Облицовывание кромок мебельных щитовых деталей из ДСтП или МДФ осуществляется не только для придания детали законченного эстетического и органолептического восприятия и завершенного внешнего вида.
Кромочный материал служит и для защиты щита от проникновения внутрь влаги, механических повреждений при транспортировке и эксплуатации, а также снижения эмиссии в окружающее пространство химически опасных компонентов клея, применяемого при изготовлении ДСтП – в первую очередь формальдегида. В зависимости от вида профиля кромки щита существуют две технологии облицовывания кромок: «постформинг» – когда кромочный материал наклеивается на прямолинейную кромку щита, чаще всего плоскую, и «софтформинг» – когда облицовывается его отфрезерованная под нужный профиль кромка. Технология «софтформинг» появилась в середине 1970-х годов и обладает рядом преимуществ, но оборудование для этого технологического процесса дороже. Поэтому в России более распространены станки, работающие по технологии «постформинг».
Типы кромкооблицовочных станков
Оборудование для облицовывания кромок щитовых деталей по сложности и степени автоматизации условно делят на три группы: простейшие кромкооблицовочные станки и приспособления с ручной и механизированной подачей, односторонние механизированные и полуавтоматические станки, автоматические линии на базе двухсторонних станков. В данной статье рассматриваются типовые функциональные узлы наиболее распространенного в мебельном производстве проходного одностороннего станка в порядке выполнения ими технологического процесса облицовывания кромки щита. При работе большинства кромкооблицовочных станков используются рулонные кромочные материалы.
Облицовывание кромки может осуществляться различными пленочными материалами, как синтетическими (чаще всего меламиновыми, полиэфирными, ПВХ, АБС и др. пленками толщиной от 0,4 до 3,0 мм), так и натуральными, например, шпоном, а также брусками древесины чаще твердолиственных пород толщиной до 30 мм. При этом минимальная толщина облицовываемых деталей может составлять 6, а максимальная – 60 мм. Для наклеивания кромочных материалов используются различные виды клеев – термопластичный клеерасплав или полиуретановый, наполненный или малонаполненный, цветной или белый. Наибольшее распространение в мебельном производстве получил термопластичный гранулированный клеерасплав – ввиду ряда технологических преимуществ и удобства применения. При нагревании клеерасплав из гранулированного состояния переходит в сметанообразное, что позволяет обеспечить качественную адгезию кромочного материала и облицовываемой плиты.
Процесс приклеивания кромки достаточно «капризен»: следует поддерживать в определенных рамках большинство режимов технологического процесса – температуру клея, толщину наносимого клеевого шва, стабильность усилия прижима кромки к плите, условия охлаждения готовых деталей и т.д. Кроме того, для процесса приклеивания кромки важны температурно-влажностные условия в цехе – не допускаются перепады влажности и сквозняки. Станина станка в большинстве случаев выполняется сварной, искусственно состаренной для исключения коробления и повышения виброустойчивости, что положительно сказывается на качестве обработки деталей и надежности станка в целом. Она может быть модульной, позволяющей со временем наращивать возможности станка за счет установки на ней дополнительных узлов и агрегатов для совершенствования техпроцесса облицовывания. Вдоль станины станка на ее горизонтальных платиках располагается набор последовательно расположенных функциональных узлов, для взаимодействия с которыми с помощью механизма подачи подается облицовываемый щит.
Механизм подачи
Механизм подачи состоит из подающего конвейера, расположенного в станине станка, и прижимного конвейера, установленного над подающим. Конвейер подачи выполнен на базе шарнирно-роликовой цепи, к звеньям которой крепятся базирующие башмаки с накладками из резины, на которые укладывается обрабатываемый щит. Щит в исходном положении в направлении подачи базируется обрабатываемой кромкой по установленной на станине направляющей линейке. Прижимной конвейер исключает проскальзывание щита относительно подающего конвейера в процессе обработки. Чаще прижимной конвейер выполняют в виде продольной балки, на которой в подшипниковых опорах установлены два шкива, несущие широкий клиновой ремень.
Ремень равномерно поджимается к обрабатываемым щитам комплектом неприводных подпружиненных роликов, равномерно расположенных по всей длине балки. Вращение ведущего шкива этого конвейера осуществляется через цепную передачу от привода подающего конвейера, что обеспечивает синхронность движения обоих конвейеров. Иногда, особенно для недорогих станков простой конструкции, прижимной конвейер выполняют также в виде балки, но без ремня и неприводным. При этом по всей длине балки устанавливаются обрезиненные подпружиненные ролики, непосредственно контактирующие с обрабатываемыми деталями и прижимающие их к подающему конвейеру. В некоторых простых станках для подачи используется автоподатчик щитов с обрезиненным конвейером, устанавливаемый над подаваемым щитом.
Перемещение прижимного конвейера или автоподатчика по высоте для настройки на толщину щита может осуществляться как вручную, так и механизированно. Скорость подачи деталей составляет, как правило, у станков для мелкосерийного производства 6–12 м/мин, а у станков, используемых в крупносерийном и массовом производстве, – 20 м/мин и более. Хотя эти станки и относятся к станкам проходного типа, их производительность в погонных метрах щитов не будет соответствовать принятой скорости подачи, поскольку для выполнения ряда технологических операций необходимо обеспечить между щитами межторцевые разрывы порядка 0,4–0,5 м для возможности возврата агрегатных узлов в исходное состояние. В некоторых станках на прижимном конвейере устанавливается индикаторная лампочка, разрешающая оператору запуск очередной заготовки. Параллельно подающему конвейеру в плоскости подачи на выдвижных опорах станины установлен роликовый поддерживающий конвейер, на который в процессе обработки опирается щит своей консольной частью. Положение поддерживающего конвейера относительно станины регулируется вручную, в зависимости от габаритов щита.
Узел предварительного фугования кромки щита
В станках среднего и высокого класса первым из агрегатов, обрабатывающих щит, является узел предварительного фугования кромки щита. Этот узел выполняет ряд функций: служит для формирования базовой поверхности под наклеиваемый кромочный материал за счет снятия припуска по ширине щита, устраняет образовавшуюся после форматного раскроя плиты ступеньку, достигающую величины 0,05–0,06 мм, устраняет загрязнения на кромке щита перед нанесением клея. Кромка щита фрезеруется по системе «антискол» последовательно двумя фрезами, оснащенными резцами из поликристаллического алмаза.
Первой щит встречает фреза, прижимаемая к щиту пневмоцилиндром и вращающаяся по традиционной схеме – навстречу направлению подачи заготовки. Обработка осуществляется практически до конца щита. Затем пневмоцилиндр отводит эту фрезу от обрабатываемой кромки, чтобы исключить сколы на углах детали, и в работу вступает вторая фреза, прижимаемая вторым пневмоцилиндром, вращающаяся в попутном подаче направлении и устанавливаемая в плоскость резания первой фрезы. Возникающие при попутном фрезеровании силы резания поджимают сформированную поверхность вглубь щита, исключая образование опережающей трещины и сколов.
Узел подачи кромки
На станине станка в передней ее части установлен кронштейн, несущий круглый стол для бобины кромочного материала. Кромочный материал передним концом вводится между двумя роликами подающего устройства. Как только на подающий конвейер станка подается щит, по команде концевого выключателя подающие ролики отмеряют в соответствии с длиной щита и необходимым припуском нужную длину кромочного материала, который прижимается к кромке щита с нанесенным на нее клеем, а затем отсекается от бобины ножом гильотины, закрепленным на штоке пневмоцилиндра.
Некоторые станки и автоматические линии оснащаются магазинами кромочных материалов разной толщины, марки и цвета, что позволяет повысить гибкость производства при переходе на новый кромочный материал по команде системы ЧПУ или вручную с пульта управления.
Узлы нанесения клея
Узел нанесения клея служит для подачи клея на кромку щита, а иногда и на нелицевую поверхность кромочного материала. На этом этапе обеспечивается качество приклеивания кромочного материала к щиту. В большинстве станков для облицовывания кромок щитов применяются узлы с роликовым нанесением клея. Гранулы термопластичного клея засыпаются в клеевую ванну и с помощью электронагревательных элементов при температуре 180–230 градусов превращаются в однородную массу чуть гуще сметаны – клеерасплав. В клеевой ванне стабильно поддерживается требуемая температура – в зависимости от марки клея.
В большинстве случаев клеевой бачок расположен ниже уровня базовой плоскости щита, однако в некоторых конструкциях станков он может располагаться сверху, откуда клей на наносящий ролик подается самотеком, как, например, в станке ТОР 1000 фирмы Hebrock. В ванне клеевого бачка нижнего расположения размещен вертикальный вращающий ролик со шнеком, по поверхности которого клеерасплав поступает вверх и, проходя через дозирующее устройство в виде регулируемых шторок, клей наносится на кромку облицовываемой детали. Линейные скорости щита и наносящего клей ролика синхронизированы между собой.
Существует ряд разных конструкций устройств нанесения клея. В некоторых подающих устройствах осуществляется возврат излишков клея в бак. В ряде случаев, чтобы исключить деструкцию клея вследствие его длительного контакта с воздухом (окисления), температура клеерасплава в клеевой ванне понижается, в таком состоянии он наносится на кромку детали. До рабочей температуры клей прогревается с помощью специальных фенов или ламп инфракрасного спектра. По этой же причине в некоторых станках фирмы SCM клеевой бачок имеет небольшой объем. Над ним смонтирована дополнительная емкость с клеерасплавом, имеющим пониженную температуру, позволяющую по мере расхода клея автоматически добавлять его в клеевой бачок, где он быстро подогревается до нужной температуры. Процесс очистки узла нанесения клея автоматизирован.
Известно, что плита ДСтП имеет неравномерную структуру по толщине: наружные слои являются более плотными и менее пористыми, чем внутренний, средний слой. При нанесении клея роликом клей часто не заполняет поры плиты, что приводит к неравномерному приклеиванию кромки к наружным слоям плиты. Для исключения этого недостатка используется способ нанесения клея под давлением с помощью форсунок, когда клей заполняет поры между фрагментами плиты, что особенно важно при изготовлении кухонной мебели, когда к клеевому соединению предъявляются более высокие требования по прочности и влагостойкости.
В некоторых станках, например фирмы HOLZ-HER, вместо клеевой ванны используется быстросменный клеевой катридж, который может быть заправлен клеем различных видов и цветов, что создает определенные преимущества в гибкости кромкооблицовывания, позволяя быстро производить замену клея в зависимости от потребностей производства. Иногда для аналогичных целей станок может комплектоваться вторым сменным клеевым узлом или узлом с двумя отделениями для клея.
Прикатывающее устройство
Важным фактором обеспечения надежного клеевого соединения является плотное прилегание кромочного материала к кромке щита в процессе приклеивания. При движении щита с нанесенным на его кромку клеем кромочный материал прижимается к ней рядом последовательно установленных роликов. Первый из этих роликов – увеличенного диаметра и массы – является приводным, а остальные ролики – неприводные прикатывающие, позволяющие ускоренно обеспечить процесс полимеризации клея за счет отвода тепла от клеевого шва за время движения щита вдоль этих роликов. Начальная прочность шва необходима для исключения отслаивания кромочного материала при его дальнейшей обработке. Усилие прижима роликов к щиту можно плавно регулировать маховичком. Привод роликов осуществляется от электродвигателя через редуктор. Иногда вместо роликов применяют контактную прижимную ленту, перемещающуюся со скоростью подачи щита, что позволяет создать более равномерное распределение усилия в зоне прижима кромочного материала и исключает его повреждение.
Устройства снятия свесов по длине и толщине щита
Следующей технологической операцией является снятие свесов кромочного материала по длине детали. Она выполняется с помощью суппорта сопровождения, электрошпиндель которого с пилой малого диаметра вращается с частотой 12–18 тыс. об/мин. Щит своими передней и задней кромками взаимодействует с упорами, скользящими по торцам щита, и пила, двигаясь вместе со щитом, производит поперечный рез, опиливая свисающий впереди и позади щита припуск кромочного материала. Поскольку ширина кромочного материала всегда выбирается с припуском по толщине щита, следующей операцией является снятие свесов по толщине щита по каждой из его пластей. Свесы снимаются фрезерными узлами, электрошпиндели которых могут наклоняться до 45 градусов. Такой узел в зависимости от вида установленной фрезы может формировать как прямую, наклонную, так и радиусную фаску по ребру щита. Электрошпиндели устанавливаются на рычагах, к которым крепятся копирные ролики большого диаметра. Копирный ролик катится по поверхности щита, повторяя все его неровности и исключая как ступеньку на ребре кромочного материала, так и выфрезеровывание пласти щита у кромки.
В некоторых станках установлены последовательно два фрезерных узла с различными фрезами – первый узел с прямой фрезой для предварительного (чернового) фрезерования, второй – наклонный, для профилирования, чаще – формирования радиусной формы ребра щита, включение (совместное или раздельное) которых осуществляется с пульта управления. Станки средней и высокой производительности, как правило, оснащаются фрезерно-обгонным узлом, позволяющим радиусными фрезами обрабатывать и углы деталей в местах стыковки кромочного материала.
Узлы отделки ребер щитов
На ребрах детали в процессе обработки образуется кинематическая волна – врожденный дефект процесса фрезерования. Кроме того, в зависимости от качества кромочного материала в местах фрезерования может меняться цвет кромки, могут присутствовать остатки клея на пласти щита около приклеенной кромки. Для исключения этих дефектов с обеих сторон щита по его пласти устанавливаются циклевочные узлы. Они представляют собой неперетачиваемые твердосплавные пластинки с радиусным профилем, устанавливаемые в корпусах на станине с возможностью настроечных перемещений. Пластинки цикли соскабливают верхний дефектный слой кромочного материала толщиной не более 0,2 мм.
Заключительная обработка кромки обеспечивается полировальным узлом. Он представляет собой два электродвигателя, на валах которых установлены матерчатые полировальные круги-диски. Двигатели могут перемещаться по высоте, обеспечивая заданное усилие полирования. За счет трения полировальных дисков по ребру кромочного материала происходит размягчение и частичное оплавление его поверхностного слоя, обеспечивающее практически зеркальный блеск обработанной поверхности.
В некоторых станках может дополнительно устанавливается распылитель, направляющий через сопло на кромку жидкостно-воздушную полирующую смесь.
Двухсторонние кромкооблицовочные станки и линии
Двухсторонний кромкооблицовочный станок представляет собой установленные зеркально на едином основании два односторонних станка, позволяющих одновременно облицовывать две параллельные кромки щита, как по длине, так и по ширине. Левый станок смонтирован на основании неподвижно, а правый может перемещаться относительно левого в направлении, нормальном подаче, что позволяет обрабатывать щиты различной ширины. Это перемещение осуществляется от собственного привода с помощью ходовых винтов и гаек. Более точная настройка в некоторых станках осуществляется вручную маховиком по шкале с оптическим нониусом. В станках с ЧПУ точное перемещение правого станка осуществляется с помощью шагового привода.
Вышедшие из первого двухстороннего станка щиты с облицованными продольными кромками поступают на приводной роликовый конвейер и двигаются параллельно облицованным кромкам до встречи с разворотным устройством. Щит разворачивается на 90 градусов, прижимается к базовой направляющей и подается на второй двухсторонний станок для обработки поперечных кромок щита. Автоматическая линия комплектуется установленным на входе в первый двухсторонний станок загрузочным устройством щитов-заготовок и на выходе из второго станка – соответственно, разгрузочным устройством (штабелером) готовых изделий.
Станки для неболших производств
Для малых предприятий выпускается много универсальных кромкооблицовочных станков с ручной подачей, позволяющих производить основные технологические операции по наклейке кромки на прямолинейные и криволинейные детали, снятие свесов по длине и ширине щита, формирование фаски по ребрам. Примером такого станка является станок итальянской фирмы Sicar. Некоторые операции можно выполнять на отдельных специализированных станках с ручной подачей.
Новые технологии облицовывания кромки
Рассмотренные станки работают по традиционной технологии, в основном с применением клея-расплава. Эта технология имеет ряд недостатков:
- толщина клеевого шва неоднородна, что снижает точность и качество обработки ребер щитов;
- в результате перегрева могут происходить потери клея;
- требуется трудоемкая систематическая промывка системы нанесения клея.
Кроме того, со временем происходит усадка клеевого шва, зачастую приводящая к его раскрытию. Клей начинает адсорбировать влагу, которая под действием капиллярных сил впитывается вглубь шва. Шов становится более заметным, легко загрязняется, происходит разбухание самой мебельной плиты.
Существует новая технология нанесения кромочного материала на щит ДСтП, разработанная компанией IMA Laser Edging. Она не требует применения клея. Для создания прочного соединения некоторая часть поверхности изнаночного слоя кромочного материала разогревается лучом лазера. Этот слой дозированной глубины при прикатывании к кромке щита глубоко проникает в пористую структуру плиты и создает прочное механическое соединение. Этот слой быстро охлаждается и полностью полимеризуется и отверждается. В результате шов как промежуточная инстанция практически отсутствует, а последующие технологические операции можно выполнять с большей надежностью и точностью.
Отсутствие шва не только создает прекрасный внешний вид детали, но и обеспечивает высокую паро- и влагостойкость. Компания IMA устанавливает на свои новейшие кромкооблицовочные станки лазерные кромконаносящие агрегаты в виде отдельных функциональных блоков. Независимо от вида применяемого лазера – полупроводниковый или углекислотный – технология обеспечивает высокое качество соединения кромки со щитом. Для плит разной толщины необходимо правильно подобрать фокусирующую оптику, обеспечивающую получение фокального пятна для равномерного расплавления кромочного материала по всей его ширине. В комплекте установки прилагаются сменные объективы, быстро перенастраиваемые на любую ширину кромочного материала.
Комментарии