Mechanikai megmunkálás bevezetı elıadás 1. elıadás
Általános faipari megmunkálási eljárások Faipari mérnök BSc. hallgatóknak
Nyugat-magyarországi Egyetem Faipari Mérnöki Kar Terméktervezési- és Gyártástechnológiai Intézet Papp Tibor egyetemi tanársegéd Sopron, 2010
Tantárgyi követelmények és tematika
Faipari mechanikai megmunkálások csoportosítása Kétféle csoportosítást különíthetünk el. Mechanikai szempontból a faanyag feldolgozása lehet: Elsıdleges-, Másodlagos feldolgozás, megmunkálás. Elsıdleges faipar: főrészáru-termelés, a forgácslap-, farostlemez-, furnér-, rétegelt lemez és mőszaki fatermék gyártás hengeres fából alapanyag-termelés Másodlagos faipar: összes asztalosipari termék (épület- és bútorasztalos termékek: pl.: bútor-, ajtó-, ablak-, belsıépítészeti fatermékek gyártása.
Faipari mechanikai megmunkálások csoportosítása A másodlagos faipar tovább bontható: Asztalosipari- és Különleges technológia Asztalosipari technológia: bonyolult felépítéső alkatrészekrıl van szó, melyeket fakötésekkel, ragasztással, kötıelemekkel egyesítenek. A fa mechanikai megmunkálása mellett széles körben alkalmazzák a ragasztást, felületkezelést, szerelést és kárpitozást. Különleges technológiáknál a ragasztás alapmővelet. Textilipari fakellékek, kaptafák, az öntıminták, sportszerek, hangszerek gyártása is ide tartozik.
Bútor- és épület asztalosipari termékek gyártásának jellemzıi
Alapanyagként különféle félkész termékek (főrészáru (palló, deszka, bútorléc), forgácslap, farostlemez, furnér, stb.) alkalmaznak.
Kibocsátott termékek általában bonyolult formájúak és összetett megmunkálást igényelnek. Az alkatrészek többségét fakötések, kötıelemek, vagy ragasztóanyagok segítségével egyesítik.
Bútor- és épület asztalosipari termékek gyártásának jellemzıi
A gyártási folyamatban a megmunkálási technológiák mellett fontos szerepe van a ragasztásnak, felületkezelésnek, szerelésnek és bútoripari kárpitozásnak.
Nézzünk körül otthon és a tanteremben!
Alapanyagok A tervezıként felhasználható faipari alapanyagok az elsıdleges faipar végtermékei, azaz a másodlagos faipar alapanyagai. Elsıdleges faipar: a hengeres faanyagot, mint nyersanyagot feldolgozó ipart elsıdleges faiparnak nevezzük. Jelenti a fafeldolgozó ipart. Az elsıdleges faipar késztermékei a másodlagos faipar alapanyagaiként jelennek meg. Az elsıdleges faipar, részterületei:
Főrészipar Forgácslap- és farostlemezipar Furnér- és rétegeltlemez-ipar Mőszaki fatermékek
Fafelhasználás ökológiai szemmel Ökológiai szemlélető és ökonomikus fahasznosítást feltételezve három termékpályát és három felhasználási kört állapíthatunk meg. A kitermelt faanyagot így három csoportra bonthatjuk: értékes hengeres fa, ipari vékonyfa és tőzifa. Termékpályák:
hengeres fa – főrészelt, illetve furnér és rétegelt falemez termékek, ipari vékonyfa – agglomerált lemezek (farostlemezek, forgácslapok), cellulóz- és papíripar, tőzifa – energia.
Főrészipari termékek
Fontosabb főrészáruk csoportosítása
Főrészipari hasznos melléktermékek
Forgácslap és farostlemez
Faforgácslap
Alapanyag: faforgács általában 1-1 fedıréteg és 1 középréteg hıprésben, ragasztással PF, PRF, MUF kötı anyag
A faforgácslapok elınyei: Értéktelen farészek hasznosítása Megmunkálási hulladékfeldolgozás Kedvezı mérettartás Anizotrópia mérséklése Irányítható tulajdonságok Idomtestek elıállítása Méretbeli korlátok feloldása
Felhasználási területek: • Bútoripar • Építıipar (borítások, zsaluk, idomtestek) • Jármő ipar • Hajóépítés • Csomagoló ipar
Forgácslapok alapanyagai
Különleges forgácslapok Cementkötéső foprgácslap Szigetelı jellegő lapok (Heraklith) OSB lapok Gipszkötéső forgácslapok
Farostlemez A farostlemez gyártásánál a faaprítékot, különbözı kémiai-mechanikai eljárásokkal farostokra bontják, majd kötıanyag hozzáadásával hıprésben egyesítik.
Farostlemez
Furnér és rétegelt lemez
Furnér
Rétegelt lemez
A rétegelt lemez sematikus gyártástechnológiája
Rétegelt idomtestek
Bútorlapok
Mőszaki fatermékek = Építıipari kompozitok Kompozit = különféle részekbıl vagy anyagokból felépülı termék. Általában apró egységeire, vagy elemi egységeire bontott alapanyag és valamiféle szervez, vagy szervetlen kötıanyag hozzáadásával préseléssel készülnek. De lehet két vagy több elsıdleges faipari termék egyesítésével is. Követelmények:
nagy teherbírás megfelelı méretek nedvességgel szembeni ellenállás tartósság alakíthatóság stb.
Kompozit-termékek
Kompozit gerendák - LVL
Kompozit gerendák - LSL
Kompozit gerendák - PSL
Kompozit lemezek - OSB
Kompozit lemezek – I-tartók
Kompozit lemezek – Szendvics szerkezetek
Faanyagú tartószerkezetek 1. Tömör szelvényő tartók és szerkezeti elemek 2. I-tartók és kazettás tartók 3. Rácsos és virendeel tartók 4. Fa felületszerkezetek
Tömör szelvényő tartók és szerkezeti elemek:
Természetes faanyagú tartók és szerkezeti elemek Rétegelt-ragasztott tartók és szerkezeti elemek Beforgatott szelvényő tartók és szerkezeti elemek
RR-tartók
RR-tartók
I-tartók, kazettás-tartók
Magas gerincő-tartók
Nail-web tartók
Rácsos- és Weerendel tartók
Faalapú felületek
A mechanikai megmunkálás alapjai Termelési folyamatok felépítése
Termelési folyamat általános jellemzése Termelési folyamat
Gyártási folyamat
Természeti folyamat Kiegészítı folyamat
Gyártási fıfolyamat
Gyártási mellékfolyamat
Gyártási segédfolyamat
Gyártás mőszaki elıkészítés Termelésirányítás
Kisegítı folyamatok
Kiszolgáló folyamatok
Termelési folyamat általános jellemzése Alapfogalmak: Termelési folyamat: A termék elıállításához szükséges munkafolyamatok összessége 1. Gyártási folyamat: Azok a folyamatok, melyek ahhoz szükségesek, hogy az alapanyagból termék váljék 2. Kiegészítı folyamatok: lehetıvé teszik a gyártás megkezdését, másrészt a termelés irányításával kapcsolatosak 3. Természeti folyamatok: technológiai mőveletek köré ékelıdı megszakítási idıszakok, amely alatt a további megmunkálás elıfeltételei jönnek létre.
Termelési folyamat általános jellemzése A gyártási folyamat összetevıi: 1.1. Gyártási fıfolyamat (technológiai folyamat): keretében bonyolódik le azoknak a termékeknek az elıállítása, amelyek érdekében a vállalatot létrehozták. 1.2. Gyártási mellékfolyamatok: a gyártási, feldolgozási fıfolyamat melléktermékeinek, hulladékainak a feldolgozása történik itt. 1.3. Gyártási segédfolyamatok: a gyártási fıfolyamat lebonyolítását megkönnyítı eszközök elıállítását vagy a fıfolyamat kiszolgálását célozzák.
Termelési folyamat általános jellemzése A gyártási segédfolyamatok csoportosítása: 1.3.1. Kisegítı folyamatok: gyártóeszközök, készülékek, sablonok, szerszámok, mérıeszközök, stb. elıállításának folyamata. 1.3.2. Kiszolgáló folyamatok: Az üzem zavartalan mőködését szolgálják, de maguk terméket nem gyártanak (logisztika, TMK).
Termelési folyamat általános jellemzése Kiegészítı folyamatok csoportosítása 2.1. Gyártás mőszaki elıkészítése: olyan folyamatok, tevékenységek és intézkedések, amelyek lehetıvé teszik a termelési feladatok lehetı legkisebb erıforrás-felhasználás melletti megoldását. 2.2. Termelésirányítás: a vállalat fı tevékenységének, a termelési fıés mellékfolyamatok elıkészítésének, végrehajtásának és ellenırzésének (szabályozásának) irányításához szükséges tevékenység.
Általános mechanikai megmunkálási eljárások 1. A mechanikai megmunkálási eljárások rendszere
A faanyagok mechanikai megmunkálásának végsı célja: használati tárgyak készítése. Bármely megmunkálás esetén a folyamatot 3 tényezı határozza meg:
A megmunkálandó alapanyag A megmunkáló eszköz A megmunkálási mód
A megmunkálandó anyag (alkatrész) A mechanikai megmunkálási eljárást befolyásoló tényezık közül az alapanyag jellemzıihez a következık tartoznak:
Fafaj Alapanyag fajtája (tömörfa, lap-lemeztermék, kompozit, felületkezelt anyagok, egyéb) Méretek Forgácsolás iránya Megmunkálási minıség
A megmunkálandó anyag (alkatrész) A fafaj és alapanyag fajta befolyásolja a szerszám forgácsolási paramétereit, a géppel szembeni igényt, és a megmunkálás paramétereit. A méretek befolyásolják a szerszám méreteket és a gép konstrukciós jellemzıivel szemben támasztott igényt megmunkálási tartomány, befogás
A megmunkálandó anyag (alkatrész) A forgácsolás iránya befolyásolja a szerszám konstrukcióját, annak forgácsolási paramétereit, a gép felszereltségét és a megmunkálás paramétereit. A megmunkálás minısége befolyásolja a szerszámtípust és a megmunkálási paramétereket
A megmunkáló eszköz A Szerszám:
Típusa: meghatározza az elvégzendı mővelet és gépkonstrukció Forgácsolási paraméterek: meghatározzák a megmunkálandó anyag, és megmunkálási paraméterek
A gép:
Kategória: meghatározza a gyártás jellege Funkciók: meghatározza az elvégzendı mővelet Befogadó méretek: meghatározza az alkatrész és szerszám méret Teljesítmény: meghatározzák az alapanyag jellemzıi és a megmunkálási paraméterek.
A megmunkáló eszköz Gépkategória: Az adott gép elhelyezkedése a különbözı szintő és jellegő termelési folyamatok alapján kialakított rendszerben. Forgácsoló gépeknél 4 kategóriát különböztetünk meg: I. kategória: kézi gépek II. kategória: hagyományos alapgépek III. kategória: speciális gépek IV. kategória: NC komplex megmunkáló gépek
A megmunkálási mód
Az anyag pozíciója: meghatározza az elvégzendı mővelet A megmunkáló mozgás: meghatározza a gépkonstrukció és a minıségi terv Megmunkálási paraméterek (vágási sebesség, elıtolás, fogásmélység) meghatározzák a megmunkálandó alapanyag tulajdonságai, valamint a gépkonstrukció.
Típus-alkatrész általános mechanikai megmunkálásának rendszere Megmunkálási fázisok:
Szabás
Gyalulás Marás Esztergályozás
Főrészelés Fúrás Marás
Marás Intarzia Kézi megmunkálás
Felületi kikészítés
Főrészelés Fúrás Marás
Díszítı megmunkálás
Szerkezeti megmunkálás
Szerelvényezés
Főrészelés
Késztermék kialakítása
Csiszolás
Felületkezelés Kárpitozás
