Производство напольных покрытий: обзор технологий

Под ее зубьями выполнены ответные направляющие пазы, из которых один – главный направляющий паз – по ширине соответствует выфрезерованному пазу заготовки. При движении через станок по этим пазам заготовка достаточно жестко ориентирована в направлении, нормальном вектору скорости подачи, что повышает точность обработки, позволяя избавиться от выхватов по боковым кромкам детали. Вторая нижняя головка убирает эту гребенку, формируя окончательную поверхность детали и размер по толщине. При этом вертикальные головки – левая и правая – формируют по боковым кромкам детали соединение типа «шип–паз». Недостатком данного способа является повышенный расход пиломатериала, поскольку припуск на снятие гребенки достигает 2 мм и более древесины ценных пород. По такому способу осуществляется обработка заготовок на четырехстороннем станке в паркетной линии фирмы Griggio (Италия). В настоящее время все большее распространение получает способ обработки паркетной фризы, при котором лицевая поверхность фор­мируется не верхним, а нижним шпинделем. На верхней пласти фри­зы пропиливаются продольные компенсационные пазы для снятия на¬пряжений и исключения ее коробления. Конструкторы немецкой фирмы Weinig при разработке своих четырехсторонних станков для производства паркета предложили использовать компенсационные пазы на паркетной заготовке в качестве технологической базы.

На таком станке заготовка сначала обрабатывается верхним, рейсмусующим шпинделем, формируя нелицевую пласть паркетной дощечки с компенсационными пазами. При дальнейшем движении заготовки через станок один из ее пазов встречает входящую в него торцом продольную стальную линейку, которая и используется в качестве направляющей базы, исключающей смещение детали поперек подачи при фрезеровании профилей по ее боковым кромкам. При этом способе обработки не требуется съема дополнительного припуска древесины с заготовки по толщине, что позволяет заметно экономить дорогостоящую древесину. В некоторых станках (например, в отечественном четырехстороннем паркетном станке ПАРК-7) движение подачи заготовки осуществляется верхним цепным конвейером, причем на звеньях его цепи установлены по несколько заостренных конических шипов, врезающихся в поверхность заготовки и протаскивающих ее через станок.

Паркетная доска

Все чаще строительные фирмы и индивидуальные заказчики отдают предпочтение современным технологиям и материалам, которые при невысокой цене обладают лучшей производительностью и удобством выполнения работ. К ним можно отнести разновидности паркетной доски, изготавливающейся из сосновой или еловой доски. По ее боковым кромкам формируется соединение «шип–паз», а по нижней пласти выбираются продольные разгрузочные пазы. На лицевую пласть доски поперек волокнам древесины наклеиваются узкие (25–30 мм шириной и толщиной 5 мм) планки из древесины твердых пород – дуба, ясеня, лиственницы и т.д. Эта технология стала в России весьма популярна. Современная паркетная доска по своей структуре может быть одно- и многослойной. Однослойная паркетная доска изготавливается из единого массива древесины или из ламелей одной толщины, склеенных по длине и ширине. Однослойная доска делится на тонкую (15–18 мм) и толстую (до 22 мм и более).

Массивная паркетная доска имеет свободную длину 1000–2100 мм с градацией 150–200 мм. Толстая массивная доска пола свободной длины толщиной 22–25 мм и шириной 90–220 мм имеет соединение «шип–паз». Геометрия соединения толстых досок по боковым кромкам выполнена таким образом, что по нижней пласти соединения досок и внутри паза образован зазор, который позволяет деформировать древесину. Эта доска может укладываться и на металлические пружинные стяжки – клевиры, и на специальные упругие крепежные скобы, закрепленные к доске шурупами и устанавливаемые концами в разгрузочные пазы двух смежных досок для исключения зазоров в соединении досок по лицевой кромке. Независимо от вида доски соединяются между собой либо методом «шип–паз», либо «два паза–шпонка». Для того чтобы снизить коробление доски и обеспечить ее стабильность при изменении температуры и влажности окружающего воздуха, на нижней пласти доски создается ряд продольных компенсационных пазов или пропилов. В некоторых случаях по лицевой поверхности такой доски снимаются фаски размера 0,5–1,5 мм, что позволяет при сборке пола получить V-образный паз шириной до 3 мм, исключающий скол ребер досок. Особенно это касается паркетных досок из древесных пород, склонных к скалыванию, например ясеня.

Материал и толщина слоев паркетной доски варьируются для различных ее видов. Первый слой – лицевой верхний, ламели которого изготавливаются чаще всего из древесины ценных твердых пород дерева. Толщина ламелей составляет не более 4–5 мм. Для их производства широко используются специальные рамные станки с поставом из тонких полосовых пил, позволяющих производить узкие (1–1,5 мм) пропилы для экономного раскроя ценной древесины с минимальными отходами. Зачастую такой раскрой выполняют на сдвоенных горизонтальных ленточнопильных станках, позволяющих распустить заготовку по толщине на три ламели за один проход. Для этих же целей используются так называемые ламельные четырехсторонние продольно­фрезерные станки, отличающиеся наличием на выходе двух вертикальных пильных шпинделей с набором круглых пил. Сформированная по поперечному сечению предыдущими фрезерными шпинделями заготовка раскраивается по толщине на несколько ламелей. Причем пильные шпиндели по ходу движения заготовки через станок установлены с небольшим смещением, а смежные пилы на обоих шпинделях находятся в одной плоскости, то есть каждая из них прорезает заготовку по ширине практически наполовину. Следом за пилами устанавливают­ся горизонтальные расклинивающие ножи, повышающие точность обработки ламелей за счет исключения их коробления в процессе распиливания, а также затирания и перегрева пил.

В сравнении с рамными станками толщина пропила у ламельных станков несколько больше, однако скорость подачи у них выше, что компенсирует недостаток ламельных станков за счет более высокой производительности. У однополосной паркетной доски первый слой представляет собой единую ламель на всю длину ее лицевой поверхности. У двух или трехполосной паркетной доски верхний слой состоит из нескольких параллельно уложенных и склеенных по кромкам и торцам вдоль доски более узких и коротких отдельных ламелей различной длины. В этом случае в зависимости от ширины доски или предпочтений дизайнера ламели могут укладываться по ширине в два, три или даже четыре «ручья». Ламели не подбираются по цвету и текстуре, так что такая доска выглядит достаточно оригинально. Паркетная доска может изготавливаться с ламелями различной длины.

Второй слой паркетной доски – средний – выполняется в виде перпендикулярно приклеенных к основанию и лицевому слою реек древесины хвойных пород дерева, чаще всего из сосны или ели. В среднем слое нарезается соединение «шип – паз». Нижний слой – основание, – как правило, выполняется из низкосортной древесины хвойных пород – сосны или ели, иногда из еловой фанеры, толстого хвойного шпона и даже MDF и размещается перпендикулярно среднему слою. Основанием для двухслойной доски чаще всего служит MDF. Однако принцип устройства доски ос¬тается неизменным – конструкция с перпендикулярной переклейкой по слоям позволяет стабилизировать ее форму и значительно повысить прочность. Независимо от вида паркетной доски при укладке пола стыковка досок по ширине по кромкам осуществляется либо на соединение «шип – паз», либо с применением замкового самозаклинивающегося соединения типа clik. Жесткая фиксация соединений совместно с гидроизоляцией и клеевой прокладкой исключают появление скрипов в результате трения поверхностей деревянных сопрягаемых соединений досок.

Линия по производству трехслойной паркетной доски состоит из ряда автоматизированных технологических участков, синхронизированных на выпуск готовой продукции объемом от 200 тыс. до 3 млн м2. Участок для изготовления тонких досок нижнего слоя включает разборщик штабеля, транспортер поштучной выдачи досок, пять установленных последовательно друг за другом и объединенных одним конвейером горизонтальных ленточнопильных станков, толкатель поштучной выдачи тонких досок из пакета на поперечный транспортер, широколенточный шлифовальный станок и укладчик штабеля. По такому принципу работает линия фирмы Fill (Австрия). Сейчас в моде паркетная доска, имеющая на лицевой поверхности состаренную структуру. Это достигается удалением более мягких и слабых волокон ранней древесины по ее годичным слоям металлическими либо синтетическими с абразивным покрытием щетками – так называемая обработка под патину, при которой поверхность доски приобретает рельефную структуру и выглядит весьма оригинально. Наряду с хвойной древесиной эффект старения наиболее полно проявляется у дуба, ясеня и ореха. Такой вариант паркетной доски классифицируется как брашированная. Как разновидность дальнейшей отделки, по основному покрытию на состаренную поверхность наносятся двумя слоями разноцветные краски. На шлифовальном станке окончательно «вылизывают» рельеф поверхности детали.

Сравнительно недавно фирмой Weinig была предложена технология так называемого структурирования поверхности деталей, используя которую, можно добиться имитации эффекта обработки поверхности ручным методом. В этом случае формирование поверхностей выполняется на четырехстороннем продольно­фрезерном станке, оснащенном дополнительными механизмами осцилляции как горизонтальными, так и вертикальными суппортами. Такой эффект достигается благодаря высокой скорости подачи заготовки, частоте и амплитуде осциллирующих движений шпинделя относительно заготовки для повторяющегося рисунка, либо заданного по случайному закону, а также в огромной степени форме многоручьевого профиля резцов ножевой головки. Причем рисунок на поверхностях обработки может быть весьма разнообразным.

Ламинат

Ламинат – ламинированная доска пола – в последнее время получил достаточно широкое распространение, хотя и не является деревянным покрытием. Ламинированная доска в отличие от паркетной изготавливается не из натуральной древесины, а является композитным материалом, верхний слой которого лишь имитирует текстуру дерева или камня. Как и паркетная доска, ламинированная состоит из нескольких слоев. Нижний слой выполнен из древесноволокнистой плиты средней или высокой плотности. Иногда этот слой по нижней стороне дополнительно покрывается пленкой из крафт­бумаги, пропитанной фенольной смолой для обеспечения влагоизоляции. Средний слой является основным, несущим, и изготавливается также из волокнистой плиты высокой плотности. Он предотвращает деформацию доски, увеличивает жесткость и стабильность размеров и улучшает тепло­ и шумоизоляцию. На среднем слое формируется стыковочный замок. В некоторых конструкциях ламинированной доски для дополнительной шумоизоляции между нижним и средним слоем вводится прокладка из звукоизолирующего материала.

Декоративный слой выполняется из специальной бумаги с текстурным рисунком, имитирующим определенную породу древесины, и пропитанной меламиновой смолой. Верхний слой служит для защиты лицевой поверхности доски от истирания и ударных нагрузок и определяет класс износостойкости покрытия. Он изготавливается на основе акриловых или меламиновых смол с включением минеральных частиц, повышающих износостойкость покрытия. Для имитации дерева в некоторых сортах ламинированной доски наносят на лицевую поверхность рельефные неровности.

Соединение для всех

При всем отличии напольных покрытий у них есть некий общий элемент. А именно – соединение досок. Для этого как у штучного паркета, так и у ряда других разновидностей паркетной доски на обоих торцах заготовки нарезаются стыковочные «шип – паз». На большинстве паркетных линий эта операция выполняется на двухстороннем шипорезном станке, который состоит из двух расположенных зеркально колонок, оснащенных механизмами резания. Одна из колонок – по ходу подачи заготовок левая – установлена на раме станины неподвижно, а правая может перемещаться по направляющим станины для настройки на необходимую длину детали с помощью электромеханического привода. Механизм подачи станка включает два параллельных конвейера – нижний подающий и верхний прижимной. Нижний конвейер выполнен на усиленных шарнирно¬роликовых цепях, к наружной поверхности звеньев которых крепятся базирующие башмачки с износостойкими резиновыми или пластикатными накладками с большим коэффициентом трения. На них укладываются заготовки. Обе цепи приводятся в движение от электродвигателя через червячный редуктор и предохранительную муфту скольжения. В плоскости базирующего башмачка устанавливается утапливающийся упор, по которому базируется задняя кромка заготовки.

Верхний конвейер – прижимной, расположен над нижним и представляет собой две балки, которые могут перемещаться по высоте относительно колонок для настойки на толщину обрабатываемой заготовки. В каждой из балок на шкивах смонтирован широкий износостойкий обрезиненный ремень, контактирующий с верхней плоскостью заготовки через набор прижимных роликов. Это обеспечивает надежный контакт заготовки с базирующими элементами нижнего конвейера. Верхний конвейер приводится в движение от редуктора привода нижнего конвейера через карданную передачу, что обеспечивает синхронность их движения. В некоторых станках скорость движения верхнего конвейера несколько ниже скорости нижнего (на 1–2%), за счет чего создается усилие прижима заготовки к утапливающемуся упору, повышающее точность базирования и обработки деталей. Из подающего устройства производится поперечная поштучная выдача заготовок на направляющие элементы шипорезного станка и выравнивание их по переднему торцу. Далее заготовка захватывается ближе к торцам двумя упорами подающего конвейера станка и подается под прижимной конвейер механизма подачи. Первые по ходу подачи заготовки две пилы, установленные сверху заготовки, являются подрезными и надрезают ее на небольшую глубину. Их назначение – предотвратить образование сколов на лицевой поверхности заготовок после резания основными пилами.

Эти пилы установлены внизу за подрезными и распиливают основную нижнюю часть заготовки. Пилы вращаются встречно, перекрывая друг друга в одной вертикальной плоскости. Они различаются по диаметру – подрезные имеют диаметр 180 мм, а основные – 300 мм. Следом за пилами на каждой колонке последовательно смонтированы два фрезерных суппорта, задачей которых является формирование заданного профиля шипового соединения. Суппорта несут одинаковые профильные фрезы, но одна из них – левого, а другая – правого вращения. При торцевом фрезеровании древесины образуется отщеп волокон древесины, особенно твердых пород. Независимо от вида фрезерования – встречное или попутное – при торцевом резании на заготовке появятся сколы волокон древесины либо в конце, либо в начале резания. В первом случае при встречном фрезеровании силы резания в начале обработки прижимают волокна древесины к заготовке, а на выходе фрезы эти силы превышают предел прочности древесины поперек волокон, вызывая образование сколов и отщепов по волокнам на торцевой части детали. И, наоборот – при попутном фрезеровании, не встречая подпора в начале резания, волокна древесины отрываются от заготовки, но на выходе отщепов не происходит.

Поэтому в станках для торцевого фрезерования применяют так называемую систему «антискол». Фреза первого суппорта вращается встречно, но, не доходя до конца заготовки, суппорт отводится от заготовки в сторону колонки. Далее заготовку встречает второй суппорт, фреза которого выводится в позицию первого, но вращается в противоположную сторону, встречно фрезе первого, осуществляя попутное фрезерование и исключая образование сколов и отщепов в конце резания. Применение системы «антискол» значительно повышает качество обработки и резко снижает процент брака. Чуть прослабленные размеры элементов соединения не обеспечивают защелкивание замка, приводя к появлению зазора в соединении, а при повышенных натягах может произойти его скалывание. В некоторых конструкциях станков для обеспечения точной стыковки фрагментов профиля применяются специальные оптические системы контроля и наладки положения режущего инструмента на заданный профиль. Как видно, технологи производства напольного покрытия предъявляют жесткие требования к используемому деревообрабатывающему оборудованию, поскольку доски пола или паркетные планки должны подгоняться друг к другу без заметных глазу зазоров. Это является достаточно сложной задачей, которую и призваны решать современные производители.