Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с декоративной фанеры )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Фанера - это материал, изготовленный из тонких слоев или «слоев» деревянного шпона , которые склеены вместе со смежными слоями, причем их волокна древесины повернуты друг к другу под углом до 90 градусов. Это инженерия древесина из семейства выпускаемых плат , которые включают древесноволокнистые плиты средней плотности (MDF) и ДСП (ДСП).

Вся фанера связывает листы смолы и древесного волокна ( ячейки целлюлозы длинные, прочные и тонкие), образуя композитный материал . Такое чередование волокон называется перекрестным зерном и имеет несколько важных преимуществ: оно снижает склонность древесины к растрескиванию при прибивании по краям; уменьшает расширение и усадку, обеспечивая улучшенную стабильность размеров; и это делает прочность панели неизменной во всех направлениях. Обычно существует нечетное количество слоев, чтобы лист был сбалансирован - это уменьшает коробление. Поскольку фанера склеена с неровностями, движущимися друг против друга, и с нечетным числом составных частей, она имеет высокую жесткость, перпендикулярную направлению волокон поверхностного слоя.

У фанеры меньшего размера, тонкости и низкого качества слои (слои) могут быть расположены только под прямым углом друг к другу. Некоторые изделия из фанеры более высокого качества по своей конструкции будут иметь пять слоев с шагом 45 градусов (0, 45, 90, 135 и 180 градусов), что обеспечивает прочность по нескольким осям.

Слово ply происходит от французского глагола plier , [1] «складывать», от латинского глагола plico , от древнегреческого глагола πλέκω . [2]

История [ править ]

Древние египтяне и греки тонко резали дерево и склеивали его слоями с волокнами в перпендикулярных направлениях, делая универсальный строительный материал. [3] В 1797 году Сэмюэл Бентам подал заявку на получение патентов на несколько машин для производства виниров. В своих патентных заявках он описал концепцию ламинирования нескольких слоев шпона с помощью клея для образования более толстого куска - первое описание того, что мы теперь называем фанерой. [4] Бентам был британским военно-морским инженером, на его счету много изобретений в судостроении. Во времена Бентама виниры были плоско-распиленными , рифлеными или четвертными.; т.е. разрезать вдоль или поперек бревна вручную под разными углами к волокнам и, таким образом, ограничить ширину и длину. [ необходима цитата ]

Примерно пятьдесят лет спустя Иммануэль Нобель , отец Альфреда Нобеля , понял, что несколько более тонких слоев дерева, соединенных вместе, будут прочнее, чем один толстый слой дерева. Понимая промышленный потенциал клееной древесины, он изобрел токарный станок . [5]

Существует мало сведений о раннем внедрении токарного станка и последующей коммерциализации фанеры в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, но французский словарь Роберта, изданный в 1870 году, описывает процесс производства шпона на токарных станках в своей статье Déroulage . [6] Таким образом, можно предположить, что производство фанеры на токарных станках было устоявшимся процессом во Франции в 1860-х годах. Фанера была завезена в Соединенные Штаты в 1865 году [7], и вскоре после этого там началось промышленное производство. В 1928 году в Соединенных Штатах были представлены первые фанерные листы стандартного размера 4 на 8 футов (1,2 на 2,4 м) для использования в качестве основного строительного материала. [4]

Художники используют фанеру в качестве основы для станковых картин вместо традиционного холста или картона. Готовые художественные доски для масляной живописи из трехслойной фанеры (3-слойной) производились и продавались в Нью-Йорке еще в 1880 году [8].

Структурные характеристики [ править ]

Типичная фанерная панель имеет лицевую облицовку более высокого качества, чем внутренняя облицовка. Основная функция внутренних слоев - увеличить расстояние между внешними слоями, где изгибающие напряжения наиболее высоки, тем самым увеличивая сопротивление панели изгибу . В результате более толстые панели могут преодолевать большие расстояния при одинаковых нагрузках. При изгибе максимальное напряжение возникает в самых внешних слоях, один при растяжении , другой при сжатии . Напряжение изгиба уменьшается от максимума в лицевых слоях до почти нуля в центральном слое. Напряжение сдвига, напротив, выше в центре панели и на внешних волокнах. В Европе базовую фанеру можно разделить на три основные категории: березовую фанеру (плотность около 680 кг / м3), смешанную фанеру (плотность около 620 кг / м3) и хвойную фанеру (плотность 460-520 кг / м3). [9]

Типы [ править ]

Фанера среднего качества с выставочным шпоном
Качественная бетонная плита из фанеры
Березовая фанера

Существуют разные разновидности фанеры для разных областей применения:

Фанера хвойных пород [ править ]

Фанера из хвойных пород обычно изготавливается из кедра , пихты Дугласа или ели , сосны и пихты (вместе известных как ель-сосна-пихта или SPF) или красного дерева и обычно используется в строительных и промышленных целях. [10]

Наиболее распространенный размер - 1,2 на 2,4 метра (3 фута 11 дюймов × 7 футов 10 дюймов) или немного больший британский размер - 4 фута x 8 футов. Толщина слоев варьируется от 1,4 мм до 4,3 мм. Количество слоев - всегда нечетное - зависит от толщины и сорта листа. Кровельные работы могут использовать более тонкий 16-мм ( 5 / 8  дюйма) фанеры. Черновой пол должен иметь толщину не менее 19 миллиметров ( 34  дюйма), причем толщина зависит от расстояния между балками пола . Фанера для напольных покрытий часто бывает шпунтовой.(T&G); Это предотвращает перемещение одной доски вверх или вниз относительно ее соседа, обеспечивая прочный пол, когда стыки не лежат на балках. Т & G фанеры обычно находятся в 13-к-25-мм ( 1 / 2 до 1 дюйм) диапазона.

Фанера из твердой древесины [ править ]

Лиственные фанеры сделан из дерева из двудольных деревьев (дуб, бук и красное дерево) и используется для требовательных конечных применений. Фанера из твердых пород дерева отличается превосходной прочностью, жесткостью и сопротивлением ползучести. Он обладает высокой прочностью на плоский сдвиг и ударопрочностью, что делает его особенно подходящим для тяжелых конструкций полов и стен. Ориентированная фанерная конструкция обладает высокой грузоподъемностью. Фанера из твердых пород дерева обладает отличной твердостью поверхности, устойчивостью к повреждениям и износу. [11]

Тропическая фанера [ править ]

Тропическая фанера изготавливается из смешанных пород тропической древесины . Родом из азиатского региона, теперь он также производится в странах Африки и Южной Америки. Тропическая фанера превосходит фанеру хвойных пород по плотности, прочности, ровности слоев и высокому качеству. На многих рынках он обычно продается с премией, если производится с соблюдением высоких стандартов. Тропическая фанера широко используется в Великобритании, Японии, США, Тайване, Корее, Дубае и других странах мира. Его используют в строительных целях во многих регионах из-за невысокой стоимости. Однако в лесах многих стран, включая Филиппины, Малайзию и Индонезию, ведется чрезмерная вырубка лесов, в основном из-за спроса на производство и экспорт фанеры. [12]

Фанера для самолетов [ править ]

De Havilland DH-98 Mosquito изготовлен из гнутого и клееного шпона.

Высокопрочная фанера, также известная как фанера для самолетов, изготавливается из красного дерева, ели и / или березы с использованием клея с повышенной устойчивостью к нагреванию и влажности. Он использовался при постройке десантно-штурмовых планеров во время Второй мировой войны, а также нескольких истребителей , в первую очередь многоцелевого British Mosquito . Фанера, получившая название «Деревянное чудо», использовалась для изготовления поверхностей крыла, а также плоских секций, таких как переборки и перемычки лонжеронов крыла. Фюзеляж обладал исключительной жесткостью благодаря «сэндвичу» из склеенного бальзового слоя его несущего каркаса; Эллиптический в поперечном сечении, он был сформирован из двух отдельных половин зеркального изображения с использованием изогнутых форм.

Конструкционная фанера авиационного класса чаще всего изготавливается из африканского красного дерева, ели или березы, которые склеиваются вместе горячим прессом на сердцевину липы или тополя из твердой древесины или из европейской березовой фанеры. Липа - это еще один вид авиационной фанеры, который легче и гибче, чем фанера из красного дерева и березы, но имеет немного меньше [ цитата ]структурная прочность. Фанера авиационного класса производится по ряду спецификаций, включая те, которые указаны с 1931 года в Правилах Germanischer Lloyd для исследования и испытаний фанеры для самолетов и MIL-P-607, последний из которых требует испытаний на сдвиг после погружения в кипящую воду для три часа на проверку клеевых качеств между слоями и соответствие спецификациям. Самолет фанера сделана из трех или более слоев из березы, тонкие , как 1 / 64 дюйма (0,40 мм) толщины в общей сложности , и является чрезвычайно прочным и легким.

H-4 Hercules Говарда Хьюза был построен из фанеры. Самолет был построен Hughes Aircraft Company с использованием процесса Duramold с добавлением фанеры и смолы . [13] Специализированный деревянный шпон был произведен компанией Roddis Manufacturing в Маршфилде, штат Висконсин . [14]

Декоративная фанера (многослойная фанера) [ править ]

Обычно облицовывают древесиной лиственных пород , включая ясень , дуб , красный дуб , березу , клен , красное дерево , шора (часто называемое лауаном, меранти или филиппинским красным деревом, хотя и не имеющим отношения к настоящему красному дереву), палисандр , тик и большое количество других лиственных пород. .

Гибкая фанера [ править ]

Гибкая фанера предназначена для изготовления изогнутых деталей, что в мебельном производстве восходит к 1850-м годам. [ необходима цитата ] При толщине 38 дюйма (9,5 мм) трехслойная «доска для маневра» или «гибкая доска» из красного дерева выпускаются в виде листов размером 4 на 8 футов (1,2 м × 2,4 м) с очень тонкой поперечной зернистостью в центре. слой и два более толстых внешних слоя, либо с длинными волокнами на листе, либо с поперечными волокнами. Доска для покачивания часто склеивается в два слоя после того, как она сформирована в желаемую кривую, чтобы окончательная форма была жесткой и сопротивлялась движению. Часто в качестве поверхностного слоя добавляют декоративный шпон.

В Соединенном Королевстве однослойного были использованы листы шпона , чтобы плита трубы шляпы в викторианской эпохе, настолько гибкие , современные фанеры иногда называют там как «шляпники сгибают», [ править ] , хотя исходный материал не была строго фанеры, но цельный лист шпона.

Морская фанера [ править ]

Морская фанера изготавливается из прочного лицевого и внутреннего шпона с небольшим количеством дефектов, поэтому она дольше работает как во влажных, так и во влажных условиях, а также противостоит расслоению и поражению грибком. Его конструкция такова, что его можно использовать в средах, где он долгое время подвергается воздействию влаги. Каждый деревянный шпон будет из тропической древесины твердых пород, с незначительным зазором сердцевины, что ограничивает вероятность попадания воды в фанеру и, следовательно, обеспечивает прочное и стабильное клеевое соединение. В нем используется клей, устойчивый к атмосферным воздействиям и кипячению (WBP), аналогичный большинству наружных фанерных покрытий.

Морская фанера может быть классифицирована как соответствующая BS 1088 , который является британским стандартом для морской фанеры, и IS: 710 - это Бюро стандартов Индии (BIS) для морской фанеры. Существует несколько международных стандартов для классификации морской фанеры, и большинство из них являются добровольными. Некоторая морская фанера имеет штамп Лондонского Ллойда , подтверждающий ее соответствие стандарту BS 1088. Некоторая фанера также маркируется на основе древесины, из которой она изготовлена. Примерами этого являются Окоуме или меранти .

Другая фанера [ править ]

Другие типы фанеры включают огнестойкую, влагостойкую, проволочную, марочную и обработанную давлением. Однако фанеру можно обрабатывать различными химическими веществами для улучшения ее огнестойкости. Каждый из этих продуктов предназначен для удовлетворения потребностей промышленности.

Фанера из балтийской березы является продуктом региона Балтийского моря. Первоначально производились для европейских краснодеревщиков, но теперь популярны и в Соединенных Штатах. Он очень устойчивый, состоит из внутреннего пустотного сердечника из поперечно-полосатых слоев березы с нанесенным на него клеем для наружного применения. Лицевая облицовка толще традиционной корпусной фанеры.

Производство [ править ]

Бревна для фанерного строительства на фанерном заводе

Для производства фанеры требуется хорошее бревно, называемое овощечисткой, которое, как правило, более прямое и имеет больший диаметр, чем то, которое требуется для обработки пиломатериалов заданных размеров на лесопилке.. Бревно укладывают горизонтально и вращают вокруг своей длинной оси, в то время как в него вдавливают длинное лезвие, вызывая отслаивание тонкого слоя древесины (подобно сплошному листу бумаги от рулона). Регулируемый носовой упор, который может быть сплошным или роликовым, прижимается к бревну во время вращения, чтобы создать «зазор», через который шпон может проходить между ножом и перекладиной. Носовой упор частично сжимает древесину при ее очищении; контролирует вибрацию лущильного ножа; и помогает поддерживать облицовку фанеры до точной толщины. Таким образом, бревно лущится на листы шпона, которые затем разрезаются на требуемые негабаритные размеры, чтобы дать ему усадку (в зависимости от породы дерева) при сушке. Затем листы соединяются, сортируются, склеиваются, а затем запекаются в прессе при температуре не менее 140 ° C (284 ° F).и при давлении до 1,9 МПа (280 фунтов на квадратный дюйм) (но чаще 200 фунтов на квадратный дюйм) для формирования фанерной панели. Затем панель может быть исправлена, иметь мелкие дефекты поверхности, такие как трещины или небольшие отверстия сучков, заполнить, изменить размер, отшлифовать или иным образом отшлифовать, в зависимости от рынка, для которого она предназначена.

Фанерный комбинат в Йоэнсуу , Финляндия

В фанере для внутреннего использования обычно используется менее дорогой карбамидоформальдегидный клей, который имеет ограниченную водостойкость, в то время как наружная и морская фанера рассчитана на влагостойкость и использует водостойкий фенолформальдегидный клей для предотвращения расслоения и сохранения прочности. при повышенной влажности . [15]

Клеи, используемые в фанере, вызывают беспокойство. И мочевиноформальдегид, и фенолформальдегид в очень высоких концентрациях канцерогенны. В результате многие производители обращаются к клеевым системам с низким содержанием формальдегида, обозначенным рейтингом «E». Фанера, произведенная по стандарту «E0», практически не имеет выбросов формальдегида. [16]

Помимо того, что на передний план выдвигаются клеи, в центре внимания производителей находятся и сами древесные ресурсы, отчасти из-за энергосбережения, а также заботы о природных ресурсах. Производителям, участвующим в этих программах, доступны несколько сертификатов. Программа одобрения лесной сертификации (PEFC), Лесной попечительский совет (FSC), Лидерство в энергетике и экологическом проектировании (LEED), Инициатива по устойчивому лесному хозяйству (SFI) и Greenguard - все это программы сертификации, которые гарантируют, что методы производства и строительства являются устойчивыми. Многие из этих программ предлагают налоговые льготы как производителю, так и конечному пользователю. [17]

Размеры [ править ]

Наиболее часто используемый диапазон толщин составляет от 1 / 8 до 3,0 дюйма ( от 3,2 до 76,2 мм). Размеры наиболее часто используемых листов фанеры - 4 x 8 футов (1220 x 2440 мм) [18], которые впервые были использованы компанией Portland Manufacturing Company, которая разработала то, что мы знаем как современную фанеру с сердечником, для Всемирной ярмарки в Портленде в 1905 году. . Обычный метрический размер листа фанеры - 1200 х 2400 мм. 5 × 5 футов (1500 × 1500 мм) также является общеевропейским размером для фанеры балтийской березы и авиационной фанеры. [19]

Размеры по специализированной фанере для бетона , образующего диапазона может от 15 / 64 до 13 / 16  в ( от 6 до 21 мм), и множества форматов существует, хотя 15 × 750 × 1500 мм (.59in × 30 × 59 дюймов) ( 19/32 дюйма × 2 футов-6 дюймов × 4 футов-11 дюймов).

Доступна авиационная фанера толщиной от 18 дюйма (3 мм) (трехслойная конструкция) и выше; обычно в авиационной фанере используется фанера толщиной 0,5 мм (приблизительно 1/64 дюйма), хотя при изготовлении некоторых более тонких панелей также используются гораздо более тонкие фанеры, такие как 0,1 мм.

Оценки [ править ]

Правила выставления оценок различаются в зависимости от страны происхождения. Самыми популярными стандартами являются Британский стандарт (BS) и Американский стандарт (ASTM). Джойс (1970), тем не менее, приводит некоторые общие указания на правила выставления оценок: [20]

Стандарты JPIC

Приложения [ править ]

Фанера используется во многих сферах, где требуется высококачественный и высокопрочный листовой материал. Качество в этом контексте означает устойчивость к растрескиванию, разрыву, усадке, скручиванию и деформации.

Клееная фанера для наружных работ подходит для использования на открытом воздухе, но поскольку влага влияет на прочность древесины, оптимальные характеристики достигаются там, где содержание влаги остается относительно низким. Минусовые условия не влияют на размерные или прочностные свойства фанеры, что делает возможными некоторые специальные области применения.

Фанера также используется в качестве инженерного материала для приложений с напряженной обшивкой. Он использовался для морских и авиационных применений со времен Второй мировой войны. Наиболее примечательным является бомбардировщик British de Havilland Mosquito с фюзеляжем, сделанным из березовой фанеры, прослоившей сердцевину из бальзы , и с широким использованием фанеры для крыльев. Фанера также используется для корпусов в жестких скулах торпедных катеров (MTB) и Motor Boats Gun (МГБ) , построенных британской Power Boat Company и Vosper «s. Фанера в настоящее время успешно используется в приложениях, подверженных стрессу . [ необходима цитата ] Американские дизайнерыЧарльз и Рэй Имз известны своей мебелью из фанеры, как и финский архитектор Алвар Аалто и его фирма Artek , а Фил Болджер спроектировал широкий спектр лодок, построенных в основном из фанеры. Джек Кёпер из Кейптауна спроектировал фанерную парусную шлюпку Dabchick , на которой по состоянию на 2015 год все еще плавает большое количество подростков.

Радиоприемник Detrola Model 579 (1946), сделанный из фанеры

Фанеру часто используют для создания криволинейных поверхностей, потому что она легко сгибается вместе с волокном. В рампах для скейтборда часто используется фанера в качестве верхней гладкой поверхности над изогнутыми кривыми, чтобы создать переход, который может имитировать формы океанских волн.

Применение фанеры хвойных пород [ править ]

Типичные конечные применения еловой фанеры:

  • Полы, стены и кровля в домах
  • Панели ветровых распорок
  • Внутренние кузовные работы автомобиля
  • Пакеты и коробки
  • Фехтование

Существуют покрытия, которые маскируют заметную структуру волокон еловой фанеры. Для этой фанеры с покрытием есть некоторые конечные применения, где требуется разумная прочность, но легкость ели является преимуществом, например:

  • Бетонные опалубочные панели
  • Готовые к покраске поверхности для строительства

Аппликации из твердой фанеры [ править ]

Фанера с пленочным покрытием из фенольной смолы (Film Faced) обычно используется в качестве готового к установке компонента, например:

  • Панели в бетонных опалубочных системах
  • Полы, стены и крыша в транспортных средствах
  • Полы контейнеров
  • Полы, подверженные сильному износу в различных зданиях и на заводах
  • Строительные материалы
("Проволока" или другие стили печати доступны для лучшего сцепления)

Березовая фанера используется в качестве конструкционного материала в специальных применениях, например:

  • Лопасти ветряных турбин
  • Изоляционные боксы для газовозов сжиженного природного газа (СПГ)

Гладкая поверхность и точная толщина в сочетании с прочностью материала делают березовую фанеру подходящим материалом для многих специальных конечных применений, например:

  • Высококачественные громкоговорители
  • Высекальные доски
  • Несущая конструкция для паркета
  • Игровое оборудование
  • Мебель
  • Знаки и заборы для требовательной наружной рекламы
  • Музыкальные инструменты
  • Спортивное оборудование

Аппликации из тропической фанеры [ править ]

Тропическая фанера широко доступна из региона Юго-Восточной Азии, в основном из Малайзии и Индонезии .

  • Обычная фанера
  • Бетонная панель
  • Основание пола
  • Структурная панель
  • Настил контейнеров
  • Доска ламината
  • Клееный брус (LVL)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Словарь Коллинза английского языка, 2-е издание, Лондон, 1986, стр.1181
  2. ^ Касселл в Латинской словарь, Маршан, JRV, и Чарльз, Джозеф Ф. (ред.), Пересмотренное издание, 1928, p.421
  3. ^ О'Халлоран, MR, « Дерево: структурные панели »; С. 917-921 в издании Андреаса Мортенсена, Краткая энциклопедия композитных материалов , Elsevier, 2006.
  4. ^ a b «Фанера» . Гейл "Как производятся продукты" . Gale Group Inc . Проверено 26 ноября 2013 года .
  5. ^ "Нобелевская фанера" . Проверено 3 апреля 2018 .
  6. ^ "Дерулер" . Le Robert Historique de la langue française . Словники Роберт . Проверено 26 ноября 2013 года .
  7. ^ «Фанера» . Колумбийская энциклопедия . Проверено 26 ноября 2013 года .
  8. ^ Мюллер, Норман Э. (1992). «Ранний образец фанерной подставки под покраску». Журнал Американского института охраны природы . 31 (2): 257–260. DOI : 10.2307 / 3179496 . JSTOR 3179496 . 
  9. ^ https://www.woodproducts.fi/content/plywood
  10. ^ О'Халлоран, стр. 221.
  11. ^ Справочник финской фанеры , Федерация лесной промышленности Финляндии, 2002, ISBN 952-9506-63-5 « Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 27 сентября 2007 года . Проверено 27 сентября 2007 .  CS1 maint: archived copy as title (link)
  12. ^ "Лауан (Shorea spp.)" . www.rainforestrelief.org . Проверено 15 ноября 2019 .
  13. ^ Винчестер, Джим. "Хьюз Н-4" Еловый гусь ". Концепт самолета: прототипы, X-Planes и экспериментальный самолет . Кент, Великобритания: Grange Books plc., 2005. ISBN 978-1-59223-480-6 стр. 113. 
  14. ^ Marshfield женщины вспомнить строительство инженерных чудесами небес архивации 2014-12-17 в Wayback Machine , Marshfield Новости Вестника
  15. ^ https://goldwoodply.com/boat.php
  16. ^ Ассоциация инженерных изделий из дерева Австралазии . (PDF). Проверено 10 февраля 2012.
  17. ^ Pro Woodworking Tips.com. Архивировано 5 октября 2010 г. в Wayback Machine . Pro Woodworking Tips.com. Проверено 10 февраля 2012.
  18. ^ https://goldwoodply.com/goldwood.php
  19. ^ Метрические преобразования, публикация правительства Канады. Архивировано 16 февраля 2010 г. в Wayback Machine . (PDF). Проверено 10 февраля 2012.
  20. ^ Джойс, Эрнес. 1970. Техника изготовления мебели . Лондон: BT Batsford Limited.

Внешние ссылки [ править ]