Декорирование панелей

В России такая технология получила название «окутывание погонажа». Технология эта достаточно активно востребована строителями и мебельщиками, поскольку натуральная древесина постоянно растет в цене. Кроме того, на лицевой поверхности погонажных деталей из древесины могут проявиться как скрытые дефекты (сучки, смоляные кармашки), так и дефекты предварительной механической обработки профиля (кинематическая волна, заколы и т.д.), визуально снижающие качество изделий.

Также эта технология широко применяется для облицовывания строительных и мебельных погонажных изделий из натуральной древесины – плинтусов, раскладок, элементов декора, дверных коробок и наличников. Методом окутывания отделывают под древесину изделия из ДСП, ДВП, МДФ, элементы пластиковых окон и дверей, различные металлические профили и т.д.

Немецкая разработка на российском рынке

Технологии облицовывания погонажных изделий появились в СССР в 80-х гг. прошлого века после приобретения нескольких импортных технологических линий немецкой фирмы Friz, входящей в состав группы Homag AG, занимающейся вопросами облицовывания различных поверхностей более сотни лет.

Такие станки по-немецки называются ummantelungsmaschine – машина для окутывания, облицовывания, обертывания деталей. В дальнейшем у наших деревообработчиков появилось оборудование фирм Düspohl (Германия), Barberan (Испания) и ряда других. Последнее время на российском рынке активно продвигают аналогичное оборудование станкостроительные фирмы из стран Юго-Восточной Азии – Китая и Тайваня.

Кстати, для идентификации такого оборудования в России до сих пор официально не принято соответствующего технического термина, поскольку аналогичное оборудование у нас не производится. А ведь опытный образец такого станка был разработан и изготовлен в конце перестройки СКБД-6 при станкозаводе в Нальчике. Но до государственных испытаний, не говоря уже о серийном производстве, дело так и не дошло.

В России эту технологию и соответствующее оборудование одним из первых освоило ОАО «Завод деревоизделий» при московском ЗИЛе. Завод производил облицованные дверные коробки, наличники, раскладки и доборы. В качестве примера также можно привести московскую компанию «Европан», имеющую производство в Калужской обл.

Предприятие занимается изготовлением профильного погонажа для мебели, багета, элементов декорирования, высококачественных наборных панелей, имитирующих широкую евровагонку для внутренней отделки помещений и т.д. Ассортимент компании «Европан» включает около 150 типовых профилей деталей и широкую гамму облицовочных декоративных пленок, имитирующих различные породы древесины, камень, ткань и т.п.

Чаще всего для декорирования поверхностей на современных производствах используются термопластичные облицовочные пленки толщиной 0,4–0,6 мм различных цветов и фактуры на базе пластмасс (АБС, ПВХ), специальные текстурные бумаги, пропитанные различными синтетическими смолами. Как правило, предпочтение отдается достаточно дорогим синтетическим пленкам на основе пластмасс.

Это обусловлено тем, что пленки могут имитировать практически любую породу древесины как по цвету, так и по фактуре, включая поры древесины и сучки. Кроме того, пленки позволяют выполнять тиснение, различные рисунки, вплоть до имитации ткани, а облицованные ими поверхности не требуют дальнейшей отделки и обладают достаточной стойкостью к влаге, химическим и механическим воздействиям.

Пленки на основе текстурных бумаг дешевле, чем пластмассовые, и более эффектно имитируют древесину, как по фактуре, так и порам. Однако, являясь более тонкими, они обладают худшей укрывистостью дефектов облицовываемой поверхности. Кроме того, эти пленки достаточно хрупки, что зачастую не позволяет отделывать ими острые фрагменты профильной поверхности.

Натуральный шпон в настоящее время используется заметно реже из-за сравнительно высокой цены и более сложной технологии его приклеивания. Для облицовывания погонажа применяют тонкий натуральный шпон толщиной порядка 0,3 мм. Технология подготовки такого шпона к облицовыванию включает ряд дополнительных операций – выглаживание (распрямление в горячем прессе), а также дублирование (наклеивание с нелицевой стороны тонкого нетканого материала для обеспечения большей пластичности).

Иногда, чтобы исключить образование трещин вдоль волокон на лицевой поверхности шпона, ее покрывают тонкой прозрачной синтетической самоклеящейся пленкой. Она связывает верхний слой шпона, повышая его прочность в поперечном направлении. Как правило, для облицовывания погонажа требуется достаточно протяженные полосы шпона, поэтому его сращивают по длине аналогично сращиванию брусковых заготовок на зубчатый шип.

При этом зубья определенной формы на торцах пачки полос шпона формируются с помощью специального инструмента – высечки. Размеры и шаг зубьев не являются постоянными, а их вершины разнесены в плоскости полос вдоль волокон, напоминая горные пики. Это позволяет рассредоточить клеевой шов по большей площади, зрительно «спрятать», сделав его на полосах шпона малозаметным.

В последние годы классическое белое окно уходит в историю, спросом все больше пользуются различные цветовые варианты отделки окон, соответствующие архитектуре здания и оформлению фасада. Поэтому для окутывания пластиковых и металлических профилей, в том числе и для окон ПВХ, используется специальный, устойчивый к истиранию и атмосферным влияниям пленочный материал, не теряющий со временем или при нагревании своих качеств и цвета.

Одним из основных условий технологии окутывания является быстрая полимеризация клея при контакте облицовочного материала с поверхностью детали. Следовательно, в технологическом процессе необходимо применять клеи (или создавать определенные условия) с малым периодом отверждения. Другими условиями применения тех или иных видов клеев являются их ценовая категория и экологичность процесса приклеивания.

В последнее время наибольшее распространение получили клеи-расплавы. Они могут применяться для облицовывания различными пленками, в том числе и бумажными, а также и натуральным шпоном. Поскольку эти клеи обладают коротким периодом отверждения, можно увеличить скорость подачи, а следовательно, и производительность процесса облицовывания. Затем идут клеи на основе дисперсии ПВА, относящиеся к демократичной ценовой категории. Они применяются при нанесении пластмассовых пленок (ПВХ, АБС), текстурной бумаги, а также натурального шпона. Их главный недостаток – достаточно длительный период отверждения, что сказывается на производительности всего процесса отделки.

Полиуретановые клеи также являются клеями-расплавами, однако они не могут быть активированы при повторном разогреве. Эти клеи отверждаются за счет влаги атмосферного воздуха. Их стоимость выше обычных клеев-расплавов, что компенсируется более высокой стойкостью к температуре и влажности и меньшим расходом при нанесении на единицу поверхности.

Полиуретановые клеи используются для облицовывания деталей из пластмасс и металла, поверхность которых предварительно грунтуется под наклеивание термопластичных пленок, например для деталей окон из ПВХ. Реже, в первую очередь по соображениям экологичности, применяются клеи на основе полиэфиров (с различными растворителями), которые используются для наклеивания термопластичных пленок.

Технология процесса

На многих малых предприятиях применяются простейшие технологии облицовывания погонажа на основе вакуумных мешков, представляющих собой вакуумно-мембранный пресс, основой которого является силиконовый мешок. Принцип работы мешка основывается на создании в его герметически закрытом объеме (полости внутри замкнутой мембраны) разрежения, в результате чего атмосферное давление равномерно распределяется по всей поверхности прессуемого объекта.

Разрежение создается с помощью вакуумного насоса, входящего в комплект мешка. Примером могут служить вакуумные мешки модели Vakumat, одинаково удобные при работе как с крупногабаритными, так и с небольшими изделиями. В зависимости от условий производства эти мешки выполняются различного объема и габаритов из прозрачного силикона. Ширина вакуумного мешка, как правило, составляет 1400 мм, длина варьируется от 2500 до 3500 мм.

Однако по индивидуальному заказу можно изменить размер длины и ширины. Такие узкие мембранные мешки чаще всего используются для отделки перил. Работа вакуумно-мембранного пресса весьма проста: детали с нанесенным на облицовываемую поверхность клеем покрываются с припуском по ширине и длине полосой облицовочного материала (пленки, бумаги или шпона). Затем они помещаются под мембрану мешка с открытой стороны, после чего эта сторона мешка герметично закрывается.

Затем включается вакуумный насос, выкачивающий воздух из пространства, где находится облицовываемая деталь. Дойдя до заданного значения вакуума, срабатывает реле разрежения и насос отключается. При уменьшении разрежения насос включается автоматически. За счет разницы между атмосферным давлением и вакуумом внутри мешка мембрана прижимает пленку или шпон к детали, осуществляя профильное прессование. После необходимой выдержки (в зависимости от вида клея ее время варьируется от 45 минут до нескольких часов) вакуум-насос отключается, давление снимается, и готовое изделие вынимается из пресса.

Прозрачная мембрана позволяет легко заметить возможное смещение облицовочного материала относительно детали и предотвратить. Требования к материалу формуемых в прессе деталей невелики: они должны быть сухими, гибкими и хорошо склеиваться между собой. Следует отметить, что вакуумный мешок не предназначен для горячего прессования. Однако, несмотря на простоту технологии, холодная склейка не обеспечивает должного качества продукции и высокой производительности, поскольку процесс облицовывания длится достаточно долго.

Технологическая линия для производства окутанного погонажа включает различные виды станков. Это зависит от принятой технологии и вида материала, из которого выполняется профильный погонаж, а также вида облицовки. В случае, когда в качестве сырья используются плиты МДФ или ДСП, являющиеся по структуре более однородными, чем массивная древесина, технологический процесс должен начинаться с форматного раскроя плит на полосы заданной ширины на форматных станках или центрах (в зависимости от объема производства).

Для небольших производств оптимальны форматные станки с ручной подачей каретки и подрезной пилой. Для крупных предприятий рекомендуются форматные центры, позволяющие производить одновременно раскрой пачки плит. Если планируется изготавливать изделия, по высоте превышающие толщину стандартной плиты, например для багетных рамок, то понадобится еще и пресс для склеивания полос плит по толщине. Желательно, чтобы это был «горячий» пресс, позволяющий значительно сократить время склеивания заготовок. Далее детали поступают на четырехсторонний станок для формирования поперечного профиля.

Для получения качественной поверхности с низким уровнем шероховатости после фрезерования лучше использовать пяти-шестишпиндельные станки, верхний горизонтальный шпиндель которых, формирующий профиль детали, оснащен джойнтером – специальным устройством для прифуговки ножей. Это позволяет исключить промежуточное шлифование профиля перед наклеиванием облицовочной пленки. Если используется станок более простой конструкции, целесообразно произвести дополнительно промежуточное шлифование заготовки на профилешлифовальном станке.

Затем нужно произвести обеспыливание поверхности с помощью щеточных агрегатов и обдува сжатым воздухом для лучшей адгезии клея и исключения шагрени на поверхности пленки после ее нанесения. После этого профилированные заготовки непрерывным потоком торец в торец поступают на подающий конвейер в станок для операции окутывания.

Основой станка для облицовывания деталей является станина, чаще всего сваренная из стальных типовых профилей. В ее передней части установлен вальцовый механизм подачи заготовок с приводом для бесступенчатого регулирования скорости подачи с помощью клиноременного вариатора. Далее заготовка подается под ламповый инфракрасный нагреватель, где происходит предварительный подогрев ее поверхности для ускорения процесса полимеризации клея. Как правило, станок оснащается двумя механизмами подачи облицовочного материала: полосового (заранее нарезанных полос нужных размеров), в виде наклонного плоского стола, и из рулона, в виде разматывающего устройства.

В зависимости от вида клея на станках могут быть применены различные конструкции клеенаносящих устройств. Если на станке используется клеерасплав, то применяется вальцовое клеенанесение: частично погруженный в клеевую ванну валец через систему параллельно расположенных и находящихся в контакте дозирующих роликов подает клей на нелицевую сторону облицовочного материала, движущегося синхронно с облицовываемой заготовкой.

При широком облицовочном материале и высокой скорости подачи вальцовый клеевой агрегат оснащается системой предварительного расплавления гранул клея и экструдером для подачи расплава в рабочую емкость. В противном случае постоянно поступающий в бачок гранулят не будет успевать расплавляться, что может привести к снижению качества облицовывания и даже остановке станка.

В случае использования поливинилацетатных клеев, а также клеев с растворителем применяется дозирующее устройство, снабженное острозаточенным ракелем, который обеспечивает заданную толщину наносимого слоя клея, равномерность его нанесения и гладкость. Это особенно критично при использовании тонких пленок. Ширина наносимого слоя регулируется с помощью боковых задвижек, ограничивающих рабочую ширину ракеля.

При применении расплавляемых полиуретановых клеев станок оснащается специальным устройством клеенанесения, надежно защищающим зону клеерасплава от контакта с атмосферным воздухом.

Сразу после нанесения клея в работу вступает центральный прикатывающий ролик, обеспечивая усилие прижима облицовочного материала к движущейся с той же скоростью заготовке, как бы задавая базу для их стабильного контакта в заданном взаимном положении вдоль подачи.

Подача заготовок в станке осуществляется по образующим поверхностям приводных дисков. Они устанавливаются попарно с возможностью раздвигания в соответствии с шириной заготовки. Расстояние между внешними поверхностями дисков должно быть меньше ширины заготовки на два значения ширины подворота облицовочного материала на ее нижнюю поверхность прижимными роликами. Станки снабжаются системой быстрого симметричного раздвижения транспортирующих заготовку дисков по всей длине станины. Это облегчает перенастройку станка на облицовывание профиля другой ширины, обеспечивая при этом стабильность направления подачи детали по продольной оси станины.

Затем в работу вступают подпружиненные неприводные прижимные ролики, покрытые эластичной не пачкающейся резиной или выполненные из силикона. Они составляют рабочую зону обжима пленки. Ролики выполняются съемными и могут иметь различную ширину и профиль в соответствии с профилем детали. Они последовательно обеспечивают равномерный прижим и оборачивание заготовки облицовочным материалом от центра к периферии по заданному периметру поперечного сечения профиля.

Прижимные ролики устанавливаются по всей длине рабочей зоны обжима. Они крепятся в подшипниках на круглых скалках с помощью клеммных зажимов вертикальных стоек, расположенных по обеим сторонам станины. Прижимные ролики регулируются в заданном положении относительно профиля заготовки вручную.

Настройка положения роликов – операция весьма трудоемкая и затратная по времени – требует высокой квалификации и выполняется по шаблону, повторяющему профиль изделия. Последнее время для точной настройки роликов все чаще используются лазерные линейки. В некоторых конструкциях станков прижимные ролики устанавливаются на дугообразных направляющих, сходящихся арками над рабочей зоной окутывания.

Для некоторых станков предлагается комплект съемных кассет с прижимными роликами, установленными на разные профили. Предыдущая кассета для уже изготовленных профилей снимается со станины, а на ее место ставится другая с настроенными роликами на новый профиль. Это существенно экономит время на переналадку.

Чем шире рабочая зона обжима и ее длина, чем шире облицовочный материал, тем более сложные и интересные профили можно окутывать на таком станке. Однако при большой длине зоны обжима клей-расплав, нанесенный на облицовочный материал, уже начинает полимеризоваться, хотя заготовка еще не прошла под всеми прижимными роликами.

В таких случаях необходимо оснастить станок промышленными фенами для вторичного разогрева клея на заключительных этапах прикатывания пленки или шпона. Естественно, что в таких ситуациях применение полиуретановых клеев, из-за их термореактивности, недопустимо.

Для окутывания пластиковых (ПВХ) и металлических профилей технология предусматривает на входе станка после устройств очистки и обдува установку устройства для нанесения экологически чистого грунта, формирующего адгезионную подложку, на которой будет надежно держаться облицовочная пленка.

Следом устанавливается оптическое устройство распознавания дефектов и контроля равномерности нанесения грунта. Крепятся два нагревателя, разогревающих грунт и подготавливающих к наклеиванию пленки, не теряющей со временем или при нагревании своих физико-механических характеристик. Далее следует устройство клеенанесения и зона обжима пленки прикатывающими роликами.

Современной тенденцией становится экранирование рабочих зон станка с помощью прозрачных противоударных кожухов. Это позволяет создать комфортные условия работы для оператора – снижается уровень шума, удаляются пары растворителей.

Станки можно классифицировать по форме облицовываемого профиля детали. Наиболее распространенными являются станки для окутывания профильных погонажных изделий со сравнительно малыми перепадами высот участков профиля. Эти станки в свою очередь делятся на узкопрофильные, с шириной профиля до 150 мм, и широкопрофильные – до 280–300 мм при максимальной высоте профиля до 90–100 мм. Скорость подачи детали плавно регулируется в диапазоне 10–80 м/мин. В комплекте для работы со станками на больших скоростях подачи (более 16–20 м/мин) может поставляться автоподатчик заготовок.

Существуют специальные станки для производства профилей дверных коробок и уголковых наличников, отличающиеся в первую очередь способом базирования заготовки и расположением прижимных роликов при облицовывании.

Отдельную группу составляет оборудование для облицовывания «ящичного» погонажа, обеспечивающее практически полное окутывание по периметру плоских вертикальных стенок с продольным пазом под дно выдвижных мебельных ящиков.

Следует отметить и наличие специальных станков для отделки металлических и пластмассовых профилей, отличающихся более широким составом технологических операций.

В зависимости от вида выпускаемой продукции, требований к качеству облицовывания и особенностей вашего производства станки могут доукомплектовываться различными опциями. Так, в технологическую линию может быть включен торцовочный агрегат, позволяющий производить раскрой бесконечной плети облицованного погонажа на мерные детали по местам торцевых стыков заготовок или осуществлять зарезку торцев деталей «на ус», выбирать в таких деталях несквозной паз для сборки из профиля рамки на шпонку-ласточку «Хофмана». Если нужно отделать детали натуральным шпоном, то целесообразно установить на выходе детали из станка фрезерные головки для снятия свесов. Для того чтобы смягчить острые кромки профиля, можно станок дооснастить фрезерным суппортом.

При облицовывании заготовок из ДСП, на которых достаточно сложно добиться высокого качества поверхности профиля фрезерованием, могут дополнительно устанавливаться шлифовальные агрегаты, а также щеточные узлы для удаления пыли. Для дополнительной отделки покрытия лакокрасочными материалами предлагаются покрасочные камеры проходного типа и ряд других опций.

Ниша потребления облицованного профильного погонажа в России достаточно широка, и до насыщения ее качественной продукцией еще далеко. Можно работать с более дешевыми материалами, но на качественном оборудовании, либо наоборот – использовать минимальную комплектацию оборудования с применением высококачественных расходных материалов. Однако перед приобретением облицовочного оборудования необходимо заранее определиться, какую стратегию производства выбрать.

Если этого не сделать, то можно попасть в сложную ситуацию, когда при развитии производства возникнет необходимость перехода с рулонного материала на полосовой (или наоборот), что потребует замены механизма подачи облицовочного материала, либо замены устройства нанесения клея с щелевого на вальцовое, что в большинстве случаев конструктивно невозможно, либо потребует значительных финансовых затрат.

Ну а лучший способ избежать непредвиденных ситуаций – заказать производство «под ключ», поскольку отладка технологии имеет свои тонкости, которые сложно преодолеть, не имея опыта работы на подобном оборудовании.