Основы производства столярной мебели

Производство мебели состоит из разработки проекта и техно­логических процессов его исполнения.

При проектировании новой модели учитывают целый комплекс требований потребительского и производственного характера.

Начинают проектирование с предварительной подготовитель­ной работы, включающей подачу заявки и составление техниче­ского задания. Устанавливается целесообразность разработки но­вого изделия, определяется ориентировочная потребность в нем

в течение пяти лет и учитывается опыт эксплуатации аналогичного изделия. Далее разрабатывается художественно-технический про­ект новой модели, составляется перечень графической и тексто­вой документации (чертежи, пояснительные записки, ведомости, карты технического уровня и качества продукции). Завершением процесса проектирования является создание опытного образца, его испытание, апробация и внесение корректив.

При проектировании классической мебели учитываются наибо­лее характерные конструктивные и художественные особенности архитектурных стилей, таких как романский (Х1-ХП вв.), готичес­кий (XV в.), высокий ренессанс (XVI в.), барокко (XVII в.), роко­ко (XVIII в.), неоклассицизм (XIX в.), эклектика (1830-1880 гг.), модерн (ар-нуво и ар-деко, 1900-1940 гг.), современный. Многие известные мастера-краснодеревщики внесли свой вклад в разви­тие мебельного искусства. Их имена дали названия новым стиле­вым направлениям мирового производства мебели. Это - Андре-Шарль Буль (Франция, 1642-1732), Томас Чиппендейль (Англия, 1718-1779), Генрих Гамбс (Германия, 1765-1831), Михаэль Тонет (Австрия, 1796-1871), Готтлиб Бидермайер (Германия, 1815-1848) и др.

Мебель, изготовленная из массива древесины и древесно-плит-ных материалов, относится к столярной. Технология ее производ­ства состоит из нескольких этапов, каждый из которых включает в себя целый ряд технологических операций.

Сушка и раскрой материалов, используемых для изготовления каркаса мебели, осуществляется в специальных сушильных каме­рах до установленного показателя влажности 8 ± 2%. При раскрое материалов получают черновые мебельные заготовки (ЧМЗ) оп­ределенных размеров и формы с припусками на дальнейшую об­работку. Для максимального выхода заготовок технологи разраба­тывают специальные схемы и карты раскроя. Последовательность сушки и раскроя может быть различной и зависит от конструкции будущего изделия мебели. Возможна сначала сушка, а затем рас­крой и наоборот.

Первичная механическая обработка черновых заготовок. Пос­ле раскроя и сушки ЧМЗ из массива древесины имеют неровности

Глава 13

Мебельные товары

на поверхности, отклонения от формы и размеров будущих чисто­вых деталей мебели. Для устранения этих недостатков осуществ­ляют первичную механическую обработку: строгание, торцева­ние, фрезерование и шлифование. Точность и чистота обработки определяется технической документацией. Потери на обработку составляют в среднем до 12% от общего объема используемых материалов на одно изделие.

При изготовлении ДСтП возможны значительные колебания по толщине (разнотолщинность) и наличие напряжений во внут­ренних слоях плиты. Эти напряжения могут приводить к короб­лению будущих заготовок, полученных из плит. Устраняют эти недостатки путем калибрования или равномерного снятия с двух сторон плиты припусков по толщине или обработкой ее поверх­ности ультразвуком.

Гнутье и прессование. Криволинейные заготовки из цельной древесины (изогнутые ножки столов и стульев) изготовляют вы­пиливанием из прямолинейного бруска или получают путем заги­бания их на шаблоне. Метод гнутья требует по сравнению с выпи­ливанием более сложного технологического процесса и оборудова­ния. Однако при гнутье полностью сохраняется и даже в некоторых случаях повышается прочность заготовок и меньше расходуется дорогостоящей древесины. Для гнутья используют здоровую дре­весину (без сучков) кольцесосудистых (дуб, ясень) и рассеянно-сосудистых (бук, береза) лиственных пород, которые отличаются высокой пластичностью и прямолинейным расположением воло­кон. Можно применять и хвойные породы (ель, сосна).

Технология изготовления гнутых деталей включает гидротер­мическую обработку, собственно процесс гнутья и су-шку. При гидротермической обработке древесину пропаривают насыщен­ным паром низкого давления 0, 02-0, 05 МПа при температуре 102-105 °С для повышения ее пластичности и исключения раз­рыва волокон в процессе гнутья. Время операции определяется по специально разработанным диаграммам и таблицам. Собственно гнутье заготовок производят на незамкнутый и замкнутый контур. При гнутье на незамкнутый контур заготовку (задняя ножка стула, подковообразный накладной декор) кладут на шину с упорами,

затем в механическом или гидравлическом прессе заготовку вместе с шиной изгибают на заданный контур. После выдержки в прессе концы стягивают стяжкой и вместе с шиной отправляют на сушку. При гнутье на замкнутый контур заготовку (круглая царга стула) вместе с шиной навивают вокруг гладкого или зубчатого шабло­ну, установленного в гнутарном станке. При этом одновременно происходит некоторое уплотнение древесины, что способствует повышению прочности изогнутой детали. После сушки заготовки с приданной формой освобождаются от шаблонов и шин, их выдер­живают в цехе не менее 24 ч, а затем заготовки обрабатываются на фрезерных, токарных и шлифовальных станках для придания им окончательных размеров и требуемого качества поверхности.

Прессование является прогрессивным методом обработки дре­весины. Он основан на силовом воздействии и использовании плас­тических свойств древесины. В мебельной промышленности прес­суют заготовки для получения деталей декора сложных форм.

Склеивание и облицовывание. Склеивание в производстве мебе­ли применяют для получения конструкционных материалов (сто­лярные плиты, мебельные щиты), закрепления раскладок и де­коративных элементов на фасадных поверхностях, изготовления шиповых столярных соединений при сборке изделия, облицовки мебельных щитов. Процесс склеивания состоит из подготовки по­верхности склеиваемых материалов, нанесения клея, прессования, выдержки под давлением и выдержки конструкции после скле­ивания. Далее склеенные заготовки поступают на дальнейшую механическую обработку. Прочность клеевых соединений зависит от качества используемого клея, влажности древесины, обработ­ки склеиваемых поверхностей и соблюдения режима склеивания. Наносят клей вручную или механизированным способом.

Облицовывание - это процесс наклеивания на поверхность де­тали мебели листовых материалов из натурального шпона ценных пород древесины или синтетического шпона в виде декоративных пленок и пластиков. Материалы, наклеиваемые- на заготовку, на­зываются облицовкой, а заготовки, на которые наклеивают обли­цовку, - основой. Поверхности деталей обычно облицовывают с двух сторон. Облицовка поверхности с одной стороны допуска-

Глава 13

Мебельные товары

ется только для некоторых конструкционных элементов, имеющих значительные размеры. К ним относятся задние стенки шкафов и тумбочек, изготовленных из клееной фанеры или древесно-во-локнистой плиты. Стенки наглухо закрепляются в корпусе изделия, благодаря чему при эксплуатации они хорошо сохраняют форму и не коробятся.

Процесс облицовывания включает в себя подготовку приме­няемых материалов, нанесение клея, формирования пакетов, их загрузку в пресс, прессование и выгрузку облицованных деталей из пресса. Подлежащие облицовыванию поверхности основы должны быть выровнены, удалены все жировые, смоляные и клеевые пятна, выбоины и трещины зашпатлеваны, высверлены сучки и гнили, а отверстия заделаны пробками на клею и т. д. Шероховатость поверхности допустима в тех пределах, при которых она не бу­дет проявляться на лицевой поверхности облицовочного слоя. Натуральный строганый шпон ценных пород древесины перед облицовкой сортируют, подбирают по породе, размерам, качеству, цветовому и текстурному рисунку в соответствии с технической документацией на изделие. Затем полосы шпона выравнивают по кромкам и склеивают в листы (наборы), размеры которых соответ­ствуют будущим деталям мебели с припуском 10-15 мм. Наборы шпона бывают простыми, фигурными и мозаичными. Облицовку заготовок натуральным шпоном после нанесения клеевого слоя на основу выполняют следующими способами: облицовыванием в притирку притирочным молотком или запрессовкой под давле­нием в винтовых приспособлениях (сжатие винтами, в хомутовых и столярных струбцинах, цвингах).

Облицовка поверхности основы синтетическим шпоном пол­ностью механизирована. Для облицовки прямолинейных деталей и заготовок используется метод горячего плоского прессования в одноэтажных гидравлических прессах со встроенными загрузоч-но-разгрузочными устройствами, а также в двух- или многоэтаж­ных гидравлических прессах с обогреваемыми электрическими плитами. Криволинейные поверхности и кромки обрабатываются на пневматических, вакуумных станках и установках других конс­трукций.

Процесс склеивания основы и облицовки протекает при стро­го установленных значениях температуры, давлении и времени выдержки под прессом

Обработка чистовых заготовок. Чистовые заготовки - это детали мебели, форма и размер которых точно соответствуют чер­тежам. Обработка таких заготовок состоит из операций по изготов­лению шиповых соединений, выборке гнезд, сверлению отверстий и окончательной зачистке и шлифовке поверхности. Обработка чистовых заготовок исправляет погрешности, допускаемые при склеивании и облицовывании, а также способствует более легкой, точной и удобной сборке готовых изделий.

Сборка мебельных изделий. Ее условно разделяют на сборку и обработку отдельных деталей и сборочных единиц (узловая сборка) и общую сборку изделий. Узловую сборку выполняют на предприятии, а общую - непосредственно у потребителя.

Сборочная деталь - неделимый элемент конструкции, вы­полненный без применения операций сборки. Примером может служить деталь ножки стула или стола, форма и размеры которой указаны в чертежах.

Сборочная единица- конструкция, состоящая из двух и более деталей. Это дверь шкафа, ящик, коробка кровати и т. д.

Узловую сборку конструкционных узлов или сборочных еди­ниц осуществляют, используя неразъемные и разъемные виды соединений.

Самой распространенной группой среди неразъемных соеди­нений являются соединения с помощью клея. К ним относятся шиповые столярные соединения, основными элементами кото­рых являются шип, проушина, шпунт, гребень. С помощью шипов образуются соединения угловые концевые, угловые серединные, угловые ящичные, по длине и по кромкам.

Неразъемные соединения при помощи гвоздей и крепежных скоб используют для крепления тканей, некоторых полимерных де­талей, пружин. Высокую прочность неразъемного соединения обес­печивает и фурнитура в виде дюбельного элемента, отлитого заодно с корпусом. Устанавливают дюбеля методом запрессовки в заранее высверленные на специальном оборудовании отверстия.

Глава 13

Мебельные товары

Разъемные соединения позволяют разбирать и вновь собирать мебельные конструкции. Различают разъемные соединения стаци­онарные (шурупы, стяжки) и подвижные (петли, ролики, направ­ляющие).

Выбор вида соединения обусловлен необходимостью получе­ния прочной конструкции и обеспечения надежности и долговеч­ности изделия в целом.

Общая сборка включает в себя сборку корпуса или каркаса; навеску и регулировку дверей; установку опор, комплектующих, крепежной и лицевой фурнитуры.

Процесс сборки осуществляют вручную или механизирован­ным способом на конвейерах и стапелях. Сборку изделий мебели проводят до или после отделочных операций.

Отделка мебели. В общем виде структура технологического процесса отделки мебели включает в себя следующие этапы: под­готовку поверхности к отделке; нанесение отделочных материалов; сушку и облагораживание покрытий.

Операции отделки механизированы, созданы поточные полу­автоматические и автоматические линии отделки. Ручной труд применяется в основном при отделке криволинейных фигурных поверхностей, реставрации и ремонте мебели.

Для качественного выполнения отделки, поверхности конс­трукционных материалов предварительно подготавливают. Для этого удаляют ворс с поверхности древесины, очищают от грязных пятен, смолы, отбеливают, выравнивают поверхность, окраши­вают, шлифуют. В промежутках между операциями поверхности сушат и удаляют с них пыль. Поверхность отделываемого мате­риала должна быть гладкой и ровной. Показатель шероховатости поверхности должен быть не больше 16 мкм.

Прозрачные покрытия на поверхности древесины или нату­рального шпона с сохранением естественной текстуры создают жидкими отделочными материалами - лаками. По степени блеска прозрачные покрытия подразделяются на вы с око глянцевые (ВГ), глянцевые (Г), полуглянцевые (ПГ), матовые (М) и полуматовые (ПМ). Толщина лакового покрытия может находиться в пределах от 60 до 250 мкм. Нанесением двух, трех слоев лака получают про-

зрачные покрытия с открытыми порами. При нанесении большего количества слоев лака и втиранием его в поры древесины создают прозрачные покрытия с закрытыми порами.

Разработаны различные способы нанесения мебельных лаков. Выбор способа зависит от природы лака, необходимой толщины ла­кового покрытия, размера и формы отделываемых деталей и уровня механизации процессов отделки на предприятии.

При малых объемах отделочных работ лаки можно наносить вручную кистью и тампоном. Вручную отделывают поверхности любых форм: плоские, криволинейные, резьбу по дереву. Пнев­матическим распылением лак наносят на криволинейные поверх­ности деталей, а также на изделия в собранном виде. Отделку брусковых изделий (стулья, табуреты) проводят в электростати­ческом поле высокого напряжения. Плоские и слегка изогнутые поверхности деталей отделывают способом облива с помощью плоской струи в лаконаливных машинах. Для отделки плоских поверхностей применяют метод наката или нанесения лака с помо­щью лаконаносящих вальцов, в результате образуются тонкие ма­товые покрытия. На поверхности криволинейных деталей больших габаритных размеров, имеющих обтекаемую форму, лак наносят методом окунания в ванны,

В процессе сушки нанесенный на поверхность детали слой лака отвердевает. Сушат изделия на специальных этажерках при комнатной температуре (18-23 °С) в течение достаточно длитель­ного времени (10-14 ч), а также в проходных сушильных камерах. Технологический режим сушки устанавливают в зависимости от лакового покрытия и вида применяемого лака. Используют три основных вида сушки лаковых покрытий: конвективная нагретым воздухом, терморадиационная инфракрасными и ультрафиолето­выми лучами и аккумулированным теплом.

При нанесении лака в результате нарушения режимов сушки на поверхности покрытия могут образовываться неровности, про­колы, пузыри, кратеры, шагрень и т. д. Для их устранения и окон­чательной отделки, поверхности покрытий подвергают операциям облагораживания: шлифованию, выравниванию тампоном и поли­рованию. После шлифования шероховатость поверхности должна

Глава 73

Мебельные товары

быть не более 3 мкм. При выравнивании тампоном за счет перерас­пределения верхних слоев лаковой пленки уничтожаются дефекты покрытий. Полированием придают поверхности зеркальный блеск. После полирования поверхность покрытия должна иметь шерохо­ватость не более 0, 2 мкм.

Непрозрачные одноцветные или рисунчатые покрытия создают жидкими пигментированными лакокрасочными составами (эма­ли, краски). Эмали и краски наносят на предварительно подго­товленную поверхность в несколько слоев. Толщина покрытия зависит от укрывистости лакокрасочного материала и может со­ставлять 40-70 мкм - без последующего облагораживания или 80-150 мкм - с последующим облагораживанием. После высы­хания, для получения непрозрачного матового или блестящего покрытия, поверхности шлифуют или полируют, а затем покры­вают слоем пигментированного лака. Многоцветные рисунчатые покрытия получают нанесением эмалей, красок и лаков нескольких цветов с помощью трафаретов. К непрозрачной отделке относят покрытия, получаемые облицовкой поверхности деталей мебели синтетическим шпоном и пластиками.

Имитационная отделка отличается от прозрачной и непрозрач­ной тем, что в ее технологический процесс добавляется операция имитации различных материалов. Различают имитацию под про­зрачную и непрозрачную отделку.

При имитации под прозрачную отделку на поверхности березы, ольхи, бука искусственно воспроизводят цвет и текстуру ценных пород древесины вишни, карельской березы, красного дерева, па­лисандра. Применяют два подхода. В первом случае (например, когда ольху имитируют под вишню) отделываемую поверхность ольхи окрашивают без затемнения ее естественной текстуры в цвет вишни. Затем наносят рисунок текстуры вишни, при этом текстура ольхи в тех местах, где нанесена текстура вишни, частично закры­вается. Далее отделываемую поверхность грунтуют и покрывают пигментированным лаком. Во втором случае имитацию осуществ­ляют по сплошному фоновому покрытию (так имитируют березу под орех). Поверхность березы выравнивают цветной фоновой шпатлевкой, окрашенной под орех, при этом цвет и текстура березы

полностью закрываются. Затем наносят многоцветный рисунок текстуры ореха и покрывают прозрачным лаком. Нанесение рисун­ка текстуры осуществляют на ручных печатных вальцах, методом глубокой печати на поточных линиях, аэрографией с помощью пневматического распылителя. В качестве красящих веществ ис-" * пользуют различные печатные краски, морилки, цветные составы " Пинотекс" и " Акватекс", лессирующие составы. Таким образом имитируют березу под орех и темный дуб, дуб и бук - под красное дерево, бук и ясень - под дуб и ольху, клен и ольху под вишню и т. д.

Применение широкого ассортимента синтетических обли­цовочных листовых материалов и новых технологий облицовки позволяет получать покрытия, имитирующие поверхности прак­тически любых материалов. Для этого используют специальные технологические оснастки в виде прокладочных металлических листов и матриц, поверхность которых представляют собой рель­ефные изображения, имитирующие фактуру поверхности дерева, камня и т, д. В процессе прессования рельефные изображения мат­риц и листов переносятся на поверхность облицовочного мате­риала. Таким образом могут быть получены следующие эффекты покрытия: глянец матовый, кристалл, мелкий кристалл, мрамор, гранит, " мандарин" и т. д. Большой популярностью сегодня поль­зуются покрытия кухонной мебели, имеющие металлизированную поверхность.

Существуют другие виды отделки, в частности резьба по дере­ву, наборный и рельефный декор, искусственное старение.

Инкрустация - рисунок, получаемый врезанием отдельных кусочков древесины, металла, перламутра, слоновой кости, от­личающихся по текстуре и цвету от основного фона. Эти кусоч­ки различных материалов врезают заподлицо с основным фоном в виде сложных тематических рисунков.

Маркетри - украшение, общий фон и рисунок которого вы­полнены из различных пород древесины., наклеенных на подго­товленную поверхность.

Технология искусственного старения включает в себя несколь­ко отделочных операций. Вначале методом выжигания или надав-

Глава 13

Мебельные товары

ливания на вальцах имитируют различные пороки на поверхности древесины (червоточины, смоляные кармашки, трещины). Затем поверхность грунтуют и наносят на нее несколько (от 2 до 8) сло­ев прозрачно-окрашенного лака. После сушки каждого лакового слоя поверхность с разной степенью нажима протирают губкой, смоченной в растворе соляной кислоты. В результате создается эффект неравномерной толщины лаковой пленки, имитирующий потертость и повреждения покрытия.