Результаты норм расхода лакокрасочного материала представлены в таблицы 2.3, 2.4 и 2.5.

технологический защитный декоративный лакокрасочный

3. Расчет оборудования

1 Разработка технологической карты процесса

Технологический процесс отделки зависит от конструкции и назначения изделий из древесины, материалов и оборудования. Для повышения качества отделочных операций, снижение трудоемкости отделочных работ и рационального расхода материалов разработаны технологические режимы и типовые технологические процессы отделки изделий из древесины различными материалами. В данном курсовом проекте приводятся основные процессы отделки. Технологический процесс грунтования под НЦ-218 представлен в таблице 3.1

Таблица 3.1

Технологический процесс грунтования грунтовкой БНК

Операция	Оборудование	Марка
1	2	3
1. Шлифование	станок шлифовальный	ШлПС-12
2. Удаление пыли	станок для удаления пыли	МЩП4В
3. Грунтование	станок вальцовый наносящий	ВЩ-14
4. Сушка	камера сушильная конвективная	МКК-14
5. Шлифование	станок шлифовальный	Шл2В

Технологический процесс грунтования под лак ПЭ-265 представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Технологический процесс грунтования изделий мебели грунтовкой ПЭ-0155

ОперацияОборудованиеМарка
1. Шлифование	станок шлифовальный	ШлПС-12
2. Удаление пыли	станок для удаления пыли	МЩП4В
3. Грунтование	станок вальцовый наносящий	ВЩ-14

Технологический процесс лакирования лицевых и внутренних поверхностей нитроцеллюлозным лаком НЦ-218 представлен в таблице 3.3.

Таблица 3.3

Технологический процесс лакирования лаком НЦ-218

Операция	Оборудование	Марка
1	2	3
1. Шлифование	станок шлифовальный	ШлПС-12
2. Удаление пыли	станок для удаления пыли	МЩП4В
3. Нагрев щита	терморадиационная камера	МКИ-14
4 Грунтование	станок вальцовый наносящий	ВЩ-14
5 Сушка	камера сушильная конвективная	МКК-14
6 Шлифование	станок шлифовальный	Шл2В
7. Удаление пыли	станок для удаления пыли	МЩП4В
8.Налесения 1-го слоя лака	лаконаливная машина	ЛМ 140-2
9. Выдержка	камера выдержки	МКК-14
10 Сушка	камера сушильная конвективная	МКК-14
11. Шлифование	станок шлифовальный	Шл2В
12. Удаление пыли	станок для удаления пыли	МЩП4В
13. Нанесение 2-го слоя лака	лаконаливная машина	ЛМ 140-2
14. Выдержка	камера выдержки	МКК-14
15. Сушка	камера сушильная конвективная	МКК-14
16. Охлаждение	камера нормализации	МКФо-13

Технологический процесс лакирования фасада полиэфирным лаком ПЭ-265 представлен в таблице 3.4.

Таблица 3.4

Технологический процесс лакирования лаком ПЭ-265

Операция	Оборудование	Марка
1	2	3
1. Шлифование	станок шлифовальный	Шл2В
2. Удаление пыли	станок для удаления пыли	МЩП4В
3. Грунтование	станок вальцовый	ШПЩ-14
4. Первое лакирование	лаконаливная машина	ЛМ 140-2
5. Выдержка	камера выдержки	МКК-14
6. Второе лакирование	лаконаливная машина	ЛМ 140-2
7. Сушка	камера выдержки	МКК-14
8. Шлифование пластей	станок шлифовальный	Шл2В
9. Полирование пластей	станок барабанный шлифовальный	П6БА
10. Удаление пасты и масла	станок барабанный шлифовальный	П6БА

Приведем техническую характеристику для каждого из вышеперечисленных станков и камер в таблицах 3.5 — 3.14.

Таблица 3.5

Техническая характеристика шлифовального станка ШлПС-12

Наименование показателя	Величина
1	2
Размеры обрабатываемых деталей, мм длина ширина толщина	— 1200 75
Скорость подачи, м/мин	6÷24
Мощность, кВт	28,25
Габаритные размеры, мм (длина × ширина × высота)	4450×1830×1515
Масса, кг	3480

Таблица 3.6

Техническая характеристика щеточного станка марки МЩП4В

Наименование показателяВеличина
1	2
Размеры обрабатываемых деталей, мм длина ширина толщина
Количество щеток, шт	2
Скорость подачи, м/мин	6÷24
Мощность, кВт	3,3
Габаритные размеры, мм (длина × ширина × высота)	1200×2260×1470
Масса, кг	650

Таблица 3.7

Техническая характеристика камеры инфракрасной сушки МКИ-14

Наименование показателя	Величина
1	2
Размеры обрабатываемых деталей, мм длина (минимальная) ширина (максимальная) толщина (максимальная)	400 1300 40
Скорость подачи, м/мин	4÷16
Диапозон регулирование температуры воздуха внутри камеры, °С	50÷70
Установленная удельная мощность ИК-излучателей, кВт	14
Количество ИК-излучателей, шт	60
Общая установленная мощность, кВт	198,5
Габаритные размеры, мм (длина × ширина × высота)	10000×2000×2500
Масса, кг	6530

Таблица 3.8

Техническая характеристика станка для грунтования-шпатлевания пластей щитовых деталей марки ШПЩ-14

Наименование показателяВеличина
1	2
Размеры обрабатываемых деталей, мм длина (наименьшая) ширина толщина	400 220÷1300 10÷40
Скорость подачи, м/мин	4÷24
Установленная мощность, кВт	5,42
Габаритные размеры, мм (длина×ширина×высота)	3100×1570×1630
Масса, кг	4450

Таблица 3.9

Техническая характеристика станка вальцового наносящего марки ВЩ-14

Наименование показателяВеличина
1	2
Размеры обрабатываемых деталей, мм длина ширина толщина	400÷2500 220÷1300 10÷40
Максимальная вязкость наносимого материала по ВЗ-4, с	60
Количество деталей, пропускаемых одновременно по ширине, шт	2
Скорость подачи, м/мин	4÷24
Наименьший расход наносимого материала, г/м2	20
Установленная мощность, кВт	2,8
Габаритные размеры, мм (длина×ширина×высота)	1000×2500×1600
Масса, кг	2000

Таблица 3.10

Техническая характеристика камеры конвективной марки МКК-14

Наименование показателяВеличина
1	2
Размеры обрабатываемых деталей, мм длина (минимальная) ширина (максимальная) толщина (максимальная)	400 1300 10÷40
Пределы регулирования температуры, °С	20÷100
Скорость подачи, м/мин	4÷16
Установленная мощность, кВт	5,5
Габаритные размеры, мм (длина×ширина×высота)	5000×2000×2500
Масса, кг	2500

Таблица 3.11

Техническая характеристика станка для промежуточного шлифования лаковой пленки марки ШЛ2В

Наименование показателяВеличина
1	2
Размеры обрабатываемых деталей, мм длина ширина толщина	500÷1800 200÷800 5÷20
Скорость подачи, м/мин	6÷24
Установленная мощность, кВт	1,8
Габаритные размеры, мм (длина × ширина × высота)	2150×1245×1500
Масса, кг	1560

Таблица 3.12

Техническая характеристика машины лаконаливной ЛМ140-2

Наименование показателяВеличина
1	2
Рабочая длина сливной кромки, мм	1400
Число лаконаливных головок, шт	2
Скорость подачи деталей, м/мин	40÷140
Расход лака, г/м2	40÷320
Габаритные размеры, мм (длина × ширина × высота)	3960×2500×1500
Масса, кг	1800

Таблица 3.13

Техническая характеристика камеры форсуночного охлаждения марки МКФ _о -13

Наименование показателяВеличина
1	2
Размеры обрабатываемых деталей, мм длина (минимальная) ширина (максимальная) толщина	400 1300 10÷40
Диапазон регулирования температуры, °С	20÷100
Скорость подачи, м/мин	4÷16
Установленная мощность, кВт	7,0
Габаритные размеры, мм (длина × ширина × высота)	500×1800×2500
Масса, кг	2500

Таблица 3.14

Техническая характеристика станка для полирования лаковых покрытий марки П6БА

Наименование показателяВеличина
1	2
Размеры обрабатываемых деталей, мм длина ширина толщина	400÷2000 200÷800 10÷50
Скорость подачи, м/мин	2÷9
Количество барабанов, шт	6
Суммарная мощность электродвигателей, кВт	48,5
Габаритные размеры, мм (длина × ширина × высота)	5010×1970××1765
Масса, кг	7900

2 Составления схемы технологического процесс и расчета оборудования

Производительность станков П, деталей/смена, с проходной обработкой (вальцовых, лаконаливных, шлифовальных, полировальных) определяем по формуле

, (3.1)

где Т _см — продолжительность смены, мин;

• U — скорость подачи, м/мин;
• L — длина детали, м;

m — число проходов детали через станок для получения

окончательной обработки;

• z — число одновременно обрабатываемых деталей, шт;

К _м — коэффициент использования машинного времени;

К _д — коэффициент использования рабочего времени.

Коэффициенты К _м , К_д принимаются по [3].

Производительность сушильных камер П, щитопокрытий/смена, определяем по формуле

, (3,2)

где r — ритм укладки одной детали, с.

В курсовой работе принимаем для малоформатных деталей r =8 с, для крупноформатных r =14 с.

Штучное время на 1000 штук изделий t, штук/час, определяем с учетом количества деталей входящих в 1000 изделий.

Потребное количество станко-часов τ, определяем суммированием времени по вертикали для каждого вида оборудования.

Годовая программа задана в задании.

Количество Т, станко-часов, на годовую программу определяем по формуле

, (3.3)

где Т — количество станко-часов на годовую программу, ч;

• А — годовая программа, шт;
• τ — суммарное время.

Эффективный фонд времени Т _эф , ч, рассчитываем исходя из номинального фонда времени и коэффициента, учитывающего простои времени

, (3,4)

где Т _эф — эффективный фонд времени, ч;

Т _ном — номинальный фонд времени, ч;

• η — коэффициент простоев.

Номинальный фонд времени при пятидневной рабоей недели с учетом выходных и праздников составляет 253 рабочих дня.

Коэффициент простоев зависит от сложности станка. Так, для простых станков он составляет 0,97, для станков средней сложности — 0,95, для полуавтоматических линий — 0,9.

Таким образом, получаем:

для легких станков: часов,

для средних станков: часов,

для сложных станков: часов.

При известном потребном времени T, ч, и располагаемом времени Т _эф , ч, рассчитывают п, шт, количество станков на годовую программу

, (3,5)

Расчетное количество станков, как правило, не является целым числом. Поэтому фактическое число станков всегда принимается как целое число m. Тогда процент загрузки станка Р, %, определяют по формуле

, (3,6)

Причем допускают перегрузку станка не более 20%, например, при п=1,1 принимают т=1, а при п=1,2 принимают т=2.

4. Описание технологического процесса

Сырьё поступает в цех после цеха облицовывания заготовок, где шитовые заготовки укладываются на питатель автоматический с подъемной платформой и с помощью вакуумного питателя (1) поштучно подаются на линию лакирования нитроцеллюлозным лаком НЦ-218, которым обрабатывается лицевые и внутренние стороны. Щитовая заготовка первоначально шлифуется на шлифовальном станке ШлПС-12 (4), далее с пласти щитов на станке МЩП4В (5) удаляется пыль, затем заготовки подаются в камеру нагрева МКИ-14 (6), где происходит нагрев подложки.

Далее заготовка поступает на грунтонаносящий станок ВЩ-14 (7) для сокращения расхода нитроцеллюлозного лака и обеспечения более прочного сцепления покрытий с древесиной. Затем заготовка подается в конвективную сушильную камеру МКК-14 (8), где грунтовка подсыхает. После этого щит подается на виброшлифовальный станок ШЛ2-В (9) для выравнивания поверхности и улучшения адгезии, после чего вновь удаляется пыль. Далее заготовка подается в лаконаливную машину ЛМ140-2 (11), где наносится первый слой лака методом налива, после чего заготовка поступает в сушильную камеру МКК-14 (8) для выдержки и полного высыхания лака. Затем заготовка шлифуется, удаляется пыль и в лаконаливной машине наносится второй слой лака. После этого щит поступает в камеру выдержки МКК-14 (8), откуда подается в конвективную сушильную камеру МКК-14 (8).

После этого заготовка нормализируется в камере охлаждения МКФ _о -13 (13).

Заготовки для лицевых и внутренних сторон подаются роликовым конвейером на линию лакирования нитроцеллюлозным лаком, а заготовки предназначенные для фасада поступают на линию лакирования полиэфирным лаком. Заготовки поступают на кантователи (14), которые переворачивают щит на другую пласть для дальнейшей обработки. Процесс лакирования на линии покрытия нитроцеллюлозным лаком повторяется.

Технологический процесс лакирования полиэфирным лаком ПЭ-265 начинается со шлифованияна заготовки на станке ШЛ2-В (9), удаления пыли на щёточном станке МЩП4В, нанесения грутна на станке ВЩ-14 (7) и только тогда можно наносить лак на лаконаливной машине ЛМ140-2 (11) способом “мокрый по мокрому”. Нанесённый ЛКМ подвергается выдержки МКИ-14 (6), затем на лаконаливной машине наносится второй слой лака и щит переходит сушильную камеру МКК-14 (8).

После чего щиты подаются на полировальный станок П6БА (16) для полирования мебельных щитов и удаления отходов полирования.

Заключение

В данном курсовом проекте был проделан расчет по отделки мебели, в который вошли вопросы о выборе и расчете расхода шлифовальной шкурки, грунтовки и лакокрасочного и отделочного материала.

На годовую программу потребовалось: шлифовальной шкурки для шлифования под отделку, грунтовку и промежуточного шлифования — 199,59 м ² .

Лакокрасочных материалов: лак НЦ-218 — 249839,65 кг, лак ПЭ-265 — 79271,92 кг.

Отделочных материалов: грунтовка БНК — 39543,59 кг, грунтовка ПЭ-0155 — 12195,68 кг, брусковая полировочная паста — 21342,44 кг, доводочно-полировальный состав — 4573,38 кг, фланель — 2134,24 м ² .

Для данных материалов было подобрано оборудования и рассчитано его количество на годовую программу. К пояснительной записки прилагается чертеж на котором изображен план цеха для производства данного изделия.

Список использованных источников

[Электронный ресурс]//URL: https://litfac.ru/referat/zaschitno-dekorativnaya-otdelka-drevesinyi/

1. А.В. Мелешко, С.Г. Денисова. Технологические режимы и типовые процессы отделки изделий из древесины; Красноярск 1991 г. 35 стр.

• А.В. Мелешко, С.Г. Денисова. Технология защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов;
• Красноярск 1993 г. 75 стр.

• А.В. Мелешко, С.Г. Денисова. Оборудование отделочных цехов;
• Красноярск 1989 г. 28

• В.П. Бухтияров, А.Ф. Алютин, В.П. Сахновская. Справочник мебельщика;
• Издательство «Лесная промышленность» Москва 1985 г. 382 стр.

• Н.И. Прозоровский. Технология отделки столярных изделий;
• Москва «Высшая школа» 1991 г. 272 стр.