Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva

Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva

Technologické a legislativní poţadavky na speciální výrobky na bázi dřeva Diplomová práce

Vedoucí diplomové práce:

Vypracoval:

prof. Ing. Josef Polášek, Ph.D.

Bc. Ondřej Tománek

Brno 2010

PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Technologické a legislativní požadavky na speciální výrobky na bázi dřeva vypracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne:........................................ podpis studenta………………………. 2

Poděkování Rád bych u příleţitosti vydání mé diplomové práce vyjádřil velké poděkování mému zesnulému otci za výchovu a podporu, kterou mě za svého ţivota dával. Rád bych také poděkoval své nejbliţší rodině za podporu při studiu jak finanční tak duševní. Dále bych rád poděkoval vedoucímu mé diplomové práce prof. Ing Josefu Poláškovi, Ph.D., za odbornou pomoc a cenné rady při realizaci této práce a Ing. Janě Kratochvílové za vypracování literární rešerše. Bc. Ondřej Tománek

3

Abstrakt: Diplomová práce se zabývá návrhem konstrukce dřevěného surfového prkna, jeţ je alternativou nynějších značně rozšířených surfových prken vyráběných z plastových hmot. Návrh dřevěné konstrukce vychází z poţadavků na vlastnosti surfového prkna, kterými jsou, pevnost, hmotnost, voděodolnost, ovladatelnost, stabilita a rychlost. Jsou zde podrobně rozebrána konstrukční kritéria, která je nutné dodrţet má-li být zajištěna správná funkčnost výrobku. Dále je zde uveden návrh technologického postupu výroby dřevěného surfového prkna a jsou stanoveny základní legislativní poţadavky na bezpečnost výrobku. Klíčová slova: dřevěné surfové prkno, konstrukční poţadavky, technologický postup výroby, pevnost, hmotnost, vodovzdornost

Abstract: This thesis solve problematic of design for surfboard from wood. This technology is alternative for current situation when most of surfboards are made from plastic. The proposal for timber structures based on the requirements of the functional characteristics of surf boards, specially strength, weight, water resistance, maneuverability, stability and speed. The design criteria are examined into details in this project. These criteria is necessary, to keep correct functionality of the product. Also this thesis describe a proposal of a technological production process for surfboard from wood and establish some basic legislation requirements. Key words: wooden surfboard, construction requirements, technological process of production, strength, weight, water resistance

4

OBSAH 1

ÚVOD ....................................................................................................................... 7

2

CÍL PRÁCE ............................................................................................................. 8

3

LITERÁRNÍ PŘEHLED ........................................................................................ 9 3.1 Historický vývoj surfového prkna ..................................................................... 9 3.2 Typy surfových prken ....................................................................................... 10 3.2.1 Longboard ...................................................................................................... 10 3.2.2 Shortboard ...................................................................................................... 11 3.2.3 Funboard ......................................................................................................... 11 3.2.4 Fish ................................................................................................................. 12 3.2.5 Gun ................................................................................................................. 12 3.3 Současné poznatky a technické informace o surfových prknech ................. 13 3.3.1 TI přírodní lehký sendvičový materiál ........................................................... 13 3.3.2 Ohybové zkoušky kompozitních sendvičových konstrukcí ........................... 13 3.3.3 Vývoj surfových prken v oblasti výkonnosti a trvanlivosti ........................... 14 3.4 Hydrodynamika surfového prkna ................................................................... 14 3.4.1 Základní teorie vln.......................................................................................... 14 3.4.2 Síly působící na surfové prkno ....................................................................... 16 3.5 Modelování surfového prkna pomocí CFD .................................................... 23 3.5.1 CFD (Computational fluid dynamics) ............................................................ 24 3.5.2 Ploutve a jejich vliv na vlastnosti surfového prkna ........................................ 24 3.6 Dřevěná konstrukce surfového prkna ............................................................. 28 3.6.1 Dřevo ve vztahu k ţivotnímu prostředí .......................................................... 28 3.6.2 Dřevěné surfové prkno šetrné k ţivotnímu prostředí ..................................... 29

4

METODIKA .......................................................................................................... 33 4.1 Analýza konstrukčních kritérií a materiálů ................................................... 33 4.1.1 Překliţka ......................................................................................................... 33 4.1.2 Polyvinylacetátové lepidlo ............................................................................. 41 4.1.3 Nátěrová hmota .............................................................................................. 42 4.1.4 Design ............................................................................................................. 44 4.1.5 Vlastní konstrukce dřevěného surfového prkna ............................................. 49 4.2 Technické předpisy, dokumenty a normy....................................................... 52 4.2.1 Zákon č. 102/2001 Sb. o obecné bezpečnosti výrobku ................................. 53 4.2.2 Zákon č. 59/1998 Sb. o odpovědnosti za škodu způsobenou vadou výrobku 58 4.2.3 Národní program environmentálního značení ............................................... 58

5

5 NÁVRH TECHNOLOGICKÉHO POSTUPU VÝROBY DŘEVĚNÉHO SURFOVÉHO PRKNA ............................................................................................... 63 5.1 Nářez formátu překliţky ................................................................................. 63 5.2 Šířkové rozmítání ............................................................................................. 64 5.3 Vymanipulování vad ........................................................................................ 65 5.4 Délkové nastavování ........................................................................................ 66 5.5 Čtyřstranné opracování ................................................................................... 67 5.6 Lepení rámu ...................................................................................................... 68 5.7 Lepení vnitřní vrstvy pláště ............................................................................ 69 5.9 Frézování profilů hran a broušení .................................................................. 70 5.9 Nanášení lepící směsi a skládání souboru ...................................................... 71 5.10 Lisování ............................................................................................................. 72 5.11 Broušení ............................................................................................................ 73 5.12 Nanášení lepící směsi a skládání souboru ...................................................... 74 5.13 Lisování ............................................................................................................. 75 5.14 Frézování otvorů .............................................................................................. 76 5.15 Broušení ............................................................................................................ 77 5.16 Povrchová úprava ............................................................................................ 78 5.17 Balení ................................................................................................................. 81 6

VYHODNOCENÍ .................................................................................................. 82 6.1 Kvalitativní vyhodnocení ................................................................................. 82 6.1.1 Hmotnost ........................................................................................................ 82 6.1.2 Pevnost ........................................................................................................... 82 6.1.1 Vodovzdornost ............................................................................................... 83 6.2 Ekoznačení ........................................................................................................ 84

7

ZÁVĚR ................................................................................................................... 86

8

RESUME ................................................................................................................ 87

9

SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY ................................................................ 89

SEZNAM OBRÁZKŮ ................................................................................................. 91

6

1

ÚVOD V našich zeměpisných šířkách zní pojem surfing poměrně netradičně, avšak

v posledních letech, je zájem o tento sport stále větší, především díky moţnosti volného cestování občanů České republiky po státech EU. Důkazem toho jsou surfové kempy ve Francii na pobřeţí Atlantického oceánu pořádané od roku 2007 pro české a slovenské zájemce o tento adrenalinový sport. A tak i přesto, ţe ČR je vnitrozemní a jako taková nemám přímý přístup k pobřeţí oceánu, stává se i zde surfování pro mnohé z občanů běţnou součástí ţivotní filozofie a druhem sportovního vyţití. Z těchto skutečností lze vyvodit i rostoucí zájem o surfová prkna. Myšlenka výroby dřevěného surfového prkna je spojena především s hlediskem ekologického přístupu k surfování. Dřevo, je staletími prověřený přírodní materiál, který díky svým vlastnostem je vhodné pouţít na široké mnoţství výrobků či konstrukcí. V moderní době však tento ušlechtilý materiál značně vytlačují jiné druhy materiálů převáţně anorganického původu. Příkladem mohou být plasty, které se hojně začaly pouţívat např. k výrobě okenních rámů, kdy vytlačily do ústraní tradiční výrobu rámů dřevěných. Důvodem jsou především niţší finanční náklady, které ať chceme nebo ne, jsou stále tím nejdůleţitějším kritériem při výběru těchto či podobných typů výrobků. Poněkud v pozadí jsou však hlediska, které bychom jako spotřebitelé měli brát v potaz. Jde především o snášenlivost materiálů a výrobků se ţivotním prostředím a moţnost obnovy materiálu jako takového. Podobného technologického vývoje jako u rámů oken nebyla ušetřena ani surfová prkna. Původní surfová prkna, byla vyráběna z masivního dřeva. Jejich hlavní nevýhodou byla velká hmotnost, coţ zapříčinilo, ţe dřevo postupem času nahradil nový lehký materiál (polyuretan, polystyrenová pěna), který je dodnes nejpouţívanější při výrobě surfových prken. Výroba dřevěných surfových prken nabízí ekologickou variantu pro tento druh spotřebního zboţí. Tato diplomová práce se zabývá technologií a konstrukčními zásadami dřevěného surfového prkna tak, aby mohla konkurovat plastovým prknům, která zaujímají většinový podíl na současném trhu se surfovými prkny.

7

2

CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce je rozbor rozhodujících kritérií pro konstrukci dřevěného

surfového prkna a návrh technologického postupu výroby. Dodrţením těchto poţadavků by mělo být dosaţeno celkového zvýšení kvality surfových prken.

8

3 3.1

LITERÁRNÍ PŘEHLED Historický vývoj surfového prkna Surfování vzniklo na Hawaii, kde mu místní domorodci dali název Papa heé

nalu, coţ lze přeloţit jako klouzání po vlnách. Hawaiiané pečlivě vybírali dřevo vhodné pro stavbu surfového prkna. Pouţívalo se dřevo ze stromů koa (Acacia koa), úlu (Artocarpus altilis) a wiliwili (Erythrina sandwicensis). Z kmenů byly vytesávány tři základní tvary: 

Ólo



Kiko ó



Alaia

Ólo – uprostřed tlustší a směrem ke hranám se ztenčovalo. Tento typ surfového prkna směli pouţívat pouze náčelníci kmene nebo vysoce postavení lidé. Jeho délka mnohdy přesahovala 24 stop (7,3 m) a váha činila aţ 90 kilogramů. Kikoó – pohybovalo se v délkách 12 – 18 stop (3,7 – 5,5 m). Takto dlouhá surfová prkna vyţadovala velkou zručnost při manévrování. Alaia – nebylo tak dlouhé jako Kikoó, jeho délka dosahovala přibliţně 9 stop (2,7 m) a pouţívali ho převáţně prostí lidé. 1 Duté dřevěné surfové prkno Po příjezdu evropských a hlavně amerických osadníků na Hawaii došlo k rychlému zdokonalování surfového prkna. Mezi prvními, kdo se začal zabývat designem prkna, byl George Freeth, který zkrátil dlouhé prkna na polovinu. Jedna z nejznámějších postav v historii surfování byl Tom Blake, který zkonstruoval první duté dřevěné surfové prkno. Jako materiál pouţil dřevo sekvoje, do kterého následně vyvrtal stovky otvorů. Poté tuto kostru překryl tenkými deskami na vrchní a spodní straně a vytvořil tak surfové prkno, které se vyznačovalo mnohem niţší hmotností s 1

Club of the waves [online]. 2010 [cit. 2009-11-05]. Dostupný z WWW:

.

9

daleko lepšími jízdními vlastnostmi. Blake také vynalezl fins, neboli ploutve, které se připevnili ze spodní strany surfového prkna v oblasti ocasu za účelem lepší ovladatelnosti a větší stability prkna. Balsové surfové prkno Velkou změnu do oblasti vývoje surfového prkna přineslo balsové dřevo. Tento lehký materiál se stal velmi oblíbený a díky němu se styl jízdy posunul o velký kus dopředu. Problém však představoval nedostatek tohoto dřeva, a tak díky objevení vodovzdorného lepidla mohlo být balsové dřevo pouţíváno spolu s jinými druhy dřev. Střed surfového prkna tvořila lehká deska z balsového dřeva a plášť zajišťovaly desky z trvanlivějšího sekvojového či jiného dřeva. Přibliţně v době první světové války byla na stavbu surfového prkna pouţita i překliţovaná deska. Plastové surfové prkno Velký zlom nastal po 2. světové válce, kdy byly objeveny nové materiály, jako sklolaminát, plasty a pěnový polystyren, které byly pouţívány v různých kombinacích s balsou. Postupně se dřevo z konstrukce surfového prkna téměř vytratilo. V posledních letech se jezdí převáţně na surfech vyrobených z polyuretanové nebo polystyrenové pěny, které jsou potaţeny sklolaminátovou tkaninou a dokončeny polyesterovou nebo epoxidovou pryskyřicí. 2

3.2

Typy surfových prken

3.2.1 Longboard Tento typ surfového prkna se vyznačuje velkou délkou, která bývá v rozmezí od 8 do 14 stop (2,4 – 4,3 m). Díky takto velké ploše vzniká dostatečný vztlak, který umoţňuje pohyb prkna na malých vlnách, jeţ jsou pro ostatní typy nesjízdné. Longboard je vyhledávaný převáţně začínajícími jezdci díky své výborné stabilitě.

2

Wikipedia [online]. 2010 [cit. .

2010-01-28].

10

Dostupný

z

WWW:

Obr. 1 Longboard (www.empresssurfboards.com)

3.2.2 Shortboard Představuje skupinu surfových prken vyráběných ve velikostech 5 – 6 stop (1,5 – 1,8 m). Velkou výhodou tohoto typu jsou výborné manévrovací vlastnosti avšak nedostatek vztlaku, který je způsoben jeho tvarem a velikostí, značně stěţuje chycení vlny. Proto shortboard vyţaduje větší a silnější vlny, které se později lámou.

Obr. 2 Shortboard (www.grainsurf.com)

3.2.3 Funboard Funboard je surfovým prknem, které kombinuje oba předešlé typy. Je konstruován tak, ţe jeho manévrovací vlastnosti jsou daleko lepší neţ u longboardu, ale také díky většímu vztlaku je mnohem snazší chytit vlnu. Tato kombinace rychlosti, stability a poměrně snadného manévrování z něj dělá nejoblíbenější typ surfového prkna. Obvykle se vyrábí v délkách 7 – 8 stop (2,1 – 2,4 m).

11

Obr. 3 Funboard (www.hollowsurfboards.com)

3.2.4 Fish Charakteristickými rysy toho surfového prkna jsou především, kulatější nos, širší střední část a tzv. vlaštovčí ocas. Jeho délka se většinou pohybuje okolo 6 stop (1,8 m). Jsou určeny především pro zlepšení v dovednosti chytání vln při zachování rychlosti a manévrovací výkonnosti. Jsou ideální pro malé a střední vlny.

Obr. 4 Fish (www.hollowsurfboards.com)

3.2.5 Gun Jeho design je navrţen tak, aby zajišťoval maximální kontrolu surfového prkna při jízdě na velkých vlnách, kde je hlavní především udrţet přímý směr jízdy. 3

3

Club of the waves [online]. 2010 [cit. 2009-09-12]. Dostupný z WWW:

. 12

Obr. 5 Gun (www.grainsurf.com)

3.3

Současné poznatky a technické informace o surfových prknech

3.3.1 TI přírodní lehký sendvičový materiál Německá společnost AB vyvíjí nový lehký materiál pro sendvičové panely. Sendvičový materiál se skládá z voštiny, jejíţ jádro je vyrobeno ze stonků slámy nebo ze stonků ozdobnice čínské, které jsou paralelně slepeny, a povrch desky tvoří březová překliţka. Tento sendvičový materiál je moţné pouţít na stolní desky, sedadla ţidlí, surfové prkna a také pro části konstrukce větrné elektrárny.4 3.3.2 Ohybové zkoušky kompozitních sendvičových konstrukcí Kompozitní sendvičové konstrukce nacházejí stále širší uplatnění v oblastech od letectví přes větrné turbíny po sportovní potřeby, jako jsou lyţe nebo surfové prkna. Vysoká specifická tuhost těchto kompozitních sendvičových materiálů umoţňuje právě takové pouţití. Avšak prostředí, ve kterých jsou výrobky uţívány je často velmi agresivní coţ má za následek poškození během provozu. Rozsah a dopad škod je důleţitým faktorem při navrhování a udrţování sendvičových konstrukcí. Selhání jednotlivých komponent můţe být katastrofální pro zbytek struktury. Důvodem pro pouţití těchto konstrukcí je obvykle jejich dobrá pevnost při zatíţení v ohybu. Spolehlivé a přesné metody testování ohybové tuhosti sendvičových panelů jsou nezbytné, pokud tyto konstrukce mají být pouţívány bezpečně a efektivně.5

4

MOLLER, F.; BOTTCHER, P. TI Natural-material sandwich - a light-weight material. SO Holz-Zentralblatt. 1996, 122: 6, 70, 5

FERGUSSON, A; PURI, A; MORRIS, A. Flexural testing of composite sandwich structures with digital speckle photogrammetry. Applied Mechanics and Materials. 2006, 5-6, s. 135-144.

13

3.3.3 Vývoj surfových prken v oblasti výkonnosti a trvanlivosti Kompozitní materiály jsou široce pouţívány při výrobě moderních surfových prken za účelem zvýšení ţivotnosti a výkonnosti. Kompozity jsou nejvíce pouţívány ve struktuře prkna a také ploutví, jeţ umoţňují surfaři řízení a kontrolu. Populární druhy materiálů pouţívaných při výrobě surfových prken jsou uhlíková vlákna, pryskyřice a kevlar. Australská společnost Surf Hardware získala mezinárodní ocenění za své kompozitní ploutve, FCS, H-2, které jsou tvořeny hliníkově potaţeným vláknem Hexel a pyskyřicí Texalium 115 SP. Hydrodynamická efektivita, kvalita výroby, úroveň provedení a způsob balení zaručují produktu značku světové třídy kvality. Eden Project také vyvinula třídu surfových prken šetrných k ţivotnímu prostředí vyráběných z materiálů z obnovitelných zdrojů. Eko-prkna jsou tvořena kombinací z rostlinných materiálů. 6

3.4

Hydrodynamika surfového prkna

3.4.1 Základní teorie vln Za účelem zjištění sil působících na surfové prkno je nezbytné pochopit dynamiku lámání vln. Vlna vyvolaná větrem vzniká rotačním pohybem částic vody při hladině. Částice vody rotují na místě, zatímco tvar vlny se přesouvá ve směru větru. Vrchol vlny se označuje jako hřbet, nejniţší bod jako důl. Délka vlny je vzdálenost mezi dvěma hřbety, výška vlny vzdálenost mezi hřbetem a dolem. Perioda vlny je čas, který uplyne, neţ se hřbet následující vlny objeví na témţe místě. Rychlost vlny se spočítá jako podíl délky s periodou.

Obr. 6 Popis vlny (cs.wikipedia.org)

6

Surfboards make advances in performance and durability. JEC Composites Magazine. 2006, 43 (23)

14

Tvar vlny se výrazně mění, kdyţ se vlna blíţí ke břehu. Rotační pohyb částic vody se přibrţďuje o dno, zatímco u hladiny si rychlost uchovává. Tím se zkracuje délka vlny, a kdyţ je hloubka vody asi 1,3 násobek výšky vlny, vlna se láme. Pod zlomem s sebou strhává vzduch, čímţ dochází k jejímu zpěnění. Místo v němţ se vlna láme se nazývá vlnolam.7

Obr. 7 Částice v hluboké vodě opisují téměř kruhové dráhy (cs.wikipedia.org)

Obr. 8 V mělké vodě se trajektorie částic zplošťuje a získává elipsovitý tvar (cs.wikipedia.org)

Z Obr. 9 je patrné, ţe pokud vlna vytvoří příliš malý úhel se spodní brázdou, pak dojde k velmi rychlému zlomu vlny. Jestliţe se vlna při velké rychlosti zlomí příliš vysoko, pak surfaře tento zlom dostihne a uzavře jej ve vlně. Pro surfování je úhel  obecně v rozmezí 30° – 60°. Pokud vezmeme v úvahu, ţe úhel  bude roven 0° potom pohyb vlny bude labilní, tzn. vlna se zvedne a ve stejném okamţiku se začne lámat. Jestliţe však úhel  bude větší neţ 0° bude přechod mezi neporušenou a lámající se Mořská vlna In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, 14.02.2010 [cit. 2010-03-11]. Dostupné z WWW: . 7

15

vlnou probíhat při konstantní rychlosti Vb. To umoţní pozorovat lámající se vlnu jako ustálený děj a usnadní lépe analyzovat síly působící na surfové prkno. 8

Obr. 9 Schéma zobrazující lámání vlny. Přerušovaná čára označuje kritickou hloubku brázdy způsobující zlomení vlny.

3.4.2 Síly působící na surfové prkno Hlavní síly působící na prkno jsou:





Odpor



Vztlak



Okruţní síla



Síla působící na ploutve



Váha surfaře

Odpor Odpor surfového prkna lze definovat jako sílu, která probíhá opačným směrem

neţ je směr pohybu prkna.

8

BEGGS-FRENCH, R., Surfboard Hydrodynamics [online]. 2009. The University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy. Dostupné z www.nemesis.its.adfa.edu.au

16

Zdroje odporu působící na surfové prkno: 

Odpor povrchového tření – viskozita vody



Tlakový odpor – tvar surfového prkna



Odpor tvořený vlnou



Odpor tvořený pěnou 9

Obr. 10 Síly působící na těleso při jeho pohybu tekutinou (www.eng.fsu.edu) Dynamický vztlak – působí kolmo vzhůru a vzniká v důsledku odporu prostředí. Odporová síla – probíhá opačným směrem neţ je směr pohybu tělesa. Úhel náběhu - úhel mezi charakteristickou podélnou osou tělesa a směrem nabíhajícího proudu. Velikost jednotlivých složek odporu 

Odpor povrchového tření – 22%



Tlakový odpor – 58%



Odpor tvořený vlnou – 4%



Odpor tvořený pěnou – 16% 10

9

HENDRICKS, T. Surfboard Hydrodynamics, Part 1: Drag. Surfer Magazine [online]. January 1969, Vol. 9, 6., [cit. 2010-03]. Dostupné z www.rodndtube.com 10


17

Odpor povrchového tření Viskozita vody způsobuje povrchové tření, které je úměrné velikosti ponořené části paralelně s tokem tekutiny. Vlivem viskozity dochází ve vrstvě tekutiny, která se dotýká povrchu trupu ke zpomalování proudící kapaliny a to aţ po úplné zastavení. Tuto vrstvu označujeme jako mezní vrstvu. V mezní vrstvě můţe být proudění buď laminární, nebo turbulentní. Laminární proudění Je takové proudění kapaliny, při kterém jsou proudnice rovnoběţné a nemísí se. Vzniklá laminární mezní vrstva se po dosaţení určité tloušťky stane nestabilní a v jisté vzdálenosti od náběţné hrany se změní v turbulentní. Mezi těmito dvěma stavy je smíšená mezní vrstva, přechodová oblast. Turbulentní proudění Je takové proudění vazké tekutiny, při kterém se proudnice navzájem promíchávají. U turbulentního nabíhacího proudu bude tloušťka mezní vrstvy nabíhat rychleji a odpor bude vyšší. V turbulentní oblasti je odpor závislý i na drsnosti desky, s rostoucí drsností roste i součinitel odporu.

Obr. 11 Laminární a turbulentní proudění tekutiny kolem surfového prkna 1 – laminární proudění 2 – přechod na turbulentní proudění a turbulentní proudění 3 – mezní vrstva 18

4 – laminární proudění v oblasti ploutví 5 – detailní zachycení laminárního proudění při ustáleném proudění tekutiny, šipky znázorňují rychlost proudění jednotlivých vrstev vody 6 – detailní zachycení turbulentního proudění, které je moţné pozorovat díky barvivu obsaţenému v tekutině 7 – detailní zobrazení spodní strany surfového prkna vysoce zvětšené 11 Reynoldsovo číslo Reynoldsovo číslo dává do souvislosti setrvačné síly a viskozitu (tedy odpor prostředí v důsledku vnitřního tření). Pomocí tohoto čísla je moţné určit, zda je proudění tekutiny laminární nebo turbulentní. Čím je Reynoldsovo číslo vyšší, tím niţší je vliv třecích sil částic tekutiny na celkový odpor. U surfového prkna se Reynoldsovo číslo pohybuje kolem hranice přechodu mezi laminárním a turbulentním prouděním, tedy v intervalu Re 2320 - 4000. Je velmi pravděpodobné, ţe toto číslo je výrazně ovlivněno pohybem surfového prkna v neklidném a rychle se měnícím prostředí, které je způsobeno lámáním vln. 12 K rozlišení laminárního proudění od turbulentního se pouţívá Reynoldsovo číslo dané vztahem:

kde Re

je Weberovo číslo  / 

ρ

je hustota kapaliny  kg/m3 

v

je rychlost proudění  m/s 

R

je poloměr trubice  m 

η je viskozita tekutiny 11

HENDRICKS, T. Surfboard Hydrodynamics, Part 1: Drag. Surfer Magazine [online]. January 1969, Vol. 9, 6., [cit. 2010-03]. Dostupné z www.rodndtube.com 12


19

Tlakový odpor Tlakový odpor vzniká při odtrţení proudu od tělesa a vzniku vířivé oblasti. K odtrţení dochází u zakřivených povrchů, například při obtékání koule je dominantní sloţkou odporu právě tlakový odpor. Naproti tomu u obtékání desky nemá významný vliv, za předpokladu, ţe je deska umístněna rovnoběţně se směrem proudění. V případě, ţe by deska byla kolmá na směr proudění, celkový odpor by byl tvořen hlavně touto sloţkou. 13

Tvar a proudění

Tlakový Povrchové odpor

tření

0%

100%

~10%

~90%

~90%

~10%

100%

0%

Tab. 1 Porovnání tlakového odporu a povrchového tření u různých těles (cs.wikipedia.org) 

Vztlak Stanovení rozloţení vztlaku je poměrně komplikované, protoţe se při výpočtu

musí brát v úvahu pohyb surfového prkna na rozhraní dvou prostředí, vody a vzduchu. Vztlak vzniká tehdy, jestliţe obtékání tělesa je nesymetrické vzhledem k rychlosti proudění, například tím, ţe surfové prkno je nakloněno ke směru proudění pod určitým úhlem náběhu. Dalším příkladem, kdy vzniká vztlaková síla na obtékaném tělese, můţe být křídlo letadla, které je profilováno nesymetricky k horizontální rovině. Váha surfaře a prkna je podporována vztlakovou silou (vyplývající z výtlaku vody) a dynamickým 13

HENDRICKS, T. Surfboard Hydrodynamics, Part 2: Pressure. Surfer Magazine [online]. March 1969, Vol. 10, 1., [cit. 2010-03]. Dostupné z www.rodndtube.com

20

vztlakem (vyplývající z tlaků způsobených pohybem prkna v tekutině). Při rychlosti větší neţ 10-12 km/h dynamický vztlak zapříčiní, ţe prkno je takříkajíc v kluzu. Protoţe třecí odpor je závislý na „mokré“ části prkna, je tedy třecí odpor díky dynamickému vztlaku redukován. Pro kluzná plavidla, nejvíce ţádoucím úhlem náběhu je kompromis mezi zmenšujícím se odporem tření a vzrůstajícím odporem vznikajícím při dynamickém vztlaku Obr. 12 14

Obr. 12 Znázornění nejlepšího úhlu náběhu mezi odporem tření a odporem vznikajícím při dynamickém vztlaku.

14


21

Froudeho číslo Froudeho číslo je poměr mezi rychlostí, kterou se plavidlo pohybuje a délkou ponořené části. Plavidla, která disponují nízkým Froudeho číslem jsou známá jako výtlačná plavidla se vztlakem pocházejícím z hydrostatické vztlakové síly. Naopak vysoké Froudeho číslo se vyskytuje u kluzových plavidel, kde vztlak pochází převáţně z hydrodynamické vztlakové síly. Surfové prkno disponuje vysokým Froudeho číslem, coţ znamená, ţe většina vztlaku je dosaţena pomocí hydrodynamické vztlakové síly působící na spodní stranu prkna, která svírá s vodní hladinou malý úhel. 15

kde Fr

je Froufeho číslo  / 

l

je charakteristický rozměr  kg/m3 

v

je rychlost proudění  m/s 

g

je tíhové zrychlení  m  

Okruţní síla Částice vody kopírují eliptický okruh ve vlně a působí kolmou sílou na

jakoukoliv plochu vyskytující se v jejich trajektorii.

Obr. 13 Pohyb částic vody v mořské vlně 15


22



Síly působící na ploutve Všeobecně, je to výslednice dvou síl působících kolmo na strany ploutve. Směr

síly je závislý na tom, která plocha ploutve je vystavena hnané vodě.



Váha surfaře Síla pochází od surfaře stojícího na prkně a obvykle směřuje dolů. Tato síla není

vţdy rovna váze surfaře. Surfař můţe měnit tuto sílu přechodně díky postoji na prkně. Jestliţe je ve skrčené pozici a poté se rychle vzpřímí, jeho efektivní váha se zvýší do mimořádné síly. Jestliţe surfař změní pozici ze stoje do skrčené polohy, síla se přechodně zmenší. Velikost síly se vychyluje od jeho aktuální váhy v závislosti na rychlosti, kterou mění polohu. Pokud surfař za ½ sekundy změní polohu z pozice skrčené do pozice plně vzpřímené, jeho efektivní váha přechodně vzroste o 25%. Efektivní váha se bude nejvíce projevovat při těţkých obloucích, kde působí dostředivá síla. 16

3.5

Modelování surfového prkna pomocí CFD Věda a technika hraje velkou roli v oblasti sportu, kde má za úkol díky získaným

poznatkům vyvíjet stále dokonalejší sportovní potřeby, díky kterým je dosahováno lepších sportovních výsledků. V oblasti surfování se však tento trend objevil teprve nedávno. Surfová prkna byla konstruována metodou pokus omyl, kdy se tímto způsobem hledal ideální design. V poslední době se však čím dál více pouţívají analýzy hydrodynamických sil působících na surfová prkna prováděná pomocí CFD (Computational fluid dynamics) simulace. To umoţňuje pochopit sloţité působení sil na povrch surfového prkna a díky těmto znalostem usnadňuje navrhnout design, který s sebou přinese zdokonalení surfování.

16


23

3.5.1 CFD (Computational fluid dynamics) Je výpočetní technologie, která umoţňuje pozorovat dynamiku proudících částic. Pouţitím CFD můţeme vytvořit výpočetní modely, které reprezentují obecné systémy nebo zařízení. Po aplikaci fyziky, mechaniky tekutin nebo chemického procesu na tento virtuální model s vyuţitím výpočetní techniky můţeme předpovídat chování tekutin se všemi zákonitosti jako viry apod. Pouţitím CFD analýzy můţeme vytvořit virtuální prototyp systému, který lze sledovat v časovém sledu a následně analyzovat odezvu chování na různé podněty. 17

3.5.2 Ploutve a jejich vliv na vlastnosti surfového prkna Rychlost, ovladatelnost a stabilita jsou tři nejzákladnější poţadavky na surfová prkna. FCS jeden z předních světových výrobců surfových ploutví přišel s návrhem, aby vztlakové síly produkované ploutvemi byly spojeny s manévrovacími vlastnostmi surfového prkna. Vztlakové síly mohou být generovány ploutvemi, coţ můţe zvyšovat ovladatelnost surfového prkna a umoţní provádět radikální obraty při manévrování. Dalším poţadavkem kromě rychlosti a manévrovacích schopností je stabilita. Ta je důleţitá především při sjíţdění extrémně velkých vln, kdy se surfař soustřeďuje na přímou jízdu ve vysoké rychlosti.

Obr. 14 Zachycení proudění vody kolem pravé ploutve (Smith, N., 2006) 17

Wood.mendelu.cz [online]. 2003-2010 Http://wood.mendelu.cz/cz/sections/FEM/CFD/?q=node/11. <wood.mendelu.cz>.

24

[cit. Dostupné

z

2010-04-11]. WWW:



Analýza vlivu trojí a čtverné ploutve na vlastnosti surfového prkna Pouţití CFD simulace umoţňuje vizuální prezentaci úhlů náběhu při proudění

tekutiny kolem ploutví. Obrázek 15 zachycuje proudnice vycházející od ploutví a také je znázorněn pomocí barevného spektra tlak působící na ploutve. Proudnice, jeţ prochází přes ploutve, mají zkroucený, vířivý nebo hladký průběh v závislosti na pouţitém typu ploutve a úhlu náběhu.

Obr. 15 Simulace proudění kapaliny při systému trojí ploutve

Vztlak ovlivňující ovladatelnost a stabilitu Obrázek 16 zachycuje graf s koeficientem vztlaku pro systém trojí (červená křivka) a čtverné (modrá křivka) ploutve. Koeficient vztlaku se lineárně zvyšuje s úhlem náběhu aţ do určité meze, od tohoto bodu zvyšování úhlu náběhu vede k poklesu koeficientu vztlaku. Ačkoli tyto trendy jsou pro oba systémy podobné, vrcholy vztlaků jsou od sebe vzdáleny o 11° úhlu náběhu. Vztlak vytvořený třemi ploutvemi je vyšší neţ vztlak vytvořený systémem čtverné ploutve. Z výsledků výzkumu vyplývá, ţe pokud je poţadována lepší manévrovatelnost (ideální při pravidelném surfování), pak systém trojí ploutve je vhodnější ve srovnání se sestavou čtyř ploutví. Důvodem je fakt, ţe tři ploutve efektivněji generují vztlak při menším úhlu náběhu. Pokud je však preferována rychlost a stabilita (při surfování na velkých vlnách), 25

pak sestava čtyř ploutví je vhodnější z důvodu menšího vztlaku a odporu při menším úhlu náběhu.

Obr. 16 Koeficient vztlaku jako funkce úhlu náběhu

Obr. 17 Zachycuje laminární proudění tekutiny kolem ploutve při úhlu náběhu  = 4° (P.A. Brandner and G.J. Walker)

26

Odpor ovlivňující rychlost Z grafu vyplývá, ţe systém čtverné ploutve je vzhledem k rychlosti surfového prkna vhodnější, protoţe odpor dosahuje přibliţně o 17% menší hodnotu při úhlu náběhu 20° neţ tomu je u systému trojí ploutve.18

Obr. 18 Koeficient odporu jako funkce úhlu náběhu

Obr. 19 Turbulentní proudění tekutiny kolem ploutve při úhlu náběhu  = 20° (P.A. Brandner and G.J. Walker) 18

EL-ATM, B., KELSON, N., GUDIMETLA, P., A Finite Element Analysis of the Hydrodynamic Performance of 3‐ and 4‐Fin Surfboard Configurations [online]. November 2008. Queensland University of Technology, School of Engineering Systems, High Performance Computing. Dostupné z www.eprints.qut.edu.au

27

3.6

Dřevěná konstrukce surfového prkna

3.6.1 Dřevo ve vztahu k ţivotnímu prostředí Dřevo je přírodní, obnovující se surovina, která je celosvětově dostupná. Při správném vyuţívání existuje neomezený potenciál pro doplňování zásob dřeva a materiálů na bázi dřeva. Protoţe při výrobě je zapotřebí pouze málo energie a znečištění ţivotního prostředí je malé, škodlivý vliv dřeva na ţivotní prostředí je výrazně menší neţ u jiných konstrukčních materiálů. Příkladem je proces fotosyntézy, při kterém stromy v průběhu růstu přijímají oxid uhličitý, ukládají uhlík ve dřevě a uvolňují kyslík. Rostoucí stromy proto redukují obsah oxidu uhličitého v atmosféře.



Snášenlivost materiálů a produktů se ţivotním prostředím Při hodnocení výrobků mají vedle technických a ekonomických aspektů rostoucí

význam hlediska ţivotního prostředí. V zákonodárství, při schvalování výrobků, v normalizaci i při výběru a oblibě spotřebiteli je aspekt snášenlivosti se ţivotním prostředím stále důleţitější. Přibývá systémů označování snášenlivosti se ţivotním prostředím a byla uskutečněna rozličná opatření pro omezení nadměrného vytěţení přirozených surovin a pro zamezení znečišťování a jiných škodlivých vlivů na ţivotní prostředí. Všeobecně se akceptuje, ţe dřevo vykazuje v porovnání s řadou náhradních materiálů příznivé vlastnosti v ohledu vlivu na ţivotní prostředí. Produkty ze dřeva vyţadují při výrobě poměrně málo energie a způsobují malé znečištění ţivotního prostředí. Není však jiţ postačující odvolávat se na taková čistě kvalitativní tvrzení. Snášenlivost se ţivotním prostředím se musí prokázat kvantitativně pomocí faktů a čísel. V budoucnosti budou muset všichni výrobci vykazovat spotřebu energie a surovin, ale i účinky jejich produktů na ţivotní prostředí.

Pro stanovení účinků pouţívání dřeva na ţivotní prostředí je potřebné porovnat tyto

účinky

s pouţíváním

jiných,

alternativních

28

materiálů.

Nejdůleţitějšími

alternativami pro dřevo a produkty ze dřeva jsou beton a jiné minerální materiály, ocel, hliník a jiné kovy, ale také plasty a různé kompozitní materiály.19

Materiál Konstrukční dřevo Lepené lamelové dřevo Třísková deska Vláknitá deska Překliţka Cement Beton Cihly Sádrokartonové desky Ocel PVC plasty PU plasty Hliník

Spotřeba výrobu kWh/kg 0,7 2,4 3,4 3,4 5,4 1,4 0,3 0,8 2,4 5,9 18,0 40,0 52,0

energie

pro

kWh/m3 350 1200 2210 3400 3240 1750 700 1360 1820 46000 24700 1800 141500

Tab. 2 Příklady spotřeby energie pro výrobu konstrukčních materiálů. Číselné údaje mohou výrazně kolísat v závislosti na způsobu výroby.

3.6.2 Dřevěné surfové prkno šetrné k ţivotnímu prostředí Surfové prkno, jehoţ výroba, uţívání a likvidace má minimální dopad na ţivotní prostředí. Komponenty pro výrobu jsou získávány z obnovitelných zdrojů a při likvidaci podléhají přirozenému rozkladu. Toto dřevěné surfové prkno poskytuje srovnatelné vlastnosti (stabilita, ovladatelnost, nízká hmotnost, vodovzdornost) s dnešními komerčně vyráběnými surfovými prkny, bez výraznějšího nárůstu materiálových nákladů.

KOŢELOUH, B. Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5 Step 1. vyd. 1. Zlín: KODR 1998. ISBN 80-238-2620-4 19

29



Konstrukce Surfové prkno se vyrábí z dřevěných dýh, jimiţ je opláštěný lehký dřevěný rám.

Veškeré

spoje

jsou

lepeny

zdravotně

nezávadným

lepidlem

pouţívaným

v potravinářském průmyslu. K zajištění vodovzdornosti se do lepidla přidává kasein. Celé prkno je pak pokryto vodovzdornou vrstvou laku z přírodní pryskyřice rozpuštěné v tungovém oleji. Tungový olej je známá voděodolná nátěrová hmota pouţívaná pro povrchovou úpravu dřevěných lodích. Alternativou pro tungový olej je ořechový nebo surový lněný olej. 

Rám Preferované materiály pro tento dřevěný rám jsou z lehkého dřeva jako borovice,

smrk, jedle, nebo balsa. Rám je sloţen z následujících částí: Páteř – vnitřní dřevěný rám se skládá z centrální páteře, která je tvarovaná na obou koncích tak, aby bylo dosaţeno poţadovaného prohnutí přední a zadní části surfového prkna. Žebra – k páteři jsou v určitých vzdálenostech připevněna jednotlivá ţebra, která probíhají kolmo k podélné ose rámu. Hrany – jedná se o tenké dřevěné lišty slepené dohromady do poţadovaného tvaru, který je typický pro bok surfu. Tyto lišty jsou vyřezány do tvaru s vnějším okrajem do oblouku, větší oblouk směrem k vrchní straně prkna a ostřejší ke spodní straně prkna, coţ umoţňuje prknu udrţet svou pozici na vlně, a také zaručí snadné uchopení surfového prkna.

30

Obr. 20 Konstrukce rámu dřevěného surfového prkna podle patentu: U.S. Pab. No.: US20090142975. 15 – nos, 16 – ocas, 17 – hrany, 20 – páteř, 21 – ţebra, 22 – prvky slouţící k upevnění ploutví.



Plášť

Vnitřní vrstva pláště – je vytvořena třívrstvou překliţovanou deskou, která je vyřezaná do tvaru prkna s odečtením tloušťky hrany na kaţdé straně. Rozprostírá se po celé délce rámu od přídě k zádi. Hrany lícují spolu s vloţenou překliţkou. Vrchní i spodní díl je uzpůsoben v zadní části podle tvaru ocasu. Překliţky jsou přilepeny k rámu. Ţebra jsou řezána tak, aby překliţka mohla perfektně sedět na celé ploše rámu a zajistilo se kvalitní slepení.

Obr. 21 Konstrukce dřevěného surfového prkna podle patentu: U.S. Pab. No.: US20090142975. 14 – ploutev, 18,19 – lišty tvořící hrany, 20 – páteř, 22 – prvek slouţící k upevnění ploutví, 23 – ţebra, 24 – třívrstvá překliţka, 26 – vrchní dýha

Pevnost dýh z listnatého dřeva, zvýšená pomocí ţelatinového lepidla, umoţňuje povrchu surfu být mnohem tenčí neţ jakékoliv jiné duté dřevěné surfové prkna doposud vyrobené. Vzhledem k pevnosti dýh, můţe být vnitřní rám tenčí a lehčí neţ mají předchozí duté dřevěné surfy.

31

Vnější vrstva pláště - vnější dýha je nanesena s lepidlem. Je moţné ji aplikovat ve více částech a v jakékoli struktuře, coţ bude působit esteticky a také aby nedošlo ke vzniku slabého místa skrze všechny vrstvy dýh.

Obr. 22 Znázornění systému překrývání dýh přes dřevěný rám prkna U.S. Pab. No.: US20090142975. 18,19 – lišty tvořící hrany, 23 – ţebra, 24 – třívrstvá překliţka, 25 – vrchní dýha, 26 – spojení dvou dýh



Ploutve Ploutve jsou umístěny na spodní, zadní části surfového prkna, slouţí k zajištění

stability prkna na vlně a zaručují dokonalejší ovladatelnost. Ploutve můţou být konstruovány jako pevné, bez moţnosti vyměnění nebo mohou být měnitelné. Díky tomu lze dosáhnout větší univerzálnosti surfu, kdy v závislosti na vlnových podmínkách je moţné pouţít správný tvar a velikost ploutve. 20

20

ZANE, W. W. Environmentally Friendly Hollow Wooden Surfboard [online]. June 2009. United States Patent Application. Dostupné z www.patft.uspto.gov

32

4

METODIKA Analýza konstrukčních kritérií a materiálů

4.1

Tato část zahrnuje rozbor konstrukčních poţadavků, které jsou důleţité z hlediska správné funkčnosti výrobku. Správnou funkčností výrobku se rozumí splnění vlastností, jeţ jsou kladena na surfová prkna. Základní vlastnosti surfových prken 

pevnost



nízká hmotnost



voděodolnost

Jízdní vlastnosti 

ovladatelnost



stabilita



rychlost

4.1.1 Překliţka Jedním z nejdůleţitějších hledisek týkajících se návrhu surfového prkna je volba druhu materiálu, ze kterého se toto prkno bude vyrábět. Ke správnému navrţení konstrukce je nutné podrobně znát všechny vlastnosti a specifika zvoleného materiálu, které je vhodné vyuţít či naopak určitým způsobem potlačit, tak aby poţadovaný efekt byl co největší. Plastické hmoty, z nichţ je v dnešní době vyráběna převáţná část surfových prken vynikají svou nízkou hmotností (hustota se pohybuje od 30 do 100 kg/m3), ale další vlastnosti jako pevnost a především snášenlivost se ţivotním prostředím jsou poměrně nedostačující. Vhodným materiálem, který minimálně zatěţuje ţivotní prostředí při své výrobě, uţívání i likvidaci je dřevo. Jak je známo, dřevo je při zachování určitých poţadavků materiálem s širokým uplatněním v důsledku jeho dobrých vlastností. Avšak některé charakteristiky dřeva, jako suky či trhliny, sniţují jeho mechanické vlastnosti. Proto je vhodnější pouţít materiál na bázi dřeva v tomto případě překliţku, který neobsahuje zmíněné vady ovlivňující jeho pevnost.

33

Jak jiţ bylo řečeno, ke správnému návrhu jakékoliv konstrukce je nutné znát vlastnosti materiálu, který tuto konstrukci tvoří. V případě surfového prkna jsou zde tedy uvedeny fyzikální a mechanické vlastnosti překliţky.



Fyzikální vlastnosti překliţky

Hustota Hustota patří mezi nejdůleţitější fyzikální vlastnosti překliţek. Její hodnota je přibliţně o 10 aţ 15 % vyšší neţ u masivního dřeva, coţ je dáno stlačením dýh při lisování a přítomností lepidla ve spáře. Hustota překliţky závisí na: 

tloušťce překliţek – tenká překliţka se stlačuje relativně více neţ překliţka o větší tloušťce



vlhkosti dýh – se zvětšováním vlhkosti se zvyšuje i stlačení překliţky



tloušťce dýh – čím je tenčí dýha na výrobu překliţky o stejné tloušťce, tím je vyšší hustota



mnoţství sušiny v lepidle – čím větší je počet vrstev, tím je hustota vyšší. Hustota lepidla je vyšší neţ dřeva.



teplotě a lisovacím tlaku – se zvyšováním teploty a tlaku se zvětšuje hustota. 21

Typ překliţky Hustota v kg/m3

S

FIN

US

CAN

D

410

550

410

410

550

Tab. 2 Charakteristické hodnoty hustoty pro osvědčené překliţky podle EN TC 112.406 S – Švédská překliţka P30, smrk, nebroušená FIN – Finská březová překliţka, dýhy 1,4 mm, broušená US – překliţka C-D, nebroušená KRÁL, P; HRÁZSKÝ, J. Kompozitní materiály na bázi dřeva, Část 2: Dýhy a vrstvené materiály. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005. 210 s. ISBN 807157-878-9. 21

34

CAN – Kanadská překliţka, douglaska, nebroušená D – Německá buková překliţka S hustotou souvisí většina mechanických vlastností překliţky, které musí být zohledněny při navrhování konstrukce surfového prkna. Hustota překliţky je také velmi důleţitá z hlediska hmotnosti konstrukce. Vlhkost Dřevo je hygroskopický materiál, který v závislosti na relativní vlhkosti prostředí buď přijímá, nebo odevzdává vodu. Překliţka jako materiál na bázi dřeva tedy pracuje na stejném principu. Avšak u překliţky je rovnováţná vlhkost o něco menší neţ u rostlého dřeva a to díky obsahu lepidla v překliţce. Okolní vzduch s teplotou 20°C a relativní vlhkostí Rovnováţná vlhkost překliţky

30%

60%

85%

5% 10% 15%

Rovnováţná vlhkost jehličnatého dřeva 6% 12% 17%

Tab. 4 Rovnováţná vlhkost Bobtnání a sesychání Se změnou vlhkosti dochází ke změně rozměrů, případně i tvaru, a to ke zvětšení – bobtnání, nebo ke zmenšení rozměrů – sesychání. Dýha přijímáním nebo odebíráním vlhkosti mění svoje rozměry, podobně jako rostlé dřevo. Slepením dýh kolmo na sebe se mění i bobtnání a sesychání. Se zvyšováním obsahu vlhkosti dochází u překliţek pouze k malým rozměrovým změnám (pouze v hodnotách podélného bobtnání). Trvanlivost Přirozená trvanlivost deskových materiálů na bázi dřeva je méně závislá na druhu dřeva neţ u rostlého dřeva. Trvanlivost překliţky ovlivňují tyto faktory: 

tloušťka dýh



skladba desky (pouţití různých materiálů v desce)



vlastnosti a mnoţství lepidla 35

Trvanlivost lze zlepšit pouţitím vybraných druhů dřeva na dýhy, speciální skladbou desky nebo chemickou ochranou dřeva.



Mechanické vlastnosti překliţky Vlastnosti materiálu jsou závislé na orientaci desky, která je určena směrem vláken vnějších dýh. Rozdělení napětí se ve všech případech určuje na základě lineárního vztahu mezi napětím a poměrným přetvořením. Ohyb kolmo k rovině desky Napětí v ohybu m rovnoběţně se směrem vláken vnějších dýh (obr. 23a) 𝐸 𝐼 =

33𝐸0 𝑑 3 4

kde E I

je tuhost v ohybu rovnoběţně se směrem vláken vnějších dýh

E0

je modul pruţnosti ve směru vláken vrchní dýhy překliţky

d3

je tloušťka překliţky

Napětí v ohybu m kolmo ke směru vláken vnějších dýh (obr. 23b) 𝐸 𝐼 =

13𝐸0 𝑑 3 6

kde E  je tuhost v ohybu kolmo na směr vláken vnějších dýh E0 d

3

je modul pruţnosti ve směru vláken vrchní dýhy překliţky je tloušťka překliţky

36

Moduly pruţnosti celé překliţované desky 𝐸 =

33𝐸0 𝑑 3 12 = 0,79 𝐸0 5𝑑 3 4

kde E


E0


d3


13𝐸0 𝑑3 12 𝐸 = = 0,21 𝐸0 6 ∗ 125𝑑 3 kde E  je tuhost v ohybu kolmo na směr vláken vnějších dýh E0


d3


Obr. 23 Ohyb kolmo k rovině desky, (a) rovnoběţně se směrem vláken vnějších dýh, (b) kolmo ke směru vláken vnějších dýh

37

Ohyb v rovině desky Napětí v ohybu m rovnoběţně se směrem vláken vnějších dýh (obr. 24a) 𝐸 𝐼 = 3

𝑑 ℎ3 𝐸 12 0

kde E I


E0


h3

je výška překliţky

d


Napětí v ohybu m rovnoběţně se směrem vláken vnějších dýh (obr. 24a) 𝐸 𝐼 = 2

𝑑 ℎ3 𝐸 12 0

kde E I je tuhost v ohybu kolmo na směr vláken vnějších dýh E0 3


h


d


Vztahy pro moduly pruţnosti mají tvar: 𝑑 ℎ3 𝐸0 12 𝐸 = = 0,60 𝐸0 4 ∗ 5 𝑑 ℎ3 kde E


E0


h3


d


38

𝐸 =

2𝑑 ℎ3 𝐸0 12 = 0,40 𝐸0 12 ∗ 5 𝑑 ℎ3

kde E

je tuhost v ohybu kolmo na směr vláken vnějších dýh

E0


3

h


d


Obr. 24 Ohyb v rovině desky (a) rovnoběţně (b) kolmo vzhledem ke směru vláken vnějších dýh Smyk Při namáhání ohybem v rovině desky působí smyková napětí kolmo k rovině desky (viz obr. 25a). Pevnost smyku je při tomto způsobu namáhání podstatně vyšší, neţ při namáhání smykem v rovině desky.

Obr. 25 (a) Napětí ve smyku kolmo k rovině desky, (b) napětí ve smyku v rovině desky („valivý smyk“). Podélná napětí nejsou znázorněna. 39

Tah a tlak Napětí v tahu kolmo k rovině desky by nemělo docházet. Napětí v tlaku kolmo k rovině překliţky vyvozují menší přetvoření neţ u rostlého dřeva téhoţ druhu, ze kterého jsou dýhy, vzhledem k omezení příčného přetvoření účinkem uspořádání vrstev.

Obr. 26 Tah a tlak v rovině desky (a) rovnoběţně a (b) kolmo vzhledem ke směru vláken vnějších dýh.22

Mechanické vlastnosti překliţek ovlivňuje řada faktorů: 1. druh dřeviny – nejvyšší mechanické vlastnosti mají překliţky vyrobené z tvrdých listnáčů (buk, bříza). Porovnáním mechanických vlastností (pevnosti) byly zjištěny mezi jednotlivými druhy překliţek se stejnou konstrukcí, vyrobených z různých druhů dřevin následující vztahy: 

bukové překliţky 100%



smrkové nebo jedlové překliţky 76%



borovicové překliţky 74%



topolové překliţky 61%

22

KOŢELOUH, B. Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5 Step 1. vyd. 1. Zlín: KODR 1998. ISBN 80-238-2620-4

40

2. hustota dřeva – souvisí s druhem pouţité dřeviny. Hustota překliţky je mimo jiné z důvodu slisování vyšší neţ u rostlého dřeva. Postupným dosahováním původní tloušťky se však hustota sniţuje. 3. vlhkost – sniţuje pevnostní vlastnosti překliţek, zejména nad bodem nasycení vláken z důvodu sníţení pevnosti stěn buněk. Se zvyšováním vlhkosti klesá pevnost lepidlového spoje. Opakované změny vlhkosti a teploty způsobují sníţení trvanlivosti konstrukce překliţky. 4. konstrukce překliţky – čím je větší počet vrstev v překliţce, tím je pevnost v tahu podél a kolmo na vlákna vyrovnanější. Čím je pouţitá dýha tenčí, tím má překliţka vyšší pevnostní vlastnosti. Téměř úplného vyrovnání pevnosti překliţek v různých směrech se docílí hvězdicovým uloţením vrstev pod úhlem 15 aţ 45°. 5. vady dřeva – ovlivňují vlastnosti zejména u tenkých překliţek a u překliţek s malým počtem vrstev.23

4.1.2 Polyvinylacetátové lepidlo (PVAC) Podmínkou pro zajištění pevnosti a pruţnosti konstrukce surfového prkna je také volba správného typu lepidla, jímţ je tato konstrukce slepena. Lepidlo pouţité při výrobě dřevěného surfového prkna musí splňovat poţadavky vodovzdornosti, zdravotní nezávadnosti a musí být pouţitelné při lisování v membránovém lisu. Jako vhodné se jeví PVAC lepidlo, které se připravuje z acetylénu a kyseliny octové za přítomnosti rtuťnatých solí. Vinylacetát je bezbarvá kapalina ostrého zápachu s teplotou varu 73 °C. Z monomeru (vinylacetátu) se disperzním způsobem (ve vodní suspenzi) připravuje polymer – PVAC.

KRÁL, P; HRÁZSKÝ, J. Kompozitní materiály na bázi dřeva, Část 2: Dýhy a vrstvené materiály. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005. 210 s. ISBN 807157-878-9. 23

41

PVAC lepidla jsou na rozdíl od polykondenzačních lepidel velmi pruţná a poskytují pevné spoje. PVAC lepidla zařazujeme mezi zdravotně nezávadná, i kdyţ plastifikátory jsou fyziologicky škodlivé látky, přidává se jich méně neţ 5% (počítáno na disperzitu). Při vytvrzování PVAC disperzí nenastává ţádná chemická reakce nebo změna. Jde o fyzikální proces, při kterém dřevo odebírá z PVAC lepidla postupně vodu, přičemţ se vytváří na jeho povrchu souvislý film. PVAC lepidla jsou nehořlavá, odolná proti mikroorganismům a umoţňují průsvitné bezbarvé spoje.24

4.1.3 Nátěrová hmota Volba druhu nátěrové hmoty pro povrchovou úpravu surfového prkna je poměrně komplikovaná. Má-li být surfové prkno dostatečně odolné proti agresivní slané mořské vodě, je nutné pouţít rozpouštědlové nátěrové hmoty, které vytváří dostatečně odolný povrch. Pouţitím těchto nátěrových hmot se však zvyšuje mnoţství VOC (Volatile organic compounds) látek unikajících do ovzduší. Podle Ministerstva ţivotního prostředí se v České republice spotřebuje ročně na 100 000 tun nátěrových hmot, z čehoţ cca 50 000 tun jsou VOC látky. Aby byl splněn poţadavek na ekologicky nezávadný výrobek, musí být tedy pouţita nátěrová hmota s co nejmenším negativním vlivem na ţivotní prostředí.



Vodou ředitelné nátěrové hmoty Sniţují mnoţství těkavých organických sloučenin, jako jsou např. benzeny,

toluen, xyleny, styreny a další označované zkratkou VOC aţ pod 5% celkového objemu nátěrové hmoty. Vhodnost použití vodou ředitelných nátěrových hmot Jedna z teorií povaţuje základní nátěrové hmoty vodou ředitelné za řešení všech problémů se ţivotním prostředím a tudíţ pouţitelné na cokoliv a za všech okolností. KRÁL, P; HRÁZSKÝ, J. Kompozitní materiály na bázi dřeva, Část 2: Dýhy a vrstvené materiály. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005. 210 s. ISBN 807157-878-9. 24

42

Z důvodu niţších ochranných schopností se však tyto nátěry resp. nátěrové systémy jako celek nehodí do prostředí s vysokou korozní agresivitou, jako např. chemické provozy, přímořská prostředí, nebo pro vysoké vlhkosti. V těchto aplikacích je nutné pouţít jednu nebo několik vrstev jako bariérovou ochranu s vyšší tloušťkou nátěrového filmu, coţ je moţné pouze při pouţití vyššího počtu vrstev. Další teorie zavrhuje kombinaci rozpouštědlových a vodou ředitelných nátěrových hmot neboť u kombinace v nátěrovém systému nejsou patřičně zdokumentovány technologické časy pro těkání nebo vysoušení.

Nevýhody vodou ředitelných nátěrových hmot 

poţadavek na kvalitnější před úpravu resp. čistotu podkladu



niţší rozsah podmínek pro aplikaci (teplota, vlhkost)



delší technologické časy pro vytěkání ředící vody



náchylnost k vyšším počtům vad při aplikacích



niţší dosaţitelné tloušťky v jedné vrstvě



niţší bariérová ochrana



delší doba potřebná pro plné zatíţení prostředím



náchylnost ke zmrznutí např. při přepravě



kratší doba záruky



pohyblivá viskozita v závislosti na pH a čase

Přes všechny uvedené fakta není důvod, proč tyto nátěrové hmoty nevyuţívat a nenajít pro ně vhodné aplikace. Kaţdá nová myšlenka či výrobek musí projít svým vývojem a zbavit se počátečních problémů. 25 Proto je vhodné tyto nátěrové hmoty pouţít i při povrchové úpravě surfových prken, byť bude nutné zaměřit svou pozornost na jejich chování ve slané vodě a pokoušet se zdokonalovat jejich vlastnosti buď kombinací s jinými druhy nátěrových hmot, nebo najít optimální počet vrstev nátěrové hmoty, které uchrání surfové prkno před agresivním prostředím.

25

Www.lakovna.cz [online]. 2008 [cit. 2010-04-15]. Http://www.lakovna.cz/naterove-hmotyvodoureditelne-a-jejich-pouziti.html. Dostupné z WWW: <www.lakovna.cz>.

43

4.1.4 Design Design je rozhodujícím kritériem při vytváření jízdních vlastnosti surfového prkna, kterými jsou jmenovitě, ovladatelnost, stabilita a rychlost. Na obr. 27 je zachycen tvar surfového prkna navrţený v programu Surfdesigner. Tento program umoţňuje libovolně volit typy prken a jejich parametry. Výstupem jsou pak rozměry potřebné pro zkonstruování zvoleného typu prkna.

Obr. 27 Znázornění návrhu surfového prkna typu Shortboard 6´6´´ (198 cm). V tabulce jsou uvedeny základní rozměry tedy délka – 198 cm, největší tloušťka – 6 cm, prohnutí přídě – 14 cm, prohnutí zádě – 7,5 cm.

V tabulce 5 jsou pak podrobně zaznamenány rozměry délky, šířky a poloviční šířky. Protoţe šířka surfového prkna se po délce mění, je nutné znát tyto rozměry k zhotovení poţadovaného tvaru.

44

Tab. 5 Rozměry surfového prkna typu shortboard

Ocas

Nos

Délka

Šířka

0.0 cm 1.4 cm 4.4 cm 8.9 cm 14.5 cm 21.2 cm 28.7 cm 36.8 cm 45.4 cm 54.4 cm 63.5 cm 72.8 cm 82.1 cm 91.2 cm 100.2 cm 109.0 cm 117.4 cm 125.5 cm 133.2 cm 140.5 cm 147.4 cm 153.9 cm 160.0 cm 165.6 cm 171.0 cm 176.0 cm 180.7 cm 185.2 cm 189.6 cm 193.8 cm 198.1 cm

0 cm 8.9 cm 16.8 cm 23.7 cm 29.7 cm 34.9 cm 39.2 cm 42.8 cm 45.6 cm 47.8 cm 49.4 cm 50.4 cm 50.8 cm 50.8 cm 50.4 cm 49.5 cm 48.3 cm 46.8 cm 44.9 cm 42.8 cm 40.5 cm 37.8 cm 34.9 cm 31.8 cm 28.3 cm 24.6 cm 20.6 cm 16.1 cm 11.3 cm 5.9 cm 0 cm

Polovina šířky 0 cm 4.4 cm 8.4 cm 11.8 cm 14.9 cm 17.4 cm 19.6 cm 21.4 cm 22.8 cm 23.9 cm 24.7 cm 25.2 cm 25.4 cm 25.4 cm 25.2 cm 24.8 cm 24.2 cm 23.4 cm 22.5 cm 21.4 cm 20.2 cm 18.9 cm 17.5 cm 15.9 cm 14.2 cm 12.3 cm 10.3 cm 8.1 cm 5.6 cm 3 cm 0 cm

Ocas

Nos

Jednotky délky anglické měrné soustavy Třebaţe tento program jiţ pracuje s metrickým délkovým systémem, značení surfových prken musí být prováděno v anglické měrné délkové jednotce. Jde o zavedený systém podle, kterého se řídí všichni výrobci a uţivatelé surfových prken po celém světě. Základní jednotkou je inch (palec) zkratka in´´, jeho velikost byla 45

stanovena přesně na 2,54 cm. Z palce je odvozena foot (stopa) zkratka ft´, která po převedení do metrické soustavy měří 30,5 cm. 

Základní konstrukční prvky surfového prkna Spodní plocha prkna Design spodní plochy surfového prkna je důleţitý z hlediska působení

dynamického vztlaku na prkno. Povrch střední části spodní plochy musí být rovný, protoţe přes tuto část bude proudit voda z nejrůznějších úhlů. V zadní části spodní plochy jsou dva mělké konkávní profily probíhající paralelně s podélnou osou prkna, které zvyšují účinnost vztlaku podobně jako křidélka u letadla. Hrany Tvrdé hrany Tvrdé hrany jsou charakteristické ostřejším přechodem na spodní plochu prkna, coţ způsobuje oddělení toku tekutiny, který sniţuje odpor při hladké jízdě na vlně. Tvrdé hrany se tedy pouţívají v zadní třetině surfového prkna, protoţe jsou v kontaktu s vodou při hladké jízdě po líci vlny.

Obr. 28 Tvrdá hrana Měkké hrany Tyto hrany mají kulatější profil, coţ dovoluje tekutině proudit kolem nich tak, ţe se vytvoří větší vztlak. Měkké hrany umoţňují těsnější obraty způsobené tímto vyšším vztlakem, tedy zvyšují ovladatelnost surfového prkna.

Obr. 29 Měkká hrana 46

Prohnutí Prohnutí představuje zakřivení surfového prkna, jeţ je patrné z bočního pohledu. Prohnutí dodává prknu stabilitu a působí jako tlumič nárazů. To umoţňuje plynulejší přechod ze zatáčení do přímé jízdy a také tlumí pohyb prkna po povrchu vlny, který často bývá zvrásněný díky působení větru.

Ocas Squashtail – velmi citlivý typ, díky kterému surfové prkno neztrácí svoji rychlost při provádění extrémních obratů na menších vlnách. Díky jeho širšímu tvaru je rovněţ zabezpečena stabilita.

Obr. 30 Squashtail Pintail – je navrţen tak, aby zajišťoval maximální kontrolu surfového prkna při jízdě na velkých vlnách, kde je hlavní především udrţet přímý směr jízdy. Tento tvar ocasu se pouţívá při výrobě surfového prkna typu Gun.

Obr. 31 Pintail Swallowtail – poskytuje podobně jako squashtail rychlou jízdu na menších vlnách. Díky jeho tvaru, který je do písmene „V“ umoţňuje projíţdění kritických manévrů s větší lehkostí. Swallowtail je nečastěji pouţívaným tvarem u surfových prken typu Fish. 47

Obr. 32 Swallowtail Roundtail – díky svému tvaru pomáhá usměrňovat proud vody tak, ţe poskytuje výborné manévrovací vlastnosti, které jsou nejvíce zapotřebí u surfového prkna typu shortboard. Dále zajišťuje stabilitu a rychlost při projíţdění velkých lámajících se vln.

Obr. 33 Roundtail

Obr. 34 Základní konstrukční prvky surfového prkna

48

4.1.5 Vlastní konstrukce dřevěného surfového prkna

K tomu, aby dřevěné surfové prkno bylo funkční a konkurence schopné, je nutné pouţít kromě vhodného materiálu také správnou konstrukci. Tato konstrukce tedy musí splňovat poţadavky jako je pevnost, nízká hmotnost a vodovzdornost. Konstrukce prkna vyrobena z masivního dřeva by zcela jistě zaručovala výbornou pevnost, avšak hmotnost surfového prkna by byla značně nevyhovující. Pouţitím balsového dřeva by bylo dosaţeno jak dobré pevnosti, tak i nízké hmotnosti. Problém však představuje nedostatek tohoto lehkého materiálu, který se v našich podmínkách nevyskytuje. Řešením tedy je pouţití lehkého rámu vyrobeného z pevného materiálu – překliţky, který je následně přeryt opláštěním a vodovzdornost zaručuje nátěrová hmota.



Návrh konstrukce Cílem je rychle a přesně vyrobit surfové prkno. Na začátku projektu, musí být

schematický návrh surfového prkna, pro který je vhodné pouţít moderní programy řady Autodesk, které jsou běţně uţívané při zpracování různých návrhů. Zde tedy jsou podrobně rozkresleny jak části surfového prkna, tak celkový model. Následuje přenesení těchto dat do systému CAM a poté pomocí G-kódu do CNC obráběcího centra.



Rám Parametry částí rámu Páteř – hlavní nosník probíhající uprostřed rámu, ke kterému jsou připevněna

ţebra. Délka páteře je závislá od zvolené délky surfového prkna. Šířka páteře je rovna tloušťce pouţité překliţky. Výška páteře je specifický rozměr, který se mění podle zvolené hodnoty prohnutí. Uprostřed rámu je tedy výška páteře největší a směrem ke krajům se zmenšuje. V páteři jsou vyfrézovány otvory, které slouţí k protaţení ţeber při sestavování rámu a také odlehčují celkovou konstrukci.

49

Obr. 35 Rám surfového prkna sloţený z páteře (probíhající uprostřed) ţeber (připevněna kolmo k páteři) a postranic (probíhají po obvodu rámu), ţebra probíhají skrz páteř

Žebra – v určených vzdálenostech se kolmo k páteři připevňují ţebra. Musí být vyrobena tak, aby jejich výška byla shodná s výškou páteře v místě, kde budou tyto dva díly spojeny. Tedy ţebro připevněné k páteři uprostřed rámu bude vyšší neţ ţebro připevněné k páteři na konci rámu. Rovněţ délka ţeber se bude měnit podle tvaru surfového prkna a to tak, ţe nejdelší ţebra budou opět ve středu rámu a nejkratší na jeho koncích. Šířka ţeber je stejně jako šířka páteře odvislá od zvolené tloušťky překliţky. Za účelem ještě většího odlehčení rámu jsou do ţeber vyfrézovány vylehčovací otvory.

Obr. 36 Schematické znázornění ţebra s kulatými vylehčovacími otvory

50

Postranice – probíhají od přídě k zádi a spojují všechna ţebra. Stejně jako páteř i postranice mění po délce rámu svoji výšku.

Obr. 37 Detailní zachycení zadní části rámu surfového prkna, kde páteř přerušuje ţebra, která jsou k ní přilepena na tupo. Rovněţ jsou zde patrné konstrukční prvky, do nichţ se frézují otvory pro systém uchopení ploutví.



Lepení rámu Jestliţe jsou jednotlivé části rámu vyráběny na CNC obráběcím centru z důvodu

vysoké přesnosti, musí být také zajištěno jejich precizní slepení. Proto je vhodné pouţít speciální formu, která zajistí jednotlivé díly ve správné poloze a vyvodí potřebný tlak ke vzájemnému spojení dílců rámu tak, aby byl vytvořen pevný lepený spoj. Tato forma musí být tedy konstruována tak, aby ţebra byla drţena v poloze kolmé k páteři a zároveň kolmé ve výškovém rozměru. Nedodrţení těchto zásad povede k zhoršení základních i jízdních vlastností surfového prkna.

51



Plášť Vnitřní vrstva – je tvořena překliţkou, jejíţ tloušťka by měla být 3 – 4 mm.

Vnitřní vrstva pláště tvoří spolu s rámem hlavní prvky zajišťující pevnost konstrukce. Tato vrstva kopíruje půdorysný tvar rámu surfového prkna a je k tomuto rámu připevněna jak z horní, tak i ze spodní strany rámu. Spojení těchto částí je provedeno pomocí vodovzdorného zdravotně nezávadného lepidla, kdy vytvrzení lepidla probíhá ve speciální formě. Střední vrstva – je tvořena bukovou dýhou tloušťky 1 mm, která slouţí jako podkladní vrstva pro finální opláštění. Na surfové prkno je tato vrstva nalisována pomocí membránového lisu, který umoţňuje 3D lisování tvarovaných dílců. Po vylisování musí být tato vrstva precizně vybroušena na CNC obráběcím centru, kde je důleţité vybroušení především přechodu dýhy na hranu surfového prkna. Takto vytvořený podklad je připraven k finálnímu opláštění. Vnější vrstva – je tvořena speciální dýhou, která musí mít zadní stranu zpevněnou flísem (1–2 vrstvy), aby mohla být vybroušena aţ do tloušťky 0,3 mm. Opláštění surfového prkna touto finální vrstvou je provedeno v membránovém lisu, jak popisuje kapitola 5.12 a 5.13. Není vyloučeno, ţe se při tomto způsobu oplášťování vyskytnou určité problémy, které bude třeba vyřešit. Nicméně zmíněný systém membránového lisování se dá povaţovat za vhodnou volbu při finálním opláštění surfového prkna a to především díky neustále se zdokonalujícím technologiím 3D lisování tvarovaných dílců.

4.2

Technické předpisy, dokumenty a normy Vyrobená surfová prkna tak jako všechny ostatní výrobky musí být bezpečná,

aby mohla být uvedena na trh. Tato kapitola proto zahrnuje legislativu České republiky, která ovlivňuje bezpečnost výrobků. Části zákona č. 102/2001 Sb. o obecné bezpečnosti výrobků a o změně některých zákonů (zákon o obecné bezpečnosti výrobků), dále část zákona č. 59/1998 Sb. o odpovědnosti za škodu způsobenou vadou výrobku, jsou zde uvedeny k získání základního přehledu o právních předpisech.

52

Kromě bezpečnosti, která je pro všechny výrobky povinná, je vhodné také stanovit ekologickou šetrnost dřevěného surfového prkna. Aby mohlo být surfové prkno povaţováno za ekologický výrobek, musí být tato nezávadnost prokázána ochrannou známkou, kterou vydává Ministerstvo ţivotního prostředí. Proto je zde také uveden národní program environmentálního značení.

4.2.1 Zákon č. 102/2001 Sb. o obecné bezpečnosti výrobku a o změně některých zákonů (zákon o obecné bezpečnosti výrobků)

§ 1 Předmět úpravy 1. Účelem tohoto zákona je zajistit, v souladu s právem Evropských společenství, aby výrobky uváděné na trh nebo do oběhu byly z hlediska bezpečnosti a ochrany zdraví pro spotřebitele bezpečné. 2. Tento zákon se pro posouzení bezpečnosti výrobku nebo pro omezení rizik, která jsou s uţíváním výrobku spojená, pouţije tehdy, jestliţe poţadavky na bezpečnost nebo omezení rizik nestanoví příslušná ustanovení zvláštního právního předpisu, který přejímá poţadavky stanovené právem Evropských společenství. § 2 Výrobek 1. Výrobkem pro účely tohoto zákona je jakákoliv movitá věc, která byla vyrobena, vytěţena nebo jinak získána bez ohledu na stupeň jejího zpracování a je určena k nabídce spotřebiteli nebo lze rozumně předvídat, ţe bude uţívána spotřebiteli, včetně věci poskytnuté v rámci sluţby, a to i v případě, ţe nebyla určena k nabídce spotřebiteli, pokud je tato věc dodávána v rámci podnikatelské činnosti úplatně nebo bezúplatně, a to jako věc nová nebo pouţitá či upravená. 2. Tento zákon se nevztahuje na pouţité výrobky prodávané jako staroţitnosti nebo na výrobky, které musí být před pouţitím opraveny nebo upraveny, a prodávající to kupujícímu prokazatelně sdělil.

53

§ 3 Obecné poţadavky na bezpečnost výrobku 1. Bezpečným výrobkem je výrobek, který za běţných nebo rozumně předvídatelných podmínek uţití nepředstavuje po dobu stanovenou výrobcem nebo po dobu obvyklé pouţitelnosti nebezpečí, nebo jehoţ uţití představuje pro spotřebitele vzhledem k bezpečnosti a ochraně zdraví pouze minimální nebezpečí při uţívání výrobku, přičemţ se sledují z hlediska rizika pro bezpečnost a ochranu zdraví spotřebitele zejména tato kritéria: a) vlastnosti výrobku, jeho ţivotnost, sloţení, způsob balení, poskytnutí návodu na jeho montáţ a uvedení do provozu, dostupnost, obsah a srozumitelnost návodu, způsob uţívání včetně vymezení prostředí uţití, způsob označení, způsob provedení a označení výstrah, návod na údrţbu a likvidaci, srozumitelnost a rozsah dalších údajů a informací poskytovaných výrobcem; údaje a informace musí být vţdy uvedeny v českém jazyce, b) vliv na další výrobek, za předpokladu jeho uţívání s dalším výrobkem, c) způsob předvádění výrobku, d) rizika pro spotřebitele, kteří mohou být ohroţeni při uţití výrobku, zejména děti a osoby s omezenou schopností pohybu a orientace. 2. Za bezpečný výrobek se povaţuje výrobek splňující poţadavky zvláštního právního předpisu, který přejímá právo Evropských společenství a kterým se stanoví poţadavky na bezpečnost výrobku nebo na omezení rizik, která jsou s výrobkem při jeho uţívání spojena. Jestliţe však takovýto právní předpis stanoví pouze některá hlediska bezpečnosti, ostatní hlediska se posuzují podle tohoto zákona. 3. V případě, ţe neexistuje zvláštní právní předpis, který by přejímal právo Evropských společenství a který by stanovil poţadavky na bezpečnost výrobku nebo na omezení rizik, která jsou s výrobkem při jeho uţívání spojena a tyto poţadavky nejsou upraveny právem Evropských společenství, za bezpečný se povaţuje výrobek, který je ve shodě s právním předpisem členského státu Evropské unie, na jehoţ území je uveden na trh, pokud tento předpis zaručuje minimálně ochranu rovnocennou s poţadavky podle odstavce 1. 4. Pokud se bezpečnost výrobku nestanoví podle odstavce 2 nebo 3, posuzuje se podle české technické normy, která přejímá příslušnou evropskou normu, na níţ 54

zveřejnila Komise Evropských společenství (dále jen "Komise") odkaz v Úředním

věstníku

Evropských

společenství

podle

práva

Evropských

společenství a tento odkaz byl zveřejněn ve Věstníku Úřadu pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví. 5. V případě, ţe se bezpečnost výrobku nestanoví podle odstavců 2 aţ 4, posuzuje se bezpečnost výrobku podle a)

české technické normy, která přejímá jinou příslušnou evropskou normu neţ uvedenou v odstavci 4,

b)

národní technické normy členského státu Evropské unie, ve kterém je výrobek uveden na trh,

c)

doporučení Komise stanovující pokyny pro posuzování bezpečnosti výrobku,

d)

pravidel správné praxe bezpečnosti výrobku uplatňovaných v příslušném oboru,

e)

stavu vědy a techniky,

f)

rozumného očekávání spotřebitele týkajícího se bezpečnosti.

6. Moţnost dosaţení vyšší úrovně bezpečnosti nebo dostupnosti jiných výrobků představujících niţší stupeň rizika není důvodem k tomu, aby byl výrobek povaţován za nebezpečný. 7. Nebezpečným výrobkem je kaţdý výrobek, který nevyhovuje poţadavkům na bezpečný výrobek podle tohoto zákona. § 4 Průvodní dokumentace a označování výrobků 1. Výrobek uváděný na trh musí výrobce opatřit průvodní dokumentací v souladu s poţadavky zvláštního právního předpisu a označit. 2. Průvodní dokumentací výrobku jsou doklady, jeţ jsou podle zvláštních právních předpisů nutné k převzetí a k uţívání zboţí. 3. Označování výrobku je pro účely tohoto zákona opatření výrobku informacemi umoţňujícími posouzení rizik spojených s jeho uţíváním nebo jakýmikoliv informacemi, které mají vztah k bezpečnosti výrobku. Výrobek musí být dále v souladu se zvláštním právním předpisem opatřen údaji potřebnými k identifikaci výrobce a výrobku, popřípadě série výrobku.

55

4. Pokud výrobek svými vlastnostmi splňuje poţadavky na bezpečnost, ale určitý způsob jeho uţívání můţe bezpečnost spotřebitele ohrozit, je výrobce nebo distributor, který uvádí takové výrobky na trh nebo do oběhu, povinen na toto nebezpečí upozornit v průvodní dokumentaci, pokud toto nebezpečí není zřejmé. Současně jsou tyto osoby povinny přesně určit části výrobku, které mohou vyvolat nebezpečí, a popsat způsob jejich bezpečného uţívání. Uvedení tohoto upozornění nezbavuje výrobce nebo distributora povinnosti zajistit ostatní poţadavky na bezpečnost výrobku. § 5 Povinnosti osob při zajišťování bezpečnosti výrobku uváděného na trh a do oběhu 1. Za výrobce se pro účely tohoto zákona povaţuje a)

osoba usazená v České republice nebo v jiném členském státě Evropské unie, která vyrobila konečný výrobek, jakoţ i kaţdá další osoba, která vystupuje jako výrobce tím, ţe uvede na výrobku svou obchodní firmu, ochrannou známku nebo jiný rozlišovací znak, anebo osoba, která výrobek upraví,

b)

zplnomocněný zástupce výrobce jako osoba, kterou výrobce písemně pověřil k jednání za něj, pokud výrobce není v České republice nebo v jiném členském státě Evropské unie usazen,

c)

dovozce, jestliţe v České republice nebo v jiném členském státě Evropské unie ţádný zplnomocněný zástupce výrobce není usazen, nebo

d)

další osoby v dodavatelském řetězci, jejichţ činnost má prokazatelný vliv na vlastnosti výrobku.

2. Distributorem je pro účely tohoto zákona kaţdá osoba, která v dodavatelském řetězci provádí následnou obchodní činnost po uvedení výrobku na trh, jakoţ i kaţdá další osoba v dodavatelském řetězci, za předpokladu, ţe jejich činnost nemá vliv na vlastnosti týkající se bezpečnosti výrobku. 3. Výrobce je povinen uvádět na trh pouze bezpečné výrobky. 4. Distributor nesmí distribuovat takové výrobky uvedené na trh, o nichţ na základě svých informací a odborných znalostí ví nebo můţe předpokládat, ţe poţadavkům na bezpečnost výrobků neodpovídají.

56

5. Výrobce je povinen v případě, kdy je to potřebné k zamezení existujících rizik, odebírat vzorky výrobků uváděných na trh a provádět zkoušky jejich bezpečnosti. 6. Výrobce je povinen učinit opatření, která mu umoţní být informován o bezpečnosti jím vyráběného výrobku i po jeho dodání na trh a do oběhu. Jestliţe výrobce nebo distributor zjistí, ţe výrobek je nebezpečný, jsou povinni upozornit na tuto skutečnost spotřebitele a stáhnout nebezpečný výrobek z trhu a z oběhu, přičemţ za staţení se povaţuje opatření, jehoţ cílem je zabránit distribuci, nabízení nebo vystavování nebezpečného výrobku. 7. Výrobce nebo distributor jsou dále povinni umoţnit osobě, která vlastní nebo drţí nebezpečný výrobek, aby jej mohla vrátit zpět výrobci nebo distributorovi na jejich náklady. Pokud výrobce nebo distributor tyto povinnosti nesplní, je orgán dozoru oprávněn, je-li ohroţen ţivot, zdraví nebo majetek, vedle uloţení pokuty nařídit téţ zničení výrobku na náklad toho, kdo povinnost staţení výrobku z trhu a z oběhu nesplnil. 8. Jestliţe výrobce nebo distributor uvedl na trh nebo do oběhu nebezpečný výrobek, je povinen tuto skutečnost oznámit příslušnému orgánu dozoru (§ 7 odst. 1) ihned po té, jakmile tuto skutečnost zjistil. Výrobce i distributor jsou povinni spolupracovat s příslušnými orgány dozoru na opatřeních směřujících k odstranění nebo omezení rizika plynoucího z nebezpečného výrobku. 9. V případě váţného rizika, za které se povaţuje takové riziko, jehoţ účinky jsou bezprostřední, nebo riziko, jehoţ účinky nejsou sice bezprostřední, ale váţným způsobem mohou ohrozit bezpečnost spotřebitele, a vyţadují proto rychlý zásah, musí oznámení poskytované podle odstavce 8 obsahovat alespoň a)

údaje umoţňující přesnou identifikaci daného výrobku nebo série výrobků,

b)

úplný popis rizika, které dané výrobky představují,

c)

veškeré dostupné informace důleţité pro dohledání výrobku,

d)

popis opatření přijatých k zabránění rizikům pro spotřebitele.

10. Distributor se musí účastnit činností souvisejících se zajištěním bezpečnosti výrobků uváděných na trh, zejména předáváním informací o rizicích spojených s výrobkem. Udrţuje a poskytuje písemné informace nezbytné pro dohledání původu výrobku a spolupracuje při akcích prováděných výrobci, orgány dozoru

57

a orgány, které konají opatření podle § 6 tohoto zákona. V rámci svých činností musí přijmout opatření, která jim umoţní účinně spolupracovat.

4.2.2 Zákon č. 59/1998 Sb. o odpovědnosti za škodu způsobenou vadou výrobku § 1 Odpovědnost výrobce za vadu výrobku Dojde-li v důsledku vady výrobku ke škodě na zdraví, k usmrcení nebo ke škodě na jiné věci, neţ je vadný výrobek, určené a uţívané převáţně k jiným neţ podnikatelským účelům, odpovídá výrobce poškozenému za vzniklou škodu, jestliţe poškozený prokáţe vadu výrobku, vzniklou škodu a příčinnou souvislost mezi vadou výrobku a škodou. Výrobce se můţe odpovědnosti zprostit pouze na základě skutečností stanovených v § 5. § 4 Vada výrobku 1. Výrobek je podle tohoto zákona vadný, jestliţe z hlediska bezpečnosti jeho uţití nezaručuje vlastnosti, které lze od něj oprávněně očekávat, zejména s ohledem na a)

prezentaci výrobku včetně poskytnutých informací, nebo

b)

předpokládaný účel, ke kterému má výrobek slouţit, nebo

c)

dobu, kdy byl výrobek uveden na trh.

2. Výrobek nelze povaţovat za vadný pouze z toho důvodu, ţe později byl uveden na trh dokonalejší výrobek.

4.2.3 Národní program environmentálního značení Národní program environmentálního značení byl vyhlášen 14. dubna 1994. Systém vznikl z iniciativy ministra ţivotního prostředí a ministra hospodářství. K ekoznačení přibylo v roce 2007 také vlastní environmentální tvrzení a environmentální prohlášení o produktu. Národní program environmentálního značení je zaloţený na vytvoření konkurenčního prostředí na trhu mezi výrobky porovnatelných kvalitativních parametrů, 58

zavedením dalšího výběrového kritéria, které zahrnuje stanovené ekologické poţadavky na výrobek. Ovlivňování vzorců spotřeby a výroby vede k realizaci udrţitelného rozvoje. Podstata označování ekologicky šetrných výrobků spočívá v certifikaci produktu nezávislou třetí stranou. 

Úkolem systému ekoznačení je 

výběr skupin výrobků – výrobkových kategorií – u nichţ lze sníţit jejich negativní působení na ţivotní prostředí



stanovit soubor poţadavků – kritérií – které musí výrobky dané skupiny splňovat



udělování ekoznačky výrobkům, které splňují daná kritéria, formou licenční smlouvy



provádění kontrol shody vlastností výrobků se stanovenými poţadavky a dodrţování licenční smlouvy.

Ekoznačka České republiky a Národní program označování ekologicky šetrných výrobků se řídí mezinárodní technickou normou ISO 14024 Environmentální značky a prohlášení - Environmentální značení typu I. - Zásady a postupy a je proto uznávaným dokladem o kvalitách výrobku i v zahraničí.



Vlastní environmentální tvrzení Je prohlášení, značka nebo obrazec, který poukazuje na nějaký prvek

činnosti, výrobků nebo sluţeb organizace a který můţe ovlivňovat ţivotní prostředí. Je určitým druhem reklamy. Vztahuje se na výrobek, součástku nebo obal. Aby vlastní environmentální tvrzení (VET) mohlo být povaţováno za věrohodné, musí existovat důkaz o jejich spolehlivosti a důvěryhodnosti. Vyhlášení takových tvrzení totiţ z povahy věci nepodléhá ţádnému schvalování. Pro stanovení jasných pravidel, jak by pravdivé a důvěryhodné environmentální tvrzení mělo vypadat, byla vydána mezinárodní norma (ČSN ISO 14021 – Environmentální značky a prohlášení – vlastní environmentální tvrzení). Její následování je čistě dobrovolné, je však podmínkou pro to, aby dané sdělení mohlo být povaţováno za spolehlivé.

59

Obr. 38 Příklad vlastního environmentálního tvrzení



Poţadavky na VET podle ISO 14021 Vlastní environmentální tvrzení musejí být 1. přesná a nezavádějící 2. doloţená a ověřená 3. pouţívána pouze v odpovídajících souvislostech a musí se týkat určitého výrobku 4. prezentována způsobem, ze kterého je jasné, zda se tvrzení týká celého výrobku, jeho části, obalu nebo určitého prvku sluţby Např. informace o obalu výrobku, jako je údaj o obsahu recyklovaného materiálu. Bylo by zavádějící budit dojem, že recyklovaný je celý výrobek, pokud to tak není. 5. specifická ve vztahu k environmentálnímu zlepšení, kterého se tvrzení týká. Tvrzení neurčité nebo zeširoka naznačující, že výrobek je prospěšný životnímu prostředí nebo neškodný, nesmí být použito. Proto je nepřípustné použít např. výrazy jako bezpečný pro životní prostředí, přátelský k životnímu prostředí, neznečišťující, zelený, k přírodě přátelský a k ozónu přátelský. 6. prezentována způsobem, který nevyvolává dojem, ţe výrobek je schválen nebo certifikován nezávislou organizací v případě, ţe tomu tak není; U certifikátů nebo oficiálně vypadajících symbolů by mělo být uvedeno, z jakých standardů vychází, kdo je vydal a o jaký certifikační postup se jedná. To se týká i symbolů organizací, které výrobce finančně nebo jinak podpořil, např. na obalu jeho výrobků. 7. vztahovat se k environmentálním aspektům výrobku, které existují nebo během

ţivotního

cyklu

výrobku

mohou

nastat;

Např. správným tvrzením může být informace, že tento papír je ze 75% 60

vyroben z druhotných surovin. Naopak zavádějící by bylo tvrdit, že při jeho výrobě nebylo použito dřevo z tvrdých tropických dřevin, protože to se k výrobě papíru nepoužívá. 8. prezentována tak, aby bylo zřejmé, ţe tvrzení a případné vysvětlující prohlášení (doplňující informace pro správné pochopení samotného tvrzení) mají být chápána společně; 9. týkat se oblasti, ve které se daný environmentální aspekt výrobku vyskytuje; 10. přesná a obsahovat základ pro srovnání – pokud je zaloţeno na srovnání s jinými výrobky. Bylo by například chybné tvrdit, že výrobek je teď šetrnější k životnímu prostředí nebo energeticky úspornější bez dalšího upřesnění. Ale přípustné by bylo uvést, že výrobek má o 20% nižší spotřebu než předchozí model.



Environmentální prohlášení o produktu Environmentální prohlášení o produktu (Environmental Product Declaration –

EPD) je soubor měřitelných informací o vlivu produktu (výrobku nebo sluţby) na ţivotní prostředí v průběhu celého ţivotního cyklu (např. spotřeba energií a vody, produkce odpadů, vliv na změnu klimatu, rozrušování ozonové vrstvy apod.). Tyto informace se zjišťují metodou analýzy ţivotního cyklu (LCA) podle norem ČSN ISO 14040-49 a mohou být ještě doplněny různými dalšími údaji, jeţ jsou povaţovány za podstatné. Dokument (EPD) s těmito údaji musí být veřejně přístupný a údaje v něm obsaţené musí být ověřitelné. V podstatě tedy jde o podrobný průkaz produktu o jeho vlivu na ţivotní prostředí.

Obr. 39 Označení environmentálního prohlášení o produktu Cíl a principy Cílem je pomoci podnikům prezentovat důvěryhodným a srozumitelným způsobem environmentální vlastnosti svých produktů (výrobků i sluţeb). 61

Hlavními principy environmentálních prohlášení o produktu v mezinárodním systému EPD jsou následující: 

Objektivita – Systém EPD je zaloţen na poţadavku pouţívat mezinárodně uznávané a platné metody analýzy ţivotního cyklu (LCA). Tato podmínka umoţňuje rozpoznat nejvýznamnější environmentální aspekty produktu od kolébky po hrob a zaměřit se na ně při současném vnímání celkového obrazu všech souvislostí. To vede k neustálému zlepšování v jednotlivých fázích ţivotního cyklu produktu a umoţňuje sniţování negativního vlivu na ţivotní prostředí.



Důvěryhodnost – Prohlášení procházejí připomínkováním, schvalovacím procesem a ověřením, které provádí nezávislý akreditovaný ověřovatel.



Neutralita – Systém EPD si nedělá automatické nároky na větší ekologickou šetrnost jím hodnocených produktů a nepředepisuje ţádná kritéria ekologické šetrnosti, která je třeba dodrţovat. Environmentální profil produktu vyplyne aţ na základě hodnocení.



Porovnatelnost – Je zajištěna prostřednictvím pravidel produktových kategorií pro vybrané výrobky a sluţby. Tato pravidla popisují harmonizované zásady pro zpracování LCA, konkrétně pro sběr dat, metodologii, výpočty a vyhodnocení získaných výsledků.



Otevřenost pro všechny produkty a služby – Systém EPD je aplikovatelný na jakékoli výrobky a sluţby.



Otevřenost pro všechny zájemce – Většina činnosti systému EPD probíhá prostřednictvím snadno přístupných informací na internetu.



Zaměření na dopad na životní prostředí – Systém EPD dovoluje zahrnout i hodnocení potenciálního vlivu na ţivotní prostředí.26

26

Www.ekoznacka.cz [online]. 2007 [cit. Http://www.ekoznacka.cz/web/www/web-pub2.nsf/$pid/CENMSFM6XK7Y. WWW: <www.ekoznacka.cz>.

62

2010-04-10]. Dostupné z

NÁVRH

5

TECHNOLOGICKÉHO

POSTUPU

VÝROBY

DŘEVĚNÉHO SURFOVÉHO PRKNA

5.1



Nářez formátu překliţky

Účel operace Účelem této operace je vytvoření jednotlivých částí rámu (páteř, ţebra, postranice) a vnitřní vrstvy pláště s pouţitím CNC obráběcího centra pro dosaţení maximální přesnosti všech vyráběných dílů.



Pracovní postup 1. zprovoznění stroje 

kontrola stroje



kontrola mnoţství mazací kapaliny



zapnutí přívodu vzduchu



kontrola nástrojů a případná výměna břitů



kalibrace



nastavení poţadovaného programu pro obrábění

2. odebrání jednoho formátu z hráně 3. vloţení materiálu na stůl s upínacím systémem 4. zapnutí odsávání a uvedení stroje do činnosti 5. kontrola průběhu obrábění z místa řídícího panelu stroje 6. odebrání zhotovených dílců a uloţení na upravenou paletu 7. odebrání odpadového materiálů a uloţení na příslušné místo 8. vloţení dalšího formátu překliţky 9. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště



Materiál a kvalitativní poţadavky Pouţitým materiálem bude překliţka lepená PVAC lepidlem bez obsahu formaldehydu v celobukovém provedení, jakosti PN – 5/DY/04 překliţované 63

desky truhlářské pro všeobecné pouţití, třída lepení 1 dle ČSN EN 314-2, vlhkost 6 – 12% při dodání. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.

Tab. 6 Rozměry překliţované desky Typ surfového prkna



5.2



Tloušťka

Formát (mm)

Longboard

3050 x 1525

Shortboard

2200 x 1220

Funboard

2500 x 1250

Fish

2200 x 1220

Gun

2500x 1250

(mm) Rám

Plášť

8

4

Stroje a nástroje na opracování 

CNC obráběcí centrum



skříň pro uloţení nástrojů



nástrojové vybavení

Šířkové rozmítání

Účel operace Účelem této operace je zhotovit z řeziva lamely pomocí rozmítací pily.



Pracovní postup 1. kontrola stroje a uchycení obráběcích nástrojů 2. nastavení poţadované šířky vyráběných lamel 3. zapnutí odsávání a uvedení stroje do činnosti 64

4. podávání jednotlivých kusů řeziva do rozmítací pily 5. odebrání zhotovených lamel a odpadu 6. uloţení lamel a odpadu na místa určená 7. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště



Materiál a kvalitativní poţadavky Pouţitým materiálem je smrkové nebo jedlové deskové řezivo, vlhkosti 7 – 12%. V případě, ţe řezivo obsahuje vady, které při uvedeném technologickém postupu výroby nelze vymanipulovat, pracovník tyto kusy vyřadí.



5.3




rozmítací pila KM310






nástrojové skříně

Vymanipulování vad

Účel operace Účelem této operace je vyřezání vad, které by sniţovaly pevnost hran surfového prkna a způsobovaly by problémy při jejich opracování.



Pracovní postup 1. kontrola a seřízení stroje 2. zapnutí odsávání a uvedení stroje do činnosti 3. vizuální zhodnocení lamely 4. vymanipulování vady 5. třídění nově vzniklých délek lamel 6. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště

65



Materiál a kvalitativní poţadavky Pouţitým materiálem jsou lamely vzniklé při operaci šířkového rozmítání. V případě, ţe lamely obsahují více vad, kdy jejich vymanipulováním by vznikly příliš malé délky, nevyhovující pro délkové nastavení, pracovník tyto lamely vyřadí.



5.4 


manipulační krátící pila




Délkové nastavování Účel operace Účelem této operace je nastavení lamel do nekonečného vlysu a jejich následné zakrácení na poţadovanou délku, vyplývající z délky vyráběného surfového prkna.



Pracovní postup 1. kontrola a seřízení strojů 2. dodání lepidla do nanášečky 3. odebrání několika lamel z palety 4. zarovnání čel lamel 5. vloţení lamel do upínacího zařízení 6. vyfrézování miniozubu 7. opakování bodů 5. 6. 7. na druhé straně lamel 8. uloţení oboustranně ofrézovaných lamel na paletu 9. odebrání lamel z palety 10. nanášení lepidla na čelo lamely 11. vkládání do sráţecího stroje 12. krácení nekonečného vlysu na poţadovanou délku 13. ukládání lamel s poţadovanou délkou na paletu 14. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště

66



Materiály a kvalitativní poţadavky Vstupním materiálem jsou délkově nevyhovující lamely s vymanipulovanými vadami. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu, a pokud objeví nedovolené vady, tento materiál vyřadí.



5.5




frézovací část nekonečného vlysu



sráţecí část nekonečného vlysu




Čtyřstranné opracování

Účel operace Účelem operace je na čtyřstranné profilovací frézce upravit tloušťku a šířku lamel na konečný rozměr.



Pracovní postup 1. kontrola a seřízení stroje 2. kontrola nástrojů 3. zapnutí odsávání a uvedení stroje do činnosti 4. vkládání lamel do stroje 5. odebírání lamel ze stroje 6. uloţení čtyřstranně opracovaných lamel na paletu 7. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště



Materiál a kvalitativní poţadavky Vstupním materiálem jsou délkově nastavené lamely. Kvalitativní poţadavky jsou hodnoceny vizuálně a v případě, ţe vstupní materiál vykazuje nedovolené vady vzniklé v předchozích operacích a není moţné tyto vady či poškození odstranit při této operaci, pak pracovník takovéto kusy vyřadí. 67



5.6




čtyřstranná profilovací frézka




Lepení rámu

Účel operace Účelem této operace je slepení jednotlivých dílců rámu (páteř, ţebra, postranice a lamely) do jednoho celku.



Pracovní postup 1. odebrání dílců rámu z palety a rozloţení na pracovním stole 2. staţení všech ţeber pomocí ruční svěrky do jednoho bloku 3. ruční nanesení lepidla na ţebra v místech styku s páteří a postranicemi 4. povolení svěrek 5. ruční nanesení lepidla na lamely 6. kompletace rámu  sloţení páteře a ţeber do jednoho celku  umístění tohoto celku do formy zajišťující správnou polohu jednotlivých ţeber  připojení postranic a lamel k rámu a zajištění tohoto kompletu pomocí formy 7. po ukončení práce uklizení pracoviště



Materiál a kvalitativní poţadavky Pouţitým materiálem při této operaci jsou jednotlivé části rámu vyřezané z překliţované desky a délkově nastavené čtyřstranně opracované lamely. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.

68



5.7 

Pomůcky pro lepení 

ruční nanášečka lepidla



forma

Lepení vnitřní vrstvy pláště Účel operace Účelem této operace je na vzniklý rám surfového prkna naklíţit vnitřní vrstvu opláštění zhotovené v první technologické operaci, nářez formátu překliţky, a to z vrchní a spodní strany rámu.



Pracovní postup 1. příprava formy 2. rozloţení plášťů a rámu na pracovní stůl 3. ruční nanesení lepící směsi na pláště v místech styku s rámem 4. skládání souboru do formy uzpůsobené k vyvození potřebného tlaku pro kvalitní spojení všech lepených částí 5. uzavření formy a vyvození potřebného tlaku 6. povolení formy a vytáhnutí opláštěného rámu 7. uloţení tohoto celku na upravenou paletu



Materiál a kvalitativní poţadavky Vstupním materiálem v této operaci je překliţka vyřezaná do poţadovaného tvaru a rám dřevěného surfového prkna. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.



Pomůcky pro lepení 

forma



ztuţidla 69

5.8 

Frézování profilů hran a broušení Účel operace Účelem této operace je obrobit na CNC obráběcím centru naklíţené lamely na obvod rámu tak, aby bylo dosaţeno poţadovaného tvaru hran surfového prkna a následně kompletně obrousit povrch prkna.



Pracovní postupy 1. zprovoznění stroje 

kontrola stroje












připevnění speciální formy na pracovní stůl



kalibrace




vloţení obráběného dílce do speciální formy 2. zapnutí odsávání a uvedení stroje do činnosti 3. kontrola průběhu obrábění z místa řídícího panelu stroje 4. odebrání obrobeného dílce a uloţení na upravenou paletu 5. vloţení dalšího dílce a opakování procesu 6. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště 

Materiál Pouţitým materiálem při této operaci je opláštěný rám dřevěného surfového prkna. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.







nástrojové vybavení 70

5.9 

Nanášení lepící směsi a skládání souboru Účel operace Účelem operace je nanesení lepidla na dýhy tvořící střední vrstvu pláště surfového prkna a sloţení souboru. Nanesení lepidla na dýhy je provedeno poléváním.



Pracovní postupy 1.

kontrola polévací hlavy, čerpadla a zásobníku lepidla

2.

seřízení velikosti štěrbiny v licí hlavě a rychlosti dopravních pásů

3.

vkládání listů dýh na dopravník přivádějící listy k licí hlavě

4.

ruční skládání souboru  odebrání dýhy s naneseným lepidlem a poloţení na místo skládání souboru, jehoţ plocha má stejný tvar jako spodní strana surfového prkna  poloţení surfového prkna na dýhu s naneseným lepidlem  odebrání další dýhy od nanášečky  poloţení dýhy na surfové prkno s nanesenou vrstvou lepidla směrem dolů  sloţení dalších dvou souborů podle uvedeného postupu, přičemţ soubory jsou skládány na sebe po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště

5. 

Materiál a kvalitativní poţadavky Buková dýha tloušťky 1 mm v rozměrech vyráběného surfového prkna a surfové prkno s vnitřní vrstvou pláště. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.




polévací stroj



pracovní dopravník



skříň pro uloţení čistících a hygienických prostředků, kontrolních pomůcek a příslušenství k polévání. 71

5.10 Lisování

 Účel operace Účelem je pomocí membránového lisu slisovat vytvořené soubory v předchozí operaci.  Pracovní postup 1.

kontrola lisu

2.

nastavení lisovacích parametrů

3.

vloţení souboru do membránového lisu

4.

uzavření lisu a vlastní lisování

5.

otevření lisu po dokončení lisování

6.

uloţení slisovaného souboru na upravenou paletu ke klimatizaci

7.

vloţení dalšího souboru a opakování procesu

8.

po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště Lisovací parametry: 

lisovací teplota – 60 aţ 150°C



lisovací tlak – 5 kg/cm2



lisovací čas – 3 aţ 5 min.

 Materiál a kvalitativní poţadavky Lisovací soubor sloţený ze surfového prkna opláštěného bukovou dýhou. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.

 Stroje a nástroje na opracování 

membránový lis



příslušenství

72

5.11 Broušení  Účel operace Účelem této operace je na CNC obráběcím centru vybrousit přechod mezi hranou surfového prkna a nalisovanou dýhou tak, aby byl povrch prkna připraven na nanesení finální vrstvy pláště.  Pracovní postup 1. zprovoznění stroje 

kontrola stroje















kalibrace




2. vloţení obráběného dílce do speciální formy 3. zapnutí odsávání a uvedení stroje do činnosti 4. kontrola průběhu obrábění z místa řídícího panelu stroje 5. otočení surfového prkna ve formě a pokračování v broušení 6. odebrání obrobeného dílce a uloţení na upravenou paletu 7. vloţení dalšího dílce a opakování procesu 8. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště

 Materiál a kvalitativní poţadavky Vstupním materiálem je surfové prkno opláštěné vnitřní a střední vrstvou. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.

73

 Stroje a nástroje na opracování 








5.12 Nanášení lepící směsi a skládání souboru 

Účel operace Účelem operace je finální opláštění surfového prkna vnější vrstvou pláště. Lepidlo je na prkno naneseno poléváním nejdříve ze spodní strany poté se přiloţí dýha a takto sloţený soubor putuje do membránového lisu. Po vylisování je na vrchní stranu naneseno lepidlo přiloţí se dýha a opět probíhá lisování. Celý cyklus je dvakrát opakován.



Pracovní postup 1. kontrola polévací hlavy, čerpadla a zásobníku lepidla 2. seřízení velikosti štěrbiny v licí hlavě a rychlosti dopravních pásů 3. vkládání surfového prkna na dopravník k licí hlavě 4. ruční skládání souboru  odebrání surfového prkna z dopravníku a poloţení stranou bez lepidla směrem dolů  poloţení dýhy na surfové prkno  sloţení dalších dvou souborů podle uvedeného postupu, přičemţ soubory jsou skládány na sebe 5. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště



Materiál a kvalitativní poţadavky Speciální dýha ze spodní strany podlepená flícem a následně vybroušená na tloušťku 0,3 mm. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést

74

k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.




polévací stroj



pracovní dopravník



skříň pro uloţení čistících a hygienických prostředků, kontrolních pomůcek a příslušenství k polévání.

5.13 Lisování  Účel operace Účelem je pomocí membránového lisu slisovat vytvořené soubory v předchozí operaci.  Pracovní postupy 1.

kontrola lisu

2.

nastavení lisovacích parametrů

3.

vloţení souboru do membránového lisu

4.

uzavření lisu a vlastní lisování

5.

otevření lisu po dokončení lisování

6.

uloţení slisovaného souboru na upravenou paletu ke klimatizaci

7.

vloţení dalšího souboru a opakování procesu

8.

po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště Lisovací parametry: 

lisovací teplota – 60 aţ 150°C



lisovací tlak – 5 kg/cm2



lisovací čas – 3 aţ 5 min.

75

 Materiál a kvalitativní poţadavky Lisovací soubor sloţený ze surfového prkna opláštěného bukovou dýhou. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.  Stroje a nástroje na opracování 

membránový lis



příslušenství

5.14 Frézování otvorů  Účel operace Účelem této operace je pomocí CNC obráběcího centra do spodní plochy surfového prkna vyfrézovat otvory pro systém, který slouţí k upevnění ploutví.  Pracovní postupy 1. zprovoznění stroje 

kontrola stroje















kalibrace




2. vloţení obráběného dílce do speciální formy 3. zapnutí odsávání a uvedení stroje do činnosti 4. kontrola průběhu obrábění z místa řídícího panelu stroje 5. odebrání obrobeného dílce a uloţení na upravenou paletu 6. vloţení dalšího dílce a opakování procesu 7. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště

76

 Materiál a kvalitativní poţadavky Pouţitým materiálem při této operaci je finálně opláštěné surfové prkno. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.  Stroje, zařízení a pomůcky 








5.15 Broušení  Účel operace Účelem této operace je vybrousit plochy surfového prkna tak, aby byl povrch čistý, hladký a uzpůsobený pro nános nátěrové hmoty. Vzhledem k tvaru surfového prkna bude tato operace prováděna na CNC obráběcím centru, aby nedošlo k případnému probroušení vrstev pláště.

 Pracovní postupy 1. zprovoznění stroje 

kontrola stroje















kalibrace




2. vloţení obráběného dílce do speciální formy 3. zapnutí odsávání a uvedení stroje do činnosti 4. kontrola průběhu obrábění z místa řídícího panelu stroje 5. otočení surfového prkna ve formě a pokračování v broušení 6. odebrání obrobeného dílce a uloţení na upravenou paletu 77

7. vloţení dalšího dílce a opakování procesu 8. po ukončení práce vypnutí zařízení a uklizení pracoviště

 Materiál a kvalitativní poţadavky Vstupním materiálem je finálně opláštěné surfové prkno. Materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.

 Stroje, zařízení a pomůcky 








5.16 Povrchová úprava  Účel operace Účelem této operace je nanést ochrannou vrstvu nátěrové hmoty, která rovněţ zajišťuje vodovzdornost surfového prkna. Operace povrchové úpravy zahrnuje nanesení základního nátěru na surfové prkno pokryté skelnou tkaninou, přebroušení a nanesení konečné vrstvy nátěrové hmoty.

a)

Základní nátěr

 Pracovní postup 1. kontrola stříkací pistole, stříkacího boxu a odsávacího zařízení 2. seřízení stříkací pistole 3. umístění surfového prkna na pracovní stůl 4. pokrytí spodní strany surfového prkna skelnou tkaninou 5. nanášení nátěrové hmoty 78



dodrţování stále stejné vzdálenosti stříkací pistole od výrobku



nanášení jednotlivých tahů tak, aby se správně překrývali (1/4 šířky stříkaného paprsku)

6. uloţení surfového prkna na místo k zaschnutí nátěrové hmoty 7. pokrytí skelnou tkaninou a nanesení nátěrové hmoty na vrchní stranu surfového prkna podle bodu 5. 8. uloţení surfového prkna na místo k zaschnutí nátěrové hmoty

 Materiál a kvalitativní poţadavky Základní nátěr se provádí na surfové prkno, jehoţ povrch je hladký a bez nečistot. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.

 Zařízení pro povrchovou úpravu 

stříkací box s odsávacím zařízením a vhodným plynotěsným osvětlením



stříkací pistole pro stříkání z tlakových nádob, včetně hadic potřebné délky



tlaková nádoba, regulátor tlaku a čistič vzduchu



skříň pro uloţení čistících a hygienických prostředků, kontrolních pomůcek a příslušenství ke stříkání.

b) 

Přebroušení Pracovní postup 1. umístění surfového prkna na pracovní stůl opatřený měkkými podloţkami, zabraňující poškození povrchu prkna 2. přebroušení spodní plochy surfového prkna pomocí ruční leštičky 3. otočení prkna a vybroušení vrchní strany

79



Materiál a kvalitativní poţadavky Vstupním materiálem je surfové prkno, na něhoţ byla nanesena základní vrstva povrchové úpravy.

c)

Konečný nátěr  Pracovní postup 1. kontrola stříkací pistole, stříkacího boxu a odsávacího zařízení 2. seřízení stříkací pistole 3. umístění surfového prkna na pracovní stůl vrchní stranou směrem dolů 4. nanášení nátěrové hmoty 

dodrţování stále stejné vzdálenosti stříkací pistole od výrobku



nanášení jednotlivých tahů tak, aby se správně překrývali (1/4 šířky stříkaného paprsku)

5. uloţení surfového prkna na místo k zaschnutí nátěrové hmoty 6. umístění surfového prkna na pracovní stůl vrchní stranou směrem nahoru 7. nanesení nátěrové hmoty podle bodu 4. 8. uloţení surfového prkna na místo k zaschnutí nátěrové hmoty 

Materiál Konečný nátěr se provádí na surfové prkno, které bylo opatřeno základním nátěrem. Vstupní materiál nesmí vykazovat vady, které by mohly vést k pozdějším nedostatkům výrobku. Pracovník provede vizuální kontrolu vstupního materiálu a případné nevhodné kusy vyřadí.



Zařízení pro povrchovou úpravu 

stříkací box s odsávacím zařízením a vhodným plynotěsným osvětlením



stříkací pistole pro stříkání z tlakových nádob, včetně hadic potřebné délky



tlaková nádoba, regulátor tlaku a čistič vzduchu



skříň pro uloţení čistících a hygienických prostředků, kontrolních

80

5.17 Balení 

Účel operace Účelem balení surfového prkna je



Pracovní postup Na předem připravený kartonový papír poloţí pracovník hotové surfové prkno. V místech ohybu jej přeloţí a spoje přelepí lepicí páskou. Samolepící štítek obsahující identifikační údaje výrobku poté přilepí na boční plochu.



Materiál a kvalitativní poţadavky Kompletně dokončené surfové prkno. Zabalení surfového prkna musí být kvalitně provedeno, aby bylo riziko mechanického poškození během skladování či transportu minimální.



Pomůcky pro balení 

kartonové obaly



lepicí páska



identifikační štítek

Bezpečnost práce Poţadavky na bezpečnost práce pro všechny pracovní operace vyţadují speciální znalosti oboru bezpečnosti a ochrany zdraví při práci. Toto detailní řešení v diplomové práci není obsaţeno.

81

6 6.1

VYHODNOCENÍ Kvalitativní vyhodnocení Surfová prkna jsou všeobecně výrobky, jejichţ kvalita není nijak zaručena.

Existuje mnoho výrobců, kteří se při výrobě surfových prken neřídí téměř ţádnými pravidly či postupy a dodávají na trh nekvalitní výrobky. Protoţe pro surfová prkna neexistují ţádné technické dokumenty či normy, které by vymezovaly technické poţadavky na ně kladené a tím zajišťovaly jejich kvalitu, jsou v této práci vypsány právní předpisy, které stanovují obecnou bezpečnost výrobku. Jde o nařízení vlády č. 102/2001 Sb. o obecné bezpečnosti výrobku a o změně některých zákonů (zákon o obecné bezpečnosti výrobků) a zákon č. 59/1998 Sb. o odpovědnosti za škodu způsobenou vadou výrobku. Seznámením se s těmito právními předpisy a jejich dodrţování při výrobě surfových prken by mělo zvyšovat kvalitu tohoto výrobku. Zajištění kvality je dáno také základními vlastnostmi surfového prkna, kterými jsou hmotnost, pevnost, vodovzdornost. 6.1.1 Hmotnost Hmotnost prkna ovlivňuje míru plovatelnosti na hladině a s tím související manévrovací vlastnosti. Čím niţší hmotnost, tím snazší ovladatelnost, tedy méně vynaloţeného úsilí při sjíţdění vlny. K dosaţení co nejniţší hmotnosti, která se téměř rovná hmotnosti surfových prken vyráběných z plastových hmot, byl pouţit materiál na bázi dřeva – překliţka, který je nejenom lehký, ale také dostatečné pevný. Z překliţky byl zhotoven rám, jehoţ prvky měly vyfrézovány otvory pro ještě větší odlehčení, a také vnitřní vrstva pláště. Celý tento rám byl poté potaţen trojitou vrstvou pláště, která byla zvolena rovněţ s ohledem na nízkou hmotnost. Kromě toho, ţe hmotnost ovlivňuje jízdní vlastnosti je také důleţitým ukazatelem při koupi surfového prkna. 6.1.2 Pevnost Spolehlivost konstrukce surfového prkna z hlediska pevnosti je velmi těţké stanovit, protoţe jde o výrobek pouţívaný v prostředí, které nelze nijak kontrolovat. Obrovská síla, kterou jsou mořské vlny schopny vyvinout, dokáţe poškodit či dokonce přelomit i velké jachty a lodě. Proto se můţe na první pohled zdát, ţe v ţádném případě 82

nemůţe být pevnost surfového prkna ukazatelem kvality. Avšak zdokonalování konstrukce v oblasti její pevnosti je více neţ účelné, aby riziko poškození či zlomení bylo co nejmenší, čímţ se také stanoví kvalita a bezpečnost výrobku. Všeobecně můţeme říci, ţe překliţka je pevnější a pruţnější materiál neţ pěnový polystyren, ze kterého je vyráběna většina dnešních surfových prken. Proto lze také očekávat celkově větší pevnost dřevěného surfového prkna, jehoţ rám a vnitřní vrstva opláštění jsou vyrobeny z překliţky. Pevnost tohoto rámu určuje taky pevnost a pruţnost lepeného spoje. Proto je důleţité zvolit správný druh lepidla Zjišťování pevnosti konstrukce je moţné pomocí laboratorních měření, ovšem zařízení této laboratoře by bylo velmi nákladné. Proto se jako vhodnější jeví varianta pouţití moderní výpočetní technologie jakou je CFD (Computational fluid dynamics), kde lze sledovat chování modelu surfového prkna při pohybu v tekutině. Nicméně pouţití této technologie si vyţaduje její dokonalou znalost, proto zde není vypracována ţádná analýza zkoumající pevnost konstrukce surfového prkna.

6.1.3 Vodovzdornost Ačkoliv se můţe zdát, ţe všechna surfová prkna musí být zákonitě vodovzdorná, opak je pravdou. Majitelé starších lodí velmi dobře znají „osmózy“ díky kterým se na povrchu jejich lodí vytvořily puchýře. Vlhkost se pak snadno dostává do konstrukce. Proto musí být surfová prkna velmi dobře utěsněna před jakýmkoliv nepatrným vnikem vlhkosti. Problémy s vlhkostí můţe přinášet špatně vybroušená nátěrová hmota. Probroušení hran způsobuje pronikání vlhkosti do konstrukce, a výsledkem jsou hnědé skvrny, delaminace a zvýšení hmotnosti, které vede k totálnímu znehodnocení prkna.

Obr. 40 Ukázka poškození lodního trupu osmózy 83

Další oblastí, kde hrozí vniknutí vlhkosti do konstrukce, je místo připevnění ploutví k surfu. Především jde o špatně řešené a upevněné boxy, do kterých se nasazují ploutve. Proto je z tohoto pohledu vhodnější pouţití pevných ploutví, které nelze měnit, ale za to je zaručena vodovzdornost surfového prkna v těchto problematických místech.

Obr. 41 Příklad měnitelné (vlevo) a pevné (vpravo) ploutve

Ekoznačení

6.2

Ekoznačení je pojem, pouţívaný pro označování výrobků (a sluţeb), které jsou v průběhu celého ţivotního cyklu šetrnější nejen k ţivotnímu prostředí, ale i ke zdraví spotřebitele. Jejich kvalita přitom zůstává na velmi vysoké úrovni. Spotřební zboţí (a sluţby) se označují logem, které spotřebiteli slouţí jako jasná a srozumitelná informace, ţe u označeného výrobku (sluţby) bylo provedeno hodnocení nezávislou třetí stranou, která se tak zaručila uţ za více jak 400 výrobků. V současné době pouţívá ekoznačku na jednom či více výrobcích přes 90 českých i zahraničních firem a jejich počet neustále roste. Výrobek ekoznačením získá 

státem garantované potvrzení vyšší uţitné hodnoty na základě toho, ţe prošel přísnými testy prokazujícími splnění kvalitativních a ekologických poţadavků



mezinárodní uznání o výrobku doloţí, ţe je k ţivotnímu prostředí šetrnější neţ konkurenční a neoznačené výrobky



doporučení zákazníkům od řady ekologických nevládních organizací 84



zařadí se mezi prioritně nakupované zboţí všemi institucemi, které pouţívají systém zelených zakázek.

Obr. 42 Loga ekoznačení České republiky a Evropské unie.

Přínosy pro spotřebitele 

spotřebiteli se dostane státní garance toho, ţe u daného výrobku, na základě hodnocení jeho vlastností, byly minimalizovány nepříznivé vlivy na ţivotní prostředí a přírodní zdroje



zajištění bezpečné orientace spotřebitele v široké škále rovnocenných výrobků

Přínosy pro výrobce 

zlepšení image výrobců



náskok před konkurencí



lepší podmínky při exportu



moţnost vyuţití dlouhodobé a nízkoúrokové půjčky ze Státního fondu ţivotního prostředí



preference státních zakázek a výběrových řízení ve smyslu usnesení vlády na podporu prodeje a uţívání ekologicky šetrných výrobků



zvýšení odbytu označených výrobků

85

7

ZÁVĚR Diplomová práce se zabývá návrhem konstrukce dřevěného surfového prkna.

K tomu, aby tato konstrukce mohla být správně řešena, bylo zapotřebí se nejdříve seznámit s poţadavky, jeţ jsou kladena na surfová prkna. Proto byla vypracována literární rešerše současných poznatků a technických informací o surfových prknech. Výsledkem, ale byly pouze strohé údaje, se kterými nebylo moţno téměř pracovat. Podařilo se, však shromáţdit důleţité poznatky o hydrodynamice ve vztahu k surfovému prknu, které jsou uvedeny v kapitole 3.4. Jsou zde rozebrány síly působící na surfové prkno při jeho pohybu po vlně. Díky tomu je moţné pracovat na zdokonalování konstrukce surfového prkna a také jeho jízdních vlastností, kterými jsou ovladatelnost, stabilita a rychlost. Cílem práce byla analýza konstrukčních kritérií a materiálů, která jsou uvedena v kapitole 4.1. Ke konstruování surfového prkna byly zvoleny moderní programy a technologie zajišťující rychlost a přesnost vyráběných dílů a tedy i konečného výrobku. Samotná konstrukce podléhá při svém pouţívání velmi agresivnímu prostředí, jenţ na ni působí, proto je účelné pracovat na zdokonalování této konstrukce. To lze provádět například pomocí výpočetní technologie jakou je CFD (Computational fluid dynamics). Nicméně jde o poměrně sloţitý proces, který je umocněn právě prostředím, ve kterém je surfové prkno pouţíváno. Proto je zde pouze nastíněna moţnost řešení tohoto problému a poznatky jako hydrodynamika surfového prkna či konstrukční kritéria, mohou také poslouţit při zpracování této analýzy. Tak jako všechny výrobky uváděné na trh i surfové prkno musí být vzhledem k jeho uţivateli a k jeho okolí bezpečné. Proto jsou v této diplomové práci v kapitole 4.2. uvedeny právní předpisy zajišťující obecnou bezpečnost výrobku, čímţ by se mělo dosáhnout zkvalitnění výroby surfových prken. Dalším důleţitým hlediskem kromě bezpečnosti tohoto výrobku je také jeho ekologická nezávadnost. Z tohoto důvodu je zde uveden systém, díky kterému vznikne potvrzení v podobě loga, ţe jde skutečně o ekologicky šetrný výrobek. Výsledkem diplomové práce je návrh technologického postupu výroby dřevěného surfového prkna uvedený v kapitole 5., který splňuje dané právní předpisy pro jeho výrobu. Celková konstrukce i návrh technologického postupu výroby je moţné s jistými úpravami pouţít také pro windsurfová prkna. Závěrem lze tedy říci, ţe se podařilo navrhnout technologický postup výroby, pro v České republice zcela ojedinělý výrobek.

86

8

RESUME My diploma thesis was concerned with the construction of the wooden surfboard.

In order for this construction can be properly solved, it was necessary to get acquainted with the demands that are placed on surfboards. Therefore, the literature search of current knowledge and technical information on surfboards has been made. But the results were only sparse data which it could not be close to work with. It was managed, however, to gather important information of the hydrodynamics in relation to the surfboard, which are listed in chapter 3.4. The forces takes effect on the surfboard when the wave motion, were also analyzed. This makes possible to work on improving the construction of surfboards and its driving characteristics, which are controllability, stability and speed. The aim of the thesis was an analysis of construction criteria and materials, which are listed in chapter 4.1. There were selected some advanced software and technology to ensure speed and precision manufactured parts and therefore the final product for the construction of the surfboard. Structure itself is subject of usage in very aggressive environment, which it operates in, so it is advisable to work on improving the construction. This can be done for example by using computer technology such as CFD (Computational Fluid Dynamics). However, this is a fairly complicated process, which is being amplified by the environment in which the surfboard is used. Therefore, there is only outlined a solution to this problem and knowledge as hydrodynamics or surf board design criteria, among others, may serve in the processing of this analysis. The surfboard must be safely toward his user and surrounding area. Safety product is introduce in chapter 4.2 where are enactment about the overall safety of the product which should be achieved by improving the production of surfboard. Ecological safety product is another important aspect. For this reason, there is shown a system through which arises in the form of logos confirmation that this is actually an environmentally friendly product The result of this thesis is to design the technological process of production of wooden surf board referred to in Chapter 5, which complies with the law for its production. Overall construction and design of technological process of production is possible with some adjustments also apply to windsurfboards. In conclusion, it was proposed technological process of production in the Czech Republic for a unique product.

87

9

SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY

Elektronické zdroje 1. HENDRICKS, T. Surfboard Hydrodynamics, Part 1: Drag. Surfer Magazine [online]. January 1969, Vol. 9, 6., [cit. 2010-03]. Dostupné z www.rodndtube.com 2. HENDRICKS, T. Surfboard Hydrodynamics, Part 2: Pressure. Surfer Magazine [online]. March 1969, Vol. 10, 1., [cit. 2010-03]. Dostupné z www.rodndtube.com 3. WALKER, G. J., BRANDNER, P. A., Hydrodynamic Performance of a Surfboard Fin [online]. Australasian Fluid Mechanics Conference : December 2004, Australian Maritime College, Faculty of Maritime Transport and Engineering, University of Tasmania, School of Engineering. Dostupné z www.eprints.utas.edu.au 4. EL-ATM, B., KELSON, N., GUDIMETLA, P., A Finite Element Analysis of the Hydrodynamic Performance of 3‐ and 4‐Fin Surfboard Configurations [online]. November 2008. Queensland University of Technology, School of Engineering Systems, High Performance Computing. Dostupné z www.eprints.qut.edu.au 5. BEGGS-FRENCH, R., Surfboard Hydrodynamics [online]. 2009. The University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy. Dostupné z www.nemesis.its.adfa.edu.au 6. ZANE, W. W. Environmentally Friendly Hollow Wooden Surfboard [online]. June 2009. United States Patent Application. Dostupné z www.patft.uspto.gov 7. Club of the waves [online]. 2010 [cit. 2009-11-05]. Dostupný z WWW: . 8. MOLLER, F.; BOTTCHER, P. TI Natural-material sandwich - a light-weight material. SO Holz-Zentralblatt. 1996, 122: 6, 70, 9. FERGUSSON, A; PURI, A; MORRIS, A. Flexural testing of composite sandwich structures with digital speckle photogrammetry. Applied Mechanics and Materials. 2006, 5-6, s. 135-144¨

88

10. Surfboards make advances in performance and durability. JEC Composites Magazine. 2006, 43 (23) 11. Wikipedia [online]. 2010 [cit. 2010-01-28]. .

Dostupný

z

WWW:

12. Mořská vlna In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, 14.02.2010 [cit. 2010-03-11]. Dostupné z WWW: . 13. Wood.mendelu.cz [online]. 2003-2010 [cit. 2010-04-11]. Http://wood.mendelu.cz/cz/sections/FEM/CFD/?q=node/11. Dostupné z WWW: <wood.mendelu.cz>. 14. Www.lakovna.cz [online]. 2008 [cit. 2010-04-15]. Http://www.lakovna.cz/naterove-hmoty-vodoureditelne-a-jejich-pouziti.html. Dostupné z WWW: <www.lakovna.cz>. 15. Www.ekoznacka.cz [online]. 2007 [cit. 2010-04-10]. Http://www.ekoznacka.cz/web/www/web-pub2.nsf/$pid/CENMSFM6XK7Y. Dostupné z WWW: <www.ekoznacka.cz>.

Knihy a skripta 16. KOŢELOUH, B. Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5 Step 1. vyd. 1. Zlín: KODR 1998. ISBN 80-238-2620-4 17. KRÁL, P; HRÁZSKÝ, J. Kompozitní materiály na bázi dřeva: Část 2: Dýhy a vrstvené materiály. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005. 206 s. ISBN 80-7157-878-9.

Zákony 18. Zákon č. 102/2001 Sb. o obecné bezpečnosti výrobku a o změně některých zákonů (zákon o obecné bezpečnosti výrobků) 19. Zákon č. 59/1998 Sb. o odpovědnosti za škodu způsobenou vadou výrobku

89

Odkazy na internetové stránky a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o)

www.clubofthewaves.com www.grainsurf.com www.empresssurfboards.com www.hollowsurfboards.com www.woodensurfboards.blogspot.com www.surffcs.com www.surfdesigner.com www.oceangreen.org www.shapers.com.au www.seabase.eu www.scirus.com www.uspto.gov www.ecosurfboard.com.au www.imaginesurfboards.com www.sciencedirect.com

90

SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Longboard Obr. 2 Shortboard Obr. 3 Funboard Obr. 4 Fish Obr. 5 Gun Obr. 6 Popis vlny Obr. 7 Částice v hluboké vodě opisují téměř kruhové dráhy Obr. 8 V mělké vodě se trajektorie částic zplošťuje a získává elipsovitý tvar Obr. 9 Schéma zobrazující lámání vlny Obr. 10 Síly působící na těleso při jeho pohybu tekutinou Obr. 11 Laminární a turbulentní proudění tekutiny kolem surfového prkna Obr. 12 Znázornění nejlepšího úhlu náběhu Obr. 13 Pohyb částic vody v mořské vlně Obr. 14 Zachycení proudění vody kolem pravé ploutve Obr. 15 Simulace proudění kapaliny při systému trojí ploutve Obr. 16 Koeficient vztlaku jako funkce úhlu náběhu Obr. 17 Zachycuje laminární proudění tekutiny kolem ploutve Obr. 18 Koeficient odporu jako funkce úhlu náběhu Obr. 19 Turbulentní proudění tekutiny kolem ploutve Obr. 20 Konstrukce rámu dřevěného surfového prkna Obr. 21 Konstrukce dřevěného surfového prkna Obr. 22 Znázornění systému překrývání dýh přes dřevěný rám prkna 91

Obr. 23 Ohyb kolmo k rovině desky Obr. 24 Ohyb v rovině desky Obr. 25 Napětí ve smyku Obr. 26 Tah a tlak v rovině desky Obr. 27 Znázornění návrhu surfového prkna typu Shortboard 6´6´´ (198 cm) Obr. 28 Tvrdá hrana Obr. 29 Měkká hrana Obr. 30 Squashtail Obr. 31 Pintail Obr. 32 Swallowtail Obr. 33 Roundtail Obr. 34 Základní konstrukční prvky surfového prkna Obr. 35 Rám surfového prkna Obr. 36 Schematické znázornění ţebra s kulatými vylehčovacími otvory Obr. 37 Detailní zachycení zadní části rámu surfového prkna Obr. 38 Příklad vlastního environmentálního tvrzení Obr. 39 Označení environmentálního prohlášení o produktu Obr. 40 Ukázka poškození lodního trupu osmózy Obr. 41 Příklad měnitelné (vlevo) a pevné (vpravo) ploutve Obr. 42 Loga ekoznačení České republiky a Evropské unie

92

Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva

Recommend Documents