Softforming bez tajemnic

54
3 / 2011
pawilon 5 stoi
Technologiczne i jakościowe problemy w procesie oklejania profilowanych wąskich płaszczyzn elementów
meblowych i drzwi na liniach obróbczych
sko 68
PRODUCENT MASZYN STOLARSKICH
PRODUCEN
Franciszek Miler
Paproć 43
64-300 Nowy Tomyśl
tel./faks. 61 44 22 803
kom. 602 334 683
e-mail: [email protected]
prasa
trapezowa
dwustronna
www.tech-fa-miler.pl
PRZEDSIĘBIORSTWO BRANŻY DRZEWNEJ
"DREW - TOM"
IMPORTER
Tomasz Lewandowski
SKLEJKI
PŁYTY OSB
FORMATOWANIE PŁYT
(HOLZMA)
www.kornix.com.pl
058 677 98 00
058 560 07 63
WEJHEROWO
SKARSZEWY
Dostawy pełnopaletowe
na terenie całego kraju.
Biała Góra 3, 14-260 Lubawa
tel./faks 089 645 90 16
tel. kom. 0603 091 512
e-mail: [email protected]
www.drewtom.ngb.pl
Oferuje:
- drewno konstrukcyjne
impregnowane,
- deskę budowlaną, łaty i kontrłaty,
- tarcicę sosnową lub świerkową,
- tarcicę liściastą (dąb, jesion, lipa,
olcha, grab, brzoza, buk),
- wykonujemy usługi suszeniaa
i impregnacji drewna.
[email protected]
[email protected]
Producent litej podłogi
dębowej oraz płyty klejonej
NAWIĄŻĘ STAŁĄ WSPÓŁPRACĘ
w zakresie dostaw:
GRANIAK DĘBOWY
i BRZOZOWY
suchy lub mokry 50x50
w klasie: I; II i III
FRYZA DĘBOWA
sucha lub mokra
32x50 i 26x50
w klasie: III
DESKA DĘBOWA
sucha lub mokra
szer. 145; 175 i 220, dł. 600- 2400
w klasie: II; III i rustic
Dział Zakupów
tel. +48 13 43 737 48, kom. +48 665 600 615
[email protected]
www.panmar.pl
Co jest istotne w oklejaniu
płyty?
Miarą jakości wykonania softformingu oprócz precyzyjnego oklejenia obrzeżem
wąskiej płaszczyzny jest gładkość uzyskanej powierzchni bez widocznych
nierówności i wybrzuszeń, które mogą się uwidaczniać szczególnie przy
stosowaniu płyty wiórowej o nienajlepiej zaklejonej warstwie środkowej oraz
pracy narzędziami z szybko tępiącymi się ostrzami. Szczególną trudność w
uzyskaniu zadowalającego efektu sprawia jakość płyty wiórowej, gdyż jest to
problem niezależny od producenta.
Mieczysław Lewicki
Próby określenia optymalnych parametrów technologicznych dla softformingu wiążą się z indywidualnymi
warunkami w konkretnym zakładzie produkcyjnym, gdyż jest to proces,
w którym oddziałuje kilkanaście zmiennych wynikających z:
- charakterystyki użytych materiałów
(płyta, klej, obrzeże);
- charakterystyki technicznej zastosowanych maszyn, narzędzi, parametrów
obróbczych i wymiarowych maszyny
oraz specyfiki rozwiązań technicznych
w niej zastosowanych, m.in.: długość
strefy kształtowania softu, możliwych
posuwów, rodzajów docisku i jego
ukształtowania (rolki, stopki ślizgowe);
- warunków otoczenia, w których zachodzi proces (w tym również doświadczenie załogi).
W technologii oklejania wąskich płaszczyzn metodą softformingu dla celów
analizy problemu można wydzielić poniższe etapy:
- przygotowanie - rozgrzanie kleju;
- naniesienie kleju topliwego o określonych parametrach (czas otwarty, temperatura, płynięcie itd.);
- transport w strefę formowania obrzeża;
- dogrzewanie kleju;
- formowanie i docisk;
- oziębianie.
Przygotowanie kleju
W procesie softformingu stosowane
są najczęściej kleje topliwe będące produktem na bazie kopolimerów etylenu
i octanu winylu, poliamidów itp.. Klej po
wstępnym podgrzaniu, przelewany jest
do topielnika, gdzie następuje uplastycznienie do zalecanego wskaźnika płynię-
cia kleju (wyrażanego w gramach/10
min.) dla przedziału zalecanych temperatur pracy (w zależności od typu i rodzaju kleju producent kleju powinien podać
charakterystykę techniczną).
Naniesienie kleju
Naniesienie kleju walcem wymaga zachowania odpowiedniej dla danego rodzaju kleju temperatury z przedziału
170-210 °C. Zalecany przedział temperatur podaje producent kleju, przy czym
z uwagi na niekorzystne zjawisko przegrzewania kleju mające wpływ na obniżenie właściwości wytrzymałościowych spoiny i dymienie kleju wskazane
byłoby (szczególnie przy pracy nieciągłej) stosowanie dolnych granic temperatur. Różnica temperatur topielnik
- walec w zasadzie nie powinna przekraczać 15~20°C.
W stosunku do używanego kleju do softformingu wymagany jest krótki użyteczny czas otwarty (UCO). Należy
pamiętać, że użyteczny czas otwarty zależy głównie od masy i temperatury kleju w naniesieniu oraz pośrednio temperatury płyty i obrzeża. W tym przypadku
użyteczny czas otwarty (UCO) rozumiany jest jako czas upływający od momentu naniesienia kleju na obrzeże do czasu spadku jego temperatury do dolnego
progu dopuszczalnej płynności, poniżej której formowanie dociskowe profilu wywołuje powstawanie widocznych
zgrubień pod wpływem docisku lub odciskanie się nierówności wąskiej płaszczyzny oklejanego elementu. W tym też
czasie obrzeże po naniesieniu kleju musi
być przemieszczone do wałka nanoszącego klej, wałka pierwszego docisku i całej strefy wykonania kształtu.
Wskażnik płynięcia: g/10 min.
wg inf. techn. f-my Henkel (Citax)
30
25
Tak rozumiany czas otwarty jest bardzo
krótki i w zależności od kleju, temperatury otoczenia itp. wynosi od 1 do kilku
sekund, przy czym dla docisków obrzeża
rolkami - przy prędkościach posuwu V =
20/min.- może wynosić w zależności od
długości strefy naniesienia i softu około
3 sekundy.
Dla określonego rodzaju kleju UCO może
być regulowany w pewnych granicach
za pomocą temperatury na walcu nanoszącym ilości nanoszonego kleju (oczywiście w dopuszczalnych granicach
- określonych maksymalną temperaturą na walcu nanoszącym i maksymalną temperatura naniesienia kleju) oraz
nadmuchu gorącego powietrza. Należy zwrócić uwagę, iż ilość nanoszonego
kleju jest ze względów ekonomicznych
i technologicznych ograniczona, gdyż
należy nanosić minimalną dopuszczalną ilość kleju zapewniającą sklejenie.
Z kolei z uwagi na fakt, że przy mniejszym naniesieniu masy klejowej na
obrzeże wzrasta jej prędkość stygnięcia,
uzyskujemy mniejsze wartości UCO. Ten
odpowiednio krótki czas jest korzystny
ze względu na wymagany krótki czas
wiązania kleju po zagięciu obrzeża i dociśnięciu go do wyprofilowanej wąskiej
płaszczyzny. Poza odcinkiem okleiniarki, w którym obrzeże z naniesionym klejem jest kształtowane, wzrasta lepkość
naniesionego kleju i dalsze dociskanie
obrzeża będzie powodować odznaczanie się nierówności na wąskiej płaszczyźnie oklejanego elementu (szczególnie na wyprofilowanej płycie wiórowej).
W procesie, w którym wpływ na estetykę i techniczną jakość klejenia ma kilka
zmiennych, szczególną uwagę należy
zwrócić na parametry techniczne podane przez producenta. Przy zmianie typu
kleju o innych niż dotychczas stosowanego właściwościach oraz przy wystąpieniu wad, które wcześniej nie występowały, należy sprawdzić praktycznie
rzeczywisty UCO i określić minimalna
długość strefy oklejania przy danej prędkości posuwu.
20
Transport w strefę formowania
obrzeża
15
10
5
0
170 0C
180 0C
190 0C
Q600/620
Wskaźnik płynięcia kleju.
Źródło: Autor
200 0C
dla kleju typ:
Q601
210 0C
220 0C
Q650
230 0C
Po aplikacji kleju wałkiem nanoszącym obrzeże powinno być poddane
dociskowi centrującemu i formowaniu. W maszynach, w których obrzeże przebywa w ciągu czasu dłuższego niż 1 sekunda między wałkiem
nanoszącym a strefą formowania
w ciągu czasu dłuższego niż 1 sekunda, korzystne jest stosowanie dogrzewania kleju nadmuchem gorącego powietrza.
55
3 / 2011
Na odcinku między wałkiem nanoszą-
nie. Powinno ono zapewnić skierowanie
Obrzeża
cym klej, a strefą formowania obrze-
strumienia powietrza na odcinku mię-
ża, zarówno przed, jak i po walcu
dzy dociskiem centrującym, a dociskiem
dociskowym centrującym może nastę-
formującym obrzeże. Należy zaznaczyć,
pować wiotczenie i podwijanie naddat-
że wylot dyszy strumienia powietrza
ku obrzeża. Stopień występowania tego
powinien być tak usytuowany, aby śro-
niekorzystnego zjawiska zależy w głów-
dek strumienia skierowany był między
nym stopniu od: sztywności obrzeża,
profil wąskiej płaszczyzny płyty wióro-
ilości oraz temperatury i rodzaju nanie-
wej, a obrzeże z odpowiedniej odległości.
Obrzeżom stawiane są wymagania dotyczące gramatury, twardości, sprężystości, odporności na wysokie temperatury i niskiej podatności na wiotczenie
w wysokich temperaturach, zachowanie formy po przegrzaniu, formowaniu
i docisku oraz szybkie oddawanie ciepła.
Na podstawie własnych obserwacji nie
stwierdzono istotnej poprawy jakości jedynie poprzez zmianę dostawcy obrzeża (przyjmując do porównania obrzeża spełniające stawiane im wymagania
wymienione na początku). Jednak ograniczony zakres przeprowadzanych prób
pozwala jedynie na określenie w sposób
przybliżony (w konkretnych warunkach
produkcyjnych) uzyskiwanych efektów
gładkości softu tylko w zależności od
obrzeży.
sionego kleju, długości wystającego odcinka obrzeża poza płytę. Zjawisko to
Formowanie i docisk
występuje szczególnie przy oklejaniu
W zależności od rodzaju używane-
elementów płytowych, w których kra-
go obrzeża oraz typu maszyny mamy
wędź włączająca krańcówkę sterującą
do czynienia z różnego rodzaju formo-
podaniem obrzeża wykonana jest nie
waniem i dociskiem. W każdym przy-
pod kątem prostym, lecz rozwartym. Po-
padku, oklejając wąskie płaszczyzny
woduje to zawinięcia obrzeża i zabrudze-
płyt wiórowych o nie najlepszej jako-
nia rolki formującej.
ści, chcąc uzyskać optymalny efekt ja-
Dlatego przy oklejaniu takich elemen-
kościowy, należy maksymalnie skracać
tów (o ile nie jest możliwa regulacja
strefę formowania i docisku z uwzględ-
czasem wyprzedzenia) należy ukształ-
nieniem wynikających stąd wymienio-
tować ramię krańcówki elementu steru-
nych uwarunkowań (m.in. mniejsze po-
Wnioski
jącego tak, aby jego zadziałanie dawało
suwy). Należy zaznaczyć, że oferowane
pożądaną wielkość wysunięcia (wybie-
przez producentów maszyn stopki doci-
gu) obrzeża i każdorazowo stosować ją
skowe - ślizgowe, w przypadku okleja-
jako specjalne do tego typu elementów.
nia płyty wiórowej o nie najlepszej ja-
Jako rozwiązanie doraźne można stoso-
kości (np. w płytach o niskim stopniu
wać prowadniki blaszane podtrzymu-
zaklejenia warstwy środkowej, zbyt
jące i ukierunkowujące wstęgę obrzeża,
grubych frakcjach, znacznym udziale
jednak nie jest ono zalecane jako uciążli-
kory itp.) nie spełnią zadania tylko przez
we w pracy ciągłej.
sam fakt ich zastosowania i nie zlikwi-
Mamy tu do czynienia z trudnymi do
dują widocznych po oklejeniu nierów-
Najistotniejsze znaczenie dla uzyskiwanego efektu jakościowego oklejania metodą softformingu ma ustalenie
UCO, a więc dobór kleju o wymaganych
parametrach oraz odpowiednie ustawienie do tych parametrów strefy docisku i ewentualne (o ile jest to niezbędne w danych warunkach) dogrzewanie
kleju. Równie istotnym jest, by odpowiednio wymieniać narzędzia frezujące profil na wąskiej płaszczyźnie elementu.
Krótki użyteczny czas otwarty przy minimalnie możliwej strefie formowania
kształtu dociskiem z maksymalnie możliwie długą strefą oziębiania przed obróbką mechaniczną zapewnia optymalną jakość dla używanych materiałów.
Reasumując, należy stwierdzić, że stosowanie różnych klejów i obrzeży może dać zadowalający efekt przy założeniu, że po ustawieniu strefy docisku
i optymalnych parametrów będą one
zachowane w warunkach produkcyjnych. Przy stosowaniu tych klejów należy przestrzegać zalecanych parametrów:
- temperatura w topielniku;
- temperatura na wałku nanoszącym;
- temperatura ewentualnego dogrzewania.
W przypadku ustalania optymalnego UCO pomocne są wskaźniki płynięcia masy klejowej w g/10 min. oraz znajomość procentowego udziału, rodzaju
i gęstości użytego wypełniacza. (Rzeczywisty procent udziału kleju w masie klejowej).
Dla porównania różnych klejów, ich zużycia oraz UCO i zaspokajania potrzeb
technologicznych w konkretnych maszynach wskazane byłoby zestawianie
do prób klejów bezwypełniaczowych.
Istnieje wtedy większe prawdopodobieństwo zobiektywizowania oceny
kleju. Natomiast w przypadku optymalizacji jednostkowego zużycia masy klejowej może się okazać pomocne graficzne złożenie wykresów:
- wskaźników płynięcia masy klejowej
w różnych temperaturach;
- zużycia jednostkowego przy różnych
prędkościach posuwu i wielkości szczeliny przy wałku nanoszącym masę klejową.
Wykres ideowy doboru i zużycia kleju
(MFI, V, szczelina, klej, 0C)
30
25
15
szczelina
wskaźnik relatywny
20
10
5
0
170 0C
180 0C
190 0C
Q600/620
V12
200 0C
210 0C
Q601
V20
220 0C
230 0C
Q650
V25
V50
Wykres ideowy doboru i zużycia kleju topliwego.
Źródło: Autor
jednoczesnego uzyskania wymogami,
tj.:
- koniecznością transportu obrzeża z naniesionym klejem w strefę formowania
z zachowaniem temperatury;
- minimalizacją czasu otwartego, by
uzyskać maksymalnie krótką strefę formowania obrzeża i szybkie wiązanie po
docisku;
- zachowaniem minimalnej strefy docisku (z uwagi na powstawanie garbów
i odcisków powodowanych nierównościami i zmiennymi strefami twardości
wyprofilowanych wąskich płaszczyzn
w płycie wiórowej);
- ograniczeniem górnej temperatury kleju przy konieczności stosowania temperatur z dolnych dopuszczalnych zakresów (z uwagi na zmiany termiczne
i „dymienie kleju”, wydłużenie czasu
wiązania po strefie docisku i wiotcze-
ności. Przedmiotowy system stopek dociskowych ma zastosowanie do płyt
MDF i najwyższej jakości płyt wiórowych z zastosowaniem klejów o wyższej
rozlewności w temperaturze roboczej
i dłuższym czasie otwartym z wydłużoną strefą docisku.
nie cienkich obrzeży), dlatego też należy (zachowując wszystkie wymogi co do
kleju i parametrów procesu) zastosować
klej szybkowiążący i dogrzewanie kleju
strumieniem gorącego powietrza (temperaturę dogrzewania należy dobrać
w trakcie klejenia, zależnie od ilości naniesienia, rodzaju kleju i obrzeża).
Używane kleje
Dogrzewanie
Miejsce zamocowania dysz wylotowych
nagrzewnic uzależnione jest od możliwości montażu na konkretnej maszy-
Oziębianie
W procesie oklejania za strefą docisku
następuje oziębianie. W przypadku stosowania kleju o krótkim czasie UCO nie
jest wymagane oziębianie nadmuchem
zimnego powietrza. Dobrane materiały,
długość strefy softu, posuw i docisk muszą zapewnić oziębienie i zestalenie kleju przed strefą obróbki mechanicznej. Tu
często występują problemy złego klejenia, jeśli po ukształtowaniu obrzeża
strefa oziębiania jest za krótko.
W zasadzie nie występują tu generalne
różnice jakościowe i wszystkie kleje mogą być stosowane z zachowaniem indywidualnych wymagań co do parametrów podanych w informacji technicznej
kleju i wynikających z tego uwarunkowań oraz z uwzględnieniem problematyki wyżej poruszanej. Do softformingu
można z bardzo dobrym skutkiem stosować kleje z różną zawartością wypełniaczy oraz kleje bezwypełniaczowe spełniające wymogi technologiczne.
3
!"#$
"#$$
"#
%&%'()*%!
+,-+'#.,
/0)*1!2
1
01
a2
rem
i D o 17
g
r
ta isk
na sto
my 3A,
sza ala
pra h
a
Z
sprzedam
p
MASZYNY
stolarskie:
» trak do cienkich lameli Neva
» prasa 4 półkowa OTT
» wielopiły Raimann
» wiertarka Gomad WD23-3
... i inne stolarskie
Ceny do uzgodnienia
Przeprowadzane wielokrotnie przez
autora próby (pierwszy raz ten temat
był poruszany przez autora w PD 1/96)
pozwalają na stwierdzenie, iż nawet
w przypadku płyty gorszej jakości można tak dobrać pozostałe parametry technologiczne, by zminimalizować negatywny wpływ obniżonej jakości płyty
na ostateczny efekt oklejania, przy założeniu, że posiadana maszyna ma odpowiednio długa strefę docisków dostosowaną do maksymalnie żądanej
prędkości posuwu.
tell 501 639 028
[email protected]
iark
tyfc
o „sz
md
i”
tu!
pus
%u
y
Za r
5
Atmo Sp. z o.o. ul. Związkowa 15, 04-522 Warszawa
tel. +48 22 815-67-21
e-mail: [email protected], www.atmo.com.pl
s
ŚĆ
WO Plu
O
N an
l
riP
a
V
6 zalet nowego systemu
VariPlan Plus
» Perfekcyjna jakość strugania
» Najwyższa efektywność
HS lub HW Microfinish – nóż obracalny prosty
» Optymalne wykorzystanie
oszczędności
» Bezpieczeństwo pracy
HW RipTec – nóż obracalny (ryfel/ryfel)
» Maksymalna elastyczność
produkcji
» Łatwa obsługa
Zapraszamy na targi DREMA 2011
hala 3 - stoisko 23
HW Integral – nóż obracalny (prosty/ryfel)