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.