Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák

Az előadások a következő témára: "Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák"— Előadás másolata:

1 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Forgácsolás és közvetlen fizikai/kémiai behatás nélküli Fűrészelő megmunkálás Egyéb mechanikai felületi megmunkálás Összetett megmunkálási eljárások Hidrotermikus kezelés Vegyi anyagok alkalmazása Ragasztás

2 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
1. Forgácsolás és közvetlen fizikai/kémiai behatás nélküli eljárások Boules áru termelése A fűrészáru szétválogatása, osztályozása, minősítése Szilárdsági osztályozás, kategorizálás

3 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Építőfák szilárdsági osztályozása A faanyag szerkezeti alkalmazásánál a szilárdság a legfontosabb tényező. Régebben a nyomó-, ma a hajlítószilárdság szerint kategorizálják a faanyagokat Méretezési módszerek: Megengedett feszültség Határfeszültség Roncsolásmentes osztályozáson alapuló méretezés

4 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A megengedett feszültségen alapuló módszer Hagyományos módszer Sokhelyütt még ma is ezt használják Régebben a kisméretű, hibamentes próbatestek átlagos szilárdságát osztották egy biztonsági tényezővel (n=7-8) Újabb módszer:

5 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A megengedett feszültségen alapuló módszer Hajlítószilárdság (N/mm2) Kisméretű hibamentes próbatestek vizsgálati adatai

6 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A megengedett feszültségen alapuló módszer Hajlítószilárdság (N/mm2) Kisméretű hibamentes próbatestek vizsgálati adatai átlag (X0) Valóságos, tartó méretű anyag 5%-os kvantilis 5%-os kvantilis (X0,05) s megeng.

7 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A megengedett feszültségen alapuló módszer A megengedett feszültség számítása: Minősítő szilárdság: ahol: X0 - a vizsgálati eredmények átlaga t - student szám (1,96) s - az eloszlás szórása

8 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A megengedett feszültségen alapuló módszer A megengedett feszültség számítása: Minősítő szilárdság: (MSZ 15025) fafajcsoportonként van meghatározva: F 56 Luc-, jegyenye-, erdei- és feketefenyő F 62 Vörösfenyő K 68 Bükk, Kőris K 78 Tölgy, akác L 46 Éger, nyár, fűz

9 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A megengedett feszültségen alapuló módszer A megengedett feszültség számítása: Minősítő szilárdság: (MSZ 15025) fafajcsoportonként van meghatározva: Betűjel: Fenyő, Keménylombos, Lágylombos Szám: a minősítő szilárdság értéke (N/mm2)

10 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A megengedett feszültségen alapuló módszer A megengedett feszültség számítása: ahol:  - a nagy keresztmetszetű tartókban esetlegesen jelenelévő elrejtett fahibák figyelembe vételére szolgáló tényező n - biztonsági tényező (2,5-3)

11 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A megengedett feszültségen alapuló módszer Hajlítószilárdság (N/mm2) Kisméretű hibamentes próbatestek vizsgálati adatai Valóságos, tartó méretű anyag X0,05 s megeng. n 

12 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A határfeszültségen alapuló módszer Újabb módszer Magasépítésnél rendszerint ezt alkalmazzák A méretezés a tartós szilárdságon alapul:

13 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A határfeszültségen alapuló módszer

14 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A határfeszültségen alapuló módszer ahol: X - a tartós szilárdság átlagos értéke X0 - a pillanatnyi szilárdság átlagos értéke Általában 50 éves élettartamra terveznek Félvalószínűségi módszer: a tartós szilárdság ritkán ismert  a fenti módon veszik figyelembe

15 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A határfeszültségen alapuló módszer ahol: X0,001 - a határfeszültség értéke (a tartós szilárdság eloszlásának 1‰-es kvantilise!) s - az adathalmaz szórása t - student szám (~3) Az eloszlás nem mindig normális (pl. Weibull) Ez a határfeszültség értékét befolyásolja!

16 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A határfeszültségen alapuló módszer Weibull Normál

17 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A határfeszültségen alapuló módszer Fafajcsoportok (5db) Minden csoporton belül 4 lehetséges szilárdsági kategória (Nem egyezik meg a kereskedelmi osztályokkal!) Hajlító-, húzó-, nyomó- és nyírószilárdság

18 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A határfeszültségen alapuló módszer Szilárdsági kategóriák: I. II. III. Gépi oszt. Vizuális oszt. A magyar szabvány megengedi (hiányzik a minősítéshez szükséges gyakorlat)  I. kereskedelmi osztály  II. kereskedelmi osztály

19 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Technikailag olyan, mint a kereskedelmi osztályozás Görgős vizsgálóasztal, vagy kereszttranszportőr Alul tükör Krétajelölés (hibakiejtés, darabolás) Lehet automatikus szabászfűrész Lehet önmagában, vagy a gépi osztályozás kiegészítéseként.

20 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Vizsgált tulajdonságok: Göcsösség Ferderostúság Csavart növés Évgyűrűszélesség Repedések Fagömbösség Alaki hibák Egyéb (pl. keresztmetszeti hiányok, stb.)

21 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Vizsgált tulajdonságok: Göcsösség Ferderostúság Csavart növés Évgyűrűszélesség Repedések Fagömbösség Alaki hibák Egyéb A szabvány tartalmazza a megengedett értékeket

22 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Vizsgált tulajdonságok: Göcsösség Ferderostúság Csavart növés Évgyűrűszélesség Repedések Fagömbösség Alaki hibák Egyéb A szabvány tartalmazza a megengedett értékeket

23 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: kiemelt jelentőségű! Göcsterület-arány (GTA)

24 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: kiemelt jelentőségű!

25 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: kiemelt jelentőségű! A GTA meghatározása komoly szakértelmet és gyakorlatot igényel!

26 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: kiemelt jelentőségű! Göcsterület-arány (GTA) teljes GTA szegély GTA

27 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: kiemelt jelentőségű! teljes GTA szegély GTA

28 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: kiemelt jelentőségű! Göcsterület-arány (GTA) teljes GTA szegély GTA - az alsó és a felső ¼-¼ vastagságú sávban külön is vizsgálják! ok: hajlítás esetén nagyobb a jelentősége! a két szegély GTA közül a kedvezőtlenebb a mértékadó

29 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: A különböző országokban nagyon eltérőek az előírások EU-szabvány nem létezik ISO szabvány: csak fenyőre vonatkozik: Szil. kategória I. II. III. Szegély GTA  1/5  1/2 Teljes GTA  1/3

30 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: A különböző országokban nagyon eltérőek az előírások EU-szabvány nem létezik ISO szabvány: csak fenyőre vonatkozik Magyar szabvány: megpróbálják lombosra is alkalmazni Szil. kategória I. II. III. Szegély GTA  1/4  1/2 Teljes GTA vagy

31 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: A különböző országokban nagyon eltérőek az előírások EU-szabvány nem létezik ISO szabvány: csak fenyőre vonatkozik Magyar szabvány: megpróbálják lombosra is alkalmazni Szil. kategória I. II. III. Szegély GTA  1/4  1/2 > 1/2 Teljes GTA  1/3 vagy

32 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: kiemelt jelentőségű! teljes GTA szegély GTA - 3/5 - 1/2 és 3/5

33 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Vizuális szilárdsági osztályozás Göcsösség: ISO: Szil. kategória I. II. III. Szegély GTA  1/5  1/2 Teljes GTA  1/3  1/2  1/3  1/4 Teljes GTA > 1/2 Szegély GTA III. II. I. Szil. kategória vagy MSZ:

34 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Roncsolásmentes osztályozáson alapuló méretezés MSZ EN 338 2 fafajcsoport (Fenyő + nyár, Lombos) A fafajcsoporton belül több kategória Kategoriákba sorolás a roncsolásmentesen meghatározott sűrűség és rug. mod. alapján Egész rakatok, vagy akár fűrészáru darabonkénti osztályozására Jelenleg Magyarországon nem használják

35 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Fenyő és nyár fafajok Lombos fafajok C14 C16 C18 … C40 D30 D70 Szilárdsági tulajdonságok (N/mm2) Hajlítás 14 16 18 40 30 70 Rostir. húzás 8 10 11 24 42 Merevségi tulajdonságok (kN/mm2) Rostir. rug. mod. 7 9 20 Sűrűség 290 310 320 420 530 900

36 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Fenyő és nyár fafajok Lombos fafajok C14 C16 C18 … C40 D30 D70 Szilárdsági tulajdonságok (N/mm2) Hajlítás 14 16 18 40 30 70 Rostir. húzás 8 10 11 24 42 Merevségi tulajdonságok (kN/mm2) Rostir. rug. mod. 7 9 20 Sűrűség 290 310 320 420 530 900

37 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Fenyő és nyár fafajok Lombos fafajok C14 C16 C18 … C40 D30 D70 Szilárdsági tulajdonságok (N/mm2) Hajlítás 14 16 18 40 30 70 Rostir. húzás 8 10 11 24 42 Merevségi tulajdonságok (kN/mm2) Rostir. rug. mod. 7 9 20 Sűrűség 290 310 320 420 530 900 A rug.mod. és a sűrűség szerinti csoportok közül a gyengébbet kell kiválasztani!

38 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Fenyő és nyár fafajok Lombos fafajok C14 C16 C18 … C40 D30 D70 Szilárdsági tulajdonságok (N/mm2) Hajlítás 14 16 18 40 30 70 Rostir. húzás 8 10 11 24 42 Merevségi tulajdonságok (kN/mm2) Rostir. rug. mod. 7 9 20 Sűrűség 290 310 320 420 530 900 A rug.mod. és a sűrűség szerinti csoportok közül a gyengébbet kell kiválasztani!

39 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Fenyő és nyár fafajok Lombos fafajok C14 C16 C18 … C40 D30 D70 Szilárdsági tulajdonságok (N/mm2) Hajlítás 14 16 18 40 30 70 Rostir. húzás 8 10 11 24 42 Merevségi tulajdonságok (kN/mm2) Rostir. rug. mod. 7 9 20 Sűrűség 290 310 320 420 530 900 A rug.mod. és a sűrűség szerinti csoportok közül a gyengébbet kell kiválasztani!

40 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Fenyő és nyár fafajok Lombos fafajok C14 C16 C18 … C40 D30 D70 Szilárdsági tulajdonságok (N/mm2) Hajlítás 14 16 18 40 30 70 Rostir. húzás 8 10 11 24 42 Merevségi tulajdonságok (kN/mm2) Rostir. rug. mod. 7 9 20 Sűrűség 290 310 320 420 530 900 A rug.mod. és a sűrűség szerinti csoportok közül a gyengébbet kell kiválasztani!

41 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Gépi szilárdsági osztályozás Pontosabb, gazdaságosabb, termelékenyebb, magasabb minőségi osztályt enged meg. Eljárások: Hajlító rugalmassági modulusz mérése Dinamikus rugalmassági modulusz mérése Sűrűségmérés Optikai letapogatás Összetett megoldások Egyebek

42 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A hajlító rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások A rugalmassági modulusz és a szilárdság között jó korreláció áll fenn (r2 = 0,75 ~ 0,8).

43 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A hajlító rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások A rugalmassági modulusz és a szilárdság között jó korreláció áll fenn (r2 = 0,75 ~ 0,8). Lehetőségek: Álló helyzetű vizsgálat (anyagvizsgáló berendezés) Mozgó anyag vizsgálata (görgős nyomófejek) állandó terhelőerő állandó lehajlás

44 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák

45 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A hajlító rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások Folyamatos (görgős) vizsgálóberendezések: Nagy előtolási sebesség mellett ( m/min) Szakaszonként is minősíthető a fűrészáru (30-40 cm) fúvókás festékszóróval jelölik A leggyengéb minőségű szakaszt veszik figyelembe vagy minőségjavító manipuláció! Szilárdsági kategóriát vagy minősítő szilárdsági értéket szolgáltat Rendszeres időközönként (3-6 hónap) hitelesíteni kell!

46 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A hajlító rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások A görgős vizsgálóberendezések előnyei: Jól beilleszthető a technológiába Nagy teljesítményű A fűrészáru szakaszonkénti minősítése Lehetőség a minőségjavító manipulációra, hibakiejtésre

47 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A hajlító rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások A görgős vizsgálóberendezések hátrányai: Az elemvégek cm-es hosszon nem minősíthetők Csak prizmatikus anyagra működik helyesen (fagömbösség, rossz fűrészelés probléma!) Vékony elemek  vibráció Max cm. vastagságig - a jelenlegi berendezésekkel Néhány fahibát nem képes érzékelni (rovarrágás, hosszirányú repedések, fagömbösség, stb.) DRÁGA - csak nagyobb kapacításnál éri meg.

48 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A dinamikus rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások Vibráció: összefügg a rugalmassági tulajdon-ságokkal  a rugalmassági modulusz számítható A dinamikus és a statikus rugalmassági modulusz között szoros az összefüggés  a szilárdsággal is. Két módszer: Hajlító rezgések Hangsebesség mérés

49 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A dinamikus rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások A hajlító rezgések mérése A hajlítási sajátfrekvencia mérése A fűrészárut két helyen alátámasztják és rezgésbe hozzák Előny: egyszerű és gazdaságos Hátrányok: csak azonos szelvény- és hosszméretű anyagokhoz, a teljes fűrészáru osztályozása szakaszos eljárás puffertárolót (kereszttranszportőr, stb.) igényel

50 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A dinamikus rug. mod. vizsgálatán alapuló eljárások A hangsebesség mérése Sűrűségméréssel kombinálva A hang áthaladási sebességét (c) mérik A rugalmassági modulusz egyszerűen számítható (E = c2 · r) Szakaszos mérés, de nem függ a szelvénymérettől Megoldható a rövidebb szakaszok értékelése

51 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A sűrűség mérésén alapuló eljárások A szilárdság és a sűrűség között is összefüggés van Módszerek: Gamma-sugárzás Mikrohullámú sugárzás Tömeg- és térfogatmérés Két berendezés: Isogrecomat és Finnograder - ld. könyv.

52 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A sűrűség mérésén alapuló eljárások Előnyök: érintés nélküli módszer  igen gyors a végek is vizsgálhatók a szegélyzóna külön is vizsgálható (lenne). Jelenleg önmagában ritkán alkalmazzák  kombinált módszerek

53 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
A fűrészáru optikai letapogatása Négyoldali folyamatos szkennelés - számítógépes képfeldolgozás Cél: a vizuális osztályozás kiváltása Régebben szürkeskála, újabban szineskép-elemzés Probléma: a faanyag nagyon változatos vizuális jegyekkel rendelkezik - még nincsenek megfelelő szoftverek a kiértékeléshez Jelenleg önállóan még nem használt.

54 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Kombinált eljárások Euro-grecomat: Három tényező mérése: göcsösség sűrűség gamma-sugárzás hajlító rugalmassági modulusz (100 cm támaszköz) Kirajzolja a sűrűségi térképet Előtolás: 120 m/min Max. vastagság: 80 mm

55 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Kombinált eljárások Dimter: Három tényező mérése: göcsösség - optikai letapogatással sűrűség - tömegméréssel dinamikus rug. mod. sebességméréssel A paraméterek alapján becsli a hajlítószilárdságot, és osztályozza a fűrészárut.

56 Továbbfeldolgozási eljárások és technológiák
Egyéb gépi szilárdsági osztályozó eljárások Tűbelövés Befúrásos vizsgálat Felületi megmunkálás Csavarállóság Spektroszkópia, holográfia, MR…

57 A fűrészüzemi továbbfeldolgozás alapanyagai
Fűrészeléses továbbfeldolgozási eljárások