projekt - przykład

Inżynieria Wiedzy – PROJEKT – część 1

Rok akademicki 2009/2010

Zespół:

Marynowski
Przemysław

Temat:

„Proces
wytwarzania sklejki
przeznaczonej na
blaty stolików.”

Data oddania projektu:

Specjalność:

SIP, 4 rok

Ocena:

A.
Charakterystyka procesu:

Słowniczek pojęć

Sklejka (potocznie dykta) jest to materiał kompozytowy sklejony z krzyżujących się

cienkich warstw drewna. Zwykle składa się z nieparzystej ilości warstw. Sklejki wytwarza się
z różnych gatunków drewna. Najczęściej z brzozy, olchy, sosny, rzadziej z buku lub z drzew
egzotycznych.  Wewnętrzne  warstwy  sklejki  często  są  z  innego,  tańszego  gatunku  niż
zewnętrzne.  Ze  względu  na  rodzaj  zastosowanego  w  produkcji  kleju  wyróżnia  się  sklejki
suchotrwałe  i  wodoodporne.  Wodoodporność  dotyczy  tylko  kleju,  a  nie  całej  sklejki,  która
jako  produkt  drewniany  nie  jest  odporna  na  wodę.  Sklejka  daje  się  względnie  łatwo
modelować  (wyginać)  na  gorąco,  co  pozwala  na  wytwarzanie  kształtów  przydanych  np.  w
meblarstwie. Dzięki temu, sklejka jest używana powszechnie do produkcji mebli domowych i
biurowych. Jest też używana w budownictwie, do produkcji opakowań, w szkutnictwie.

Fornir to cienkie płaty drewna uzyskiwane przez skrawanie płaskie (styczne - w

kierunku prostopadłym do włókien) lub obwodowe (łuszczenie). Płaty te mają grubość od 0,1
do 3,0mm. Płaty grubości do 5 mm zwane są obłogami. Fornir w zależności od efektywności
rysunku (od gatunku drzewa) może być przeznaczony na sklejkę, okleinę (Fornirowanie) lub
drewno warstwowe prasowane.

Korowarka - mechaniczne urządzenie do oddzielania kory od drewna okrągłego oparte albo
na zasadzie tarcia (korowarki łańcuchowe lub hydrauliczne), albo na zasadzie skrawania
(korowarki tarczowe lub nożowe).

Skrawarka - obrabiarka do skrawania drewna. W zależności od sposobu skrawania rozróżnia
się skrawki: płaskie (m.in. do produkcji fornirów, deszczułek) oraz obwodowe - łuszczarki
(do wytwarzania obłogów, oklein, taśm sklejkowych itp.).

Krótki opis procesu:

Giętko  klejone  elementy  meblowe  wymagają  szeregu  zabiegów  w  celu  uzyskania  właściwej
jakości wyrobu. Proces technologiczny wytwarzania sklejek kształtowych rozpoczyna się od
pozyskania  wysokogatunkowego  drewna  liściastego;  jego  naparzania  w  celu  uzyskania
plastyczności; następnie łuszczenie i oczyszczanie (przy pomocy mechanicznych korowarek),
cięcie  na  odpowiednie  formaty  i  suszenie.  Otrzymany  produkt  jest  półfabrykatem  do
produkcji  sklejek  o  różnych  kształtach.  Sklejka  jest  najstarszym  półfabrykatem  z  tworzyw
drzewnych,  zaliczanym  do  ulepszonych  materiałów  drzewnych.  Przecięte  odpowiednio
drewno  poddaje  się  skrawaniu  przy  pomocy  noży  łuszczarki  w  wyniku,  czego  powstaje
wstęga  tzw.  forniru.  Kolejnym  krokiem  jest  suszenie  otrzymanego  forniru  do  dalszej
przeróbki.  Arkusze  forniru  spaja  się  ze  sobą  w  celu  uzyskania  arkuszy  o  znacznych
wymiarach.  Na  otrzymane  arkusze  nanosi  się  warstwę  kleju,  a  następnie  skleja  się
poszczególne arkusze, aby uzyskać zestaw sklejek. Taki zestaw jest prasowany hydraulicznie
w  prasach  hydraulicznych  wielopółkowych.  Tak  uzyskane  sklejki  poddaje  się  procesowi
sezonowania i obróbki końcowej polegającej na  nadaniu im ostatecznego kształtu i formatu,
oraz  pakowanie  jej  i  wysyłce  do  odbiorcy.  W  moim  przypadku  opisze  proces,  którego
wynikiem  ma  być  uzyskanie  gotowej  sklejki  do  produkcji  blatu  na  stolik.  Produkt  ten  ma
mieć wymiary podane przez klienta (1m x 1m, grubość: 2cm).

Parametry procesu:

OT 1 (Parametry materiału wsadowego)

Na początku procesu wytwarzania sklejki musimy się zastanowić z jakiego rodzaju

drewna ona będzie, wpływa to zarówno na wygląd zewnętrzny sklejki (naturalne słoje drewna
są indywidualne dla poszczególnych rodzajów drzew) jak i na właściwości mechaniczne
(łatwość procesu wytwarzania sklejek, twardość i odporność na ugięcia gotowego produktu).
Drugim czynnikiem na jaki zwracamy uwagę są wymiary dostarczanego do nas drewna. W
zależności jakie one będą tak musimy poustawiać całą naszą linię produkcyjną, aby była ona
do tego dostosowana.

OT 1.1 (Rodzaj drewna)

W zależności od rodzaju drewna efekt końcowy naszego produktu może

wyglądać inaczej, oraz zależy od tego dobór parametrów w naszym procesie
wytwarzania.

OT 1.1.1 – OT 1.1.4 (Sosna, Świerk, Brzoza, Olcha)

Wybór tych gatunków drzew skraca w początkowych etapach proces

ich przerobu, ponieważ są to drzewa nie wymagające takiej troskliwości
(proces obróbki hydrotermicznej 30 godzin)

OT 1.1.5 (Buk)

Zastosowanie tego gatunku wymaga poświęcenia większej ilości czasu

na jego przeróbkę hydrotermiczną, czyli 70 godzin.

OT 1.2 (Wymiary drewna)

Biorąc pod uwagę wymiary mam na myśli to, że drewno do nas dostarczane

powinno być odpowiednio przycięte. Nasze maszyny są przystosowane do
konkretnych wymiarów, których nie możemy przekroczyć, ponieważ byłby to towar,
którego niedalibyśmy rady przerobić.

OT 1.2.1 (Średnica)

Ważne jest, aby nie była ona większa. To od niej zależy czy zmieści się

ona do naszych maszyn w celu przerobienia takiego drzewa. Gdyby była ona
za duża nic byśmy z niego nie zrobili.

OT 1.2.2 (Grubość)

Podobnie jak średnica ma takie samo znaczeni. Jeżeli przekroczymy tą

wartość nic z takim drzewem nie zrobimy.

OT 2 (Wstępna przeróbka drewna)

W tym etapie naszym zadaniem jest uzyskanie półproduktu w procesie wytwarzania

sklejki, czyli uzyskanie tzw. forniru. Etap ten musi być przeprowadzony bardzo szczegółowo,
ponieważ to od niego zależy całe nasze przedsięwzięcie. Musimy uzyskać jak najlepszy
fornir, aby nasz produkt satysfakcjonował naszego klienta.

OT 2.1 (Obróbka hydrotermiczna)

Proces ten ma na celu uplastycznienie drewna.

OT 2.1.1 (Czas)

Czas ten zależy od pory roku, gatunku drewna oraz jego średnicy, od

około 30 godzin dla sosny, świerka, brzozy, olchy do około 70 godzin dla
buka.

OT 2.1.2 (Temperatura wody)

Temperatura wody: 40 - 60 °C.

OT 2.2 (Korowanie i oczyszczanie drewna)

Korowanie i oczyszczanie z łyka surowca drzewnego przy pomocy

mechanicznych korowarek ma na celu oczyszczenie dłużyc lub kłód z kory, łyka i
zanieczyszczeń mineralnych (kamieni, piasku), które utkwiły w korze np. w trakcie
zrywki lub podczas transportu.

OT 2.3 (Skrawanie nożem łuszczarki)

Skrawanie nożem łuszczarki z obracających się kloców drewna (wyrzynków)

taśm  forniru.  Uprzednio  wyrzynek  zostaje  centrycznie  zamocowany  w  obrabiarce  i
wprawiony  w  ruch  obrotowy.  Nóż  łuszczarski  wykonując  ruch  prostoliniowy  w
płaszczyźnie poziomej skrawa warstwę forniru w postaci wstęgi.

OT 2.3.1 (Grubość uzyskanego forniru)

Grubość pozyskiwanego forniru wynosi od 0.1 mm do 3.0 mm.

OT 3 (Suszenie forniru)

Pozyskiwany fornir po wyprodukowaniu ma wilgotności 30 - 110%. Wilgotność ta

zależy od wilgotności początkowej surowca, sposobu obróbki hydrotermicznej (parowanie
czy parzenie) oraz od tego czy pochodzi z części twardziel czy bielastej. Fornir przeznaczony
do produkcji sklejki suszy się do 6-12%.

OT 3.1 (Rodzaj suszarni)

Ze względu na obieg powietrza można wyróżnić suszarnie z obiegiem

wzdłużnym, równoległym i przeciwnym do kierunku ruchu forniru oraz poprzecznym,
równoległym  do  wstęgi  czy  arkusza  forniru  ale  prostopadłym  do  kierunku  ruchu
forniru.  Trzeci  sposób  nadmuchu  prostopadły  do  płaszczyzny  forniru.  Przekazanie
ciepła do forniru odbywa się poprzez konwekcję (unoszenie przez powietrze lub inne
medium  grzewcze)  lub  kontaktowe  (przez  stykanie  się  z  ogrzanymi  elementami)  lub
prasy kombinowane. Ciepło jest przekazywane w głównej mierze przez powietrze ale
także od nagrzanych rolek czy taśm.

OT 3.1.1 (Rolkowa)

Suszarnie rolkowe są to suszarnie przelotowe tzn. że fornir po

jednokrotnym przejściu  przez całą długość suszarni powinien być  wysuszony.
Szerokość  suszarni  wynosi  4-4.5  m,  długość  8-30  m.  Temperatura  w
suszarniach  rolkowych  wynosi  90-140  °C  W  suszarniach  tych  suszenie  tylko
forniru w postaci arkuszu.

OT 3.1.2 (Taśmowe)

Zasada działania i budowa suszarni taśmowych jest podobna do

rolkowych. Różnica polega na tym, że w suszarniach tych fornir jest
prowadzony między dwiema taśmami. Suszarnie te mają także po kilka
kondygnacji. Temperatura suszenia do 300 °C.

OT 3.2 (Proces suszenia)

Tutaj podałem tylko parametry charakterystyczne dla tego procesu.

OT 3.2.1 – OT 3.2.3 (Czas, Temperatura, Szybkość nawiewu)

Temperatura suszenia wynosi 110-140 °C w starszych suszarniach w

nowszych do 180 a nawet 300 °C. Czas suszenia wynosi do ok. 20 min.
Prędkość przepływu powietrza wynosi 1.5-3 m/s.

OT 4 (Klejenie i formowanie zestawu sklejki)

Masa klejowa nakładana jest obustronnie na rolkowych nakładarkach kleju, na co

drugi  arkusz  forniru.  Rodzaj  masy  klejowej  zależy  od  typu  produkowanej  sklejki.
Formowanie  i  kompletowanie  zestawu  sklejki  polega  na  dobraniu  arkuszy  forniru
stanowiących środki, arkuszy obłogów i odpowiednim ich ułożeniu.

OT 4.1 (Rodzaj kleju)

Stosowane kleje są na bazie żywic syntetycznych.

OT 4.1.1 (Mocznikowe)

Stosowane przy produkcji sklejki sucho trwałej.

OT 4.1.2 (Melaminowe)

Stosowane przy produkcji sklejki pół wodoodpornej.

OT 4.1.3 – OT 4.1.4 (Bakelitowe, Syntetyczne)

Stosowane przy produkcji sklejki wodoodpornej.

OT 4.2 (Sposób formowania)

OT 4.2.1 – OT 4.2.3 ( … )

W zależności od przeznaczenia wyrobu końcowego i wymagań klienta

arkusze układane są albo w klasyczny sposób krzyżowy, bądź też krzyżowo-
równoległy, bądź równoległy względem siebie.

OT 5 (Test jakości)

Polega na klasyfikacji jakościowej sklejki według odpowiednich warunków

technicznych oraz oddzieleniu płyt, które nie spełniają wymagań jakościowych (dotyczących
głównie sklejania i jakości powierzchni).

OT 6 (Pakowanie i wysyłanie do klienta)

Sklejka najczęściej układana jest na paletach i na podkładach z płyty pilśniowej.

Pakiety owijane są i spinane taśmą stalową oraz w zależności od wymagań klienta i sposobu
transportu zabezpieczane kartonem, arkuszami płyty pilśniowej lub folią.

Zalecane wartości:

Operacja
technologiczna

Parametr
symbol

Parametr
nazwa i wymiar

Zalecane wartości

OT 1
(Parametry materiału
wsadowego)

Dł.

Długość drewna

10 m

rednica pnia drewna

2 m

OT 2
(Wstępna przeróbka
drewna)

Cz.

Czas obróbki

hydrotermicznej

30 – 70 godzin

Tem.

Temperatura wody przy

obróbce

40 – 60 st. C

Gr_For.

Grubość uzyskanego

forniru (rozstaw noży)

0.1 – 3 mm

OT 3
(Suszenie forniru)

Cz_s.

Czas suszenia

20 minut

Tem_s.

Temperatura suszenia

110 – 300 st. C

Sz_n.

Szybkość nawiewu

powietrza

1.5 – 3 m/s

OT 4
(Klejenie i
formowanie zestawu
sklejek)

Kl_wodo.

Klej wodoodporny

Klej bakelitowy

Kl_such.

Klej sucho trwały

Klej mocznikowy

Kl_pwodo.

Klej pół wodoodporny

Klej melaminowy

B.
Kryteria oceny końcowej.

Możemy wyróżnić następujące kryteria oceny końcowej naszego produktu:

•

Wygląd zewnętrzny

•

Wytrzymałość (odporność na ugięcia, na rozklejanie warstw)

•

Wymiary końcowe

•

Jakość produktu

•

Wodoodporność

Podane przeze mnie kryteria są tylko poglądowe, w projektach należy opisać dokładnie każde
kryterium  z  uwzględnieniem  ich  wartości  zalecanych  przez  producenta,  ewentualnie
narzucanych przez proces technologiczny. Kryteria te wymagane są do utworzenia możliwych
wad,  jakimi  obarczony  jest  gotowy  produkt.  W  części  C  należy  właśnie  wypisać  te  wady  w
oparciu o kryteria oceny jakości.

C.
Wady:

Produkcja sklejki może być obarczona następującymi wadami:

•

Nieodpowiednie wymiary materiału wsadowego (pni drzew)

•

Zbyt duże zanieczyszczenie pnia drzewa (kamienie, dziury po robakach)

•

Nieodpowiedni dobór gatunku drzewa na wyrób gotowy

•

Skrawanie zbyt grubego forniru

•

Niedokładnie suszenie forniru (dobór złych parametrów suszenia)

•

Zły dobór kleju (ma wpływ na wodoodporność i odporność na rozklejenia)

•

Niepoprawne ułożenie arkuszy forniru i sklejenie ich ze sobą

•

Zwijanie się sklejki (forniru)

•

Mała odporność na ugięcia

•

Złe dobranie formowania arkuszy forniru (wpływ na wygląd zew.)

•

Niedostateczne uplastycznienie drewna

Wady te są tylko poglądowe, w projekcie należy opisać każdą wadę opisując jej przyczyny,
sposoby zapobiegania, oraz sposoby „zwalczania”.

D.
Wady – opis tabelowy.

Wada

Przyczyna

(wskazanie miejsca

w procesie)

Zalecane

wartości

parametru

Przyczyna

(opis fizykochemiczny)

Niedosuszenie

forniru

Nieodpowiedni

dobór parametrów

suszenia

OT 3.2

Czas 20 minut,

Temperatura 110 –

300 st. C,
Szybkość

nawiewu 1,5 – 3

m/s

Przy  źle  dobranych  parametrach
suszenia  może  dojść  do  zbyt
szybkiego  wysuszenia  forniru  lub
jego  niedosuszenia.  Może  to
powodować

wyginanie

się

forniru,  które  uniemożliwia  jego
dalszą  przeróbkę.  Zbyt  niska
temperatura,  szybkość  nawiewu
powietrza  lub  za  krótki  czas
suszenia  powoduje  niedosuszenie
forniru.  Natomiast  zbyt  duża
temperatura,  szybkość  nawiewu
powietrza  lub długi  czas  suszenia
spowodują za szybkie wysuszenie
forniru.

Wodoodporność

(Jej brak lub

niedostateczność)

Zły dobór kleju do

sklejania arkuszy

forniru
OT 4.1

Klej bakelitowy

Sklejka jak i drewno samo z
siebie nie jest wodoodporne.
Dlatego wodoodporność sklejki to
miara

wodoodporności

kleju

użytego do jej klejenia. Aby nasza
sklejka była odporna na wodę
stosuje się klejów bakelitowych.

Niedostateczne

uplastycznienie

drewna

Zbyt krótki czas

obróbki

hydrotermicznej lub

za niska/wysoka

temperatura wody

podczas tego

procesu

OT 2.1

Czas 30 – 70

godzin

Temperatura wody

40 – 60 st. C

W zależności od gatunku drewna
musimy

wybrać

parametry

obróbki  hydrotermicznej.  Ma  ona
na  celu  uplastycznienie  drewna,
aby  dało  się  go  dalej  przerabiać.
Zbyt  krótki  czas  doprowadzi  do
niedostatecznego  uplastycznienia,
podobnie  jak  i  za  niska/wysoka
temperatura  wody.  Kiedy  drewno
nie

będzie

odpowiednio

plastyczne dalsza jego przeróbka
jest

ryzykowna,

ponieważ

tworzony fornir może ulegać
zniszczeniu w skutek złamań.

Zbyt gruby lub

zbyt cienki fornir

Zły rozstaw noży

łuszczarki tnącej
drewno na fornir

OT 2.3

0.1– 3 mm

rozstawu

noży

tnących

łuszczarki

zależy

grubość

produkowanego  forniru.  Jeżeli
rozstaw  ten  przekroczy  wartość
maksymalną  fornir  będzie  zbyt
gruby.  Jeżeli  nie  przekroczy
wartości  minimalnej  to  fornir
będzie  zbyt  cienki.  W  obydwu
przypadkach  dalsza  przeróbka
będzie

utrudniona

lub

niemożliwa. Za cienki fornir
będzie ulegał złamaniom, a za
gruby

nie

będzie

podlegał

kategoriom

odpowiadającym

wymiarom sklejki.

E.
Zestaw pytań dla systemu ekspertowego.

W tym miejscu w projekcie mają się znaleźć pytania zadawanie przez system diagnostyczny
użytkownikowi,  wraz  z  możliwymi  odpowiedziami  jakich  może  on  udzielić  (podpowiedzi).
Pytań  ma  być  jak  najwięcej,  ponieważ  system  będzie  zapisywał  odpowiedzi  do  faktów,  na
podstawie  których  przeprowadzi  wnioskowanie  –  diagnozę  problemu.  Pytania  należy
sformułować na podstawie opisu procesu technologicznego, dlatego ważne jest aby był on jak
najdokładniej  opisany.  Pytania  zaczynają  się  od  wady.  System  ma  zapytać  o  wadę
zaobserwowaną  przez  użytkownika  np.:  pękanie  forniru,  pofałdowana  sklejka,  etc.  Wad
powinno  być  minimum  4,  dla  których  należy  układać  odpowiednie  drzewa  decyzyjne.  Po
wpisaniu wady system ma zadawać szereg dalszych pytań (minimum 14) odnośnie wybranej
wady.  Pytania  te  mają  pozwolić  systemowi  na  diagnozę  problemu  i  zwrócenie  informacji
dlaczego  dana  wada  wystąpiła  i  jak  możemy  jej  uniknąć.  Są  to  pytania  ściśle  związane  z
procesem  technologicznym,  np.:  o  gatunek  drewna,  szybkość  suszenia,  rodzaj  kleju.  Każde
pytanie powinno mieć minimum 3 możliwe odpowiedzi, które może udzielić użytkownik. W
tej części projektu należy umieścić zestaw możliwych pytań dla jednej wady ! Struktura pytań
jest następująca:

Np. Pierwsze pytanie:

Jak

zdiagnozowałe

wad

Odp. A   WADA A
Odp. B   WADA B
Odp. C   WADA C

G.
Spis źródeł wiedzy:

http://pl.wikipedia.org/wiki/Fornir

http://portalwiedzy.onet.pl/68829,,,,skrawarka,haslo.html

http://pl.wikipedia.org/wiki/Korowarka

http://pl.wikipedia.org/wiki/Sklejka

http://www.sklejki.pl/normy-sklejki/

http://www.sklejki.pl/skladowanie-sklejki/

http://www.sklejki.pl/jak-powstaje-sklejka/

http://www.sklejki.pl

Normy:
a)

PN-EN 314-2:2001 – jakość sklejenia

PN-EN 635-1:2001 – klasyfikacja ze względu na wygląd powierzchni

PN-D-04239:1987 – podatność na uginanie

PN-D-04226:1968 - higroskopijność

10)

Wszystkie dane ze stron z dnia 05.11.2009 rok