Инновации в мебельном производстве

В последнее время произошла серьезная модернизация мебельного производства за счет обновления практически полностью парка мебельного оборудования. На небольших предприятиях даже в российской глубинке в цехах появились многоцелевые обрабатывающие центры, кромкооблицовочное, шлифовальное и отделочное оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ), в основном ведущих зарубежных производителей. Однако среди всех современных технологий для производства мебели нет ни одной отечественной разработки.

Применение лазера в кромкооблицовочных станках является одной из самых заметных новинок в технологии для кромкооблицовывания щитовых мебельных деталей за последнее время. При отсутствии промежуточного клеевого слоя при облицовывании такая технология позволяет значительно увеличить прочность приклеивания кромки, улучшить эстетичный вид изделия, повысить его влагостойкость.

Появились такие станки и в России. Однако цена на них достаточно высока, кроме того, возникает проблема с поставками расходного материала – специальной кромки, которую в настоящее время выпускают всего лишь два европейских производителя. Неразвитость рынка такого расходного материала в России из-за незначительного объема ее потребления также сдерживает внедрение данной технологии российскими мебельщиками.

Ведущие изготовители кромкооблицовочного оборудования – Homag (Германия), IMA (Германия), SCM (Италия), Biesse (Италия), – понимая перспективность данной технологии и возможности снижения стоимости лазера в комплекте с оснасткой в недалеком будущем, предлагают кромкооблицовочные станки, где, помимо базовой комплектации, предусматривается возможность установки лазерного устройства в опционном варианте.

Основными потребителями технологии лазерного приклеивания кромки являются предприятия, выпускающие мебель высокой ценовой категории, уверенно чувствующие себя в этой нише мебельного рынка.

Производителям мебели экономкласса вряд ли целесообразно вкладывать значительные средства в приобретение подобного оборудования, поскольку в настоящее время существуют и другие, достаточно эффективные, близкие по эксплуатационным параметрам к лазерным технологии приклеивания кромки традиционного химического состава.

Примером может служить технология облицовывания кромок с применением полиуретановых клеев, которую предлагает за значительно меньшие деньги итальянская станкостроительная фирма Stefani, входящая в состав SCM Group. В то же время немецкая фирма Hebrock на своих станках нового поколения предлагает приклеивать кромку лазерного нанесения не с помощью дорогой лазерной установки, а горячим воздухом через набор сопел агрегата нагрева кромки Airtronic.

Другим примером появившихся в последнее время в деревообработке технологий для производства массивных элементов мебели, столярных изделий, в первую очередь – евроокон, является многофункциональный обрабатывающий центр Conturex для работы с массивной древесиной, созданный немецкой фирмой Weinig.

В конструкции этого центра разработчиками предложена новая идеология производства деталей. Центр позволяет обрабатывать детали, например, для производства элементов окна с высокой точностью, свойственной станкам с ЧПУ, причем со всех шести сторон, подавая готовый комплект деталей на сборку коробки и створок оконного переплета.

Оборудование аналогичного назначения выпускается также и немецким концерном Homag, начиная от небольших стартовых моделей и заканчивая высокопроизводительным портальным центром PowerProfiler BMG 900.

Еще одним примером широкого внедрения новых технологий в производстве мебели может служить технология нестинг, появившаяся в последнее время и в России.

Данная технология разработана около двадцати лет назад в Северной Америке и применялась для экономичного раскроя на обрабатывающих центрах древесно-волокнистых плит, в первую очередь МДФ. Это позволило за одну установку детали (в одну ячейку) на столе станка без перебазирования получать деталь максимальной готовности.

При этой технологии из типового технологического процесса исключаются операции перемещения и складирования после каждой операции обработки, что экономит время и производственные площади для промежуточного складирования. Жесткая фиксация плиты, как правило, на столе с вакуумными присосками через подложку из древесно-волокнистой плиты обеспечивает быстрый и точный ее раскрой на заготовки требуемой формы и размеров.

Основным отличием от ранее применяемых технологий форматного раскроя, обычно выполняемого на круглопильных станках, является то, что по технологии нестинг раскрой плиты осуществляется на обрабатывающем центре фрезерованием концевой фрезой диаметром 10–16 мм, установленной в патрон электрошпинделя повышенной мощности.

При этом форма заготовки может быть достаточно сложной, значительно отличающейся от привычной мебельщикам прямоугольной. Программное обеспечение системы ЧПУ такого станка позволяет выкраивать заготовки разной формы, оптимизируя их максимальный выход из плиты данной площади.

В этом случае обеспечивается высокое качество обработанной кромки деталей и отсутствие сколов по кромке, свойственное при пилении круглой пилой. Наибольшее распространение такая технология получила в мебельной промышленности. Примером могут служить крышки офисных компьютерных столов сложной формы, угловые элементы щитовой мебели, полки и горизонтальные щиты шкафов и т.д.

Появились и специализированные обрабатывающие центры для изготовления мебельных деталей по предложенной технологии. Так, например, немецкая фирма Holz-her выпускает обрабатывающие центры, работающие по технологии Dynestic. Эти центры отличаются в основном размерами рабочих столов, соответствующих формату выпускаемых древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, являющихся заготовками для мебельных щитовых деталей.

Отечественные мебельщики не сразу приняли эту технологию на вооружение. Выяснилось, что стойкость режущего инструмента – алмазной концевой фрезы – при обработке древесно-стружечных плит с двухсторонним ламинированием производства отечественных предприятий в пять-шесть раз ниже, чем на импортных плитах, что говорит о их низком качестве и существенных нарушениях в технологии производства, несоответствии структурного состава, повышенной абразивности и т.д.

Поскольку стоимость алмазной фрезы достаточно высока, при значительном снижении ее ресурса дальнейшая обработка плит становится нерентабельной, потому что производитель вынужден эту стоимость перекладывать на себестоимость мебели.

Новые тенденции прослеживаются и в отделке мебели, столярных изделий, покрытий пола, деревянных декоративных панелей и пр. Исторически сложилось, что в отделке мебели передовые позиции занимают итальянские фирмы, создающие как наиболее передовые технологии отделки, так и соответствующее оборудование. Следует отметить и немецких станкостроителей и производителей химической продукции для мебельной индустрии.

Модным направлением сегодня являются различные виды отделки поверхностей с имитацией «под старину». Структурирование, браширование, патирование, придание рустикального вида, состаривание поверхности и т.д. – целый ряд терминов, характеризующих обработку поверхности «под старину», под грубую ручную работу, вплоть до нанесения рисок от зубьев пилы, будто бы изделие было изготовлено по старинным технологиям.

Для каждого из видов старения поверхности древесины существуют современные машинные технологии, позволяющие в производственных условиях создавать точную копию изделий прошлых веков.

Для структурирования поверхности цельной древесины фирма Weinig выпускает четырехсторонние станки со шпинделями, которые могут в процессе обработки заготовки вместе с инструментом перемещаться как вдоль оси вращения инструмента, так и по нормали к поверхности заготовки.

Причем величины перемещений инструмента могут находиться в широких пределах в зависимости от направления перемещения (осевых – до 25 мм, радиальных – до 3 мм) и технологического назначения шпинделя. Таким образом достигается принципиально иной результат обработки – на детали формируется декорированная поверхность, структура которой является функцией ряда технологических параметров станка.

Такими параметрами являются скорость подачи заготовки, частоты и амплитуды осциллирующих движений шпинделя относительно заготовки для повторяющегося рисунка либо заданного по случайному закону, а также в огромной степени форма многоручьевого профиля резцов ножевой головки.

При этой технологии можно добиться имитации эффекта обработки поверхности детали ручным методом, как бы формируя эту поверхность вручную стамесками различной ширины и профиля, заглубляемыми в поверхность детали на разную величину, в основном вдоль волокон древесины.

Формирование поверхностей выполняется на четырехстороннем продольно-фрезерном станке, оснащенном дополнительными механизмами осцилляции, как горизонтальными, так и вертикальными суппортами. Это позволяет декорировать заготовку по трем лицевым поверхностям – по верхней пласти и двум боковым кромкам.

Причем рисунок на поверхностях обработки может быть весьма разнообразным, что ограничивается только технологическими требованиями к режущему инструменту (его угловым параметрам и геометрией профильных ножей) и фантазиями художника-дизайнера.

Полученные детали можно использовать в качестве панелей для облицовки стен, декоративной обшивочной доски (вагонки), применение которой столь развито в России, элементов отделки мебели, филенок дверей, лицевых поверхностей брусковых деталей окон, покрытий пола, открытых деревянных элементов домов, являющихся элементами в первую очередь интерьера помещений и т.п.

Для усложнения рельефного рисунка на поверхности детали обработка может производиться на станке с одним верхним горизонтальным шпинделем либо за два прохода фрезами с ножами разного профиля на разных скоростях подачи, либо за один проход на станках, имеющих два верхних горизонтальных шпинделя.

Рисунок может быть как организованным, напоминающим орнамент и периодически повторяющимся на поверхности панели, если перемещения ножевых головок отрабатываются по жесткой заданной программе, либо неповторяющимся, если оба перемещения (как осевое, так и радиальное) заданы генератором случайных колебаний.

Как показала эксплуатация станка с осциллирующим инструментом, на поверхности можно выполнять рисунки профиля, близкие к геометрическим, так и объемно имитировать текстуру и строение древесины, в том числе отдельные виды ее пороков – например, наклон волокон, завитки, свилеватость, крень.

Так, скажем, при обработке поверхности фрезой с профилем в виде мелкой неорганизованной гребенки при амплитуде осевой осцилляции инструмента порядка 15 мм, частоте 5 Гц и скорости подачи порядка 10 м/мин данный способ позволяет имитировать волнистую свилеватость у березы, для которой характерно более или менее упорядоченное расположение волнообразно изогнутых волокон с характерной струйчатой структурой, особенно на поверхности досок, выпиленных из комлевой части ствола. В наибольшей степени такая структура поверхности характерна для лиственных пород – кроме березы, также и для осины, клена, ясеня и т.д.

Для искусственного старения древесины – браширования – в последнее время достаточно широко применяется щеточный дисковый инструмент. Набор вращающихся круглых металлических или синтетических абразивных щеток, взаимодействующих с обрабатываемой поверхностью, в первую очередь позволяет вышлифовывать более мягкую, раннюю древесину в текстуре ее годичных колец, создавая объемную, рельефную поверхность.

Аналогичная поверхность со временем формируется на изделиях из древесины в процессе их эксплуатации. Особенно эффектно данный вид отделки смотрится на дощатых крышках столов, дверях, паркете, досках пола, ступенях лестниц и других элементах интерьера дома. Зачастую патина имитируется сначала металлическими щетками, а затем более мелкие неровности и волокна удаляются лепестковым инструментом. Также достаточно широко используется станки с комбинированным инструментом, в которых шлифование осуществляется как лепестковыми дисками, так и абразивными щетками.

Более сложным по конструкции и по виду формируемой на нем состаренной поверхности является, например, шлифовальный станок фирмы DMC SCM Group. Помимо традиционных видов шлифования, на нем может осуществляться и создание рельефа на деревянных поверхностях облицовочных панелей, мебельных фасадов, паркета, створок шкафов и т.д.

Для этих целей станок выполнен как комплекс из последовательно установленных на модульной станине верхних шлифовальных агрегатов (до десяти штук) с многофункциональным назначением. Как правило, первый шлифовальный агрегат со стальным контактным валом выполняет функцию калибрования заготовки по толщине.

Следующие два широколенточных шлифовальных агрегата осуществляют качательные колебания в вертикальной плоскости шлифовальных валов разного диаметра, формируя рельефную структуру поверхности в виде как продольных, так и поперечных волн глубиной до 2 мм. Установленные следом два вала, оснащенные круглыми металлическими щетками различной жесткости, выполняют вскрытие пор в древесине, создавая искусственное старение поверхности древесины за счет удаления более мягкой древесины в годовом слое.

Последующие валы с лепестковыми кругами различной зернистости и роторная шлифовальная головка типа MasterBrush, вращающаяся в горизонтальной плоскости, также с лепестковыми кругами, окончательно «вылизывают» рельеф поверхности детали, обеспечивая ее финишное шлифование. На станке может быть установлен и планетарный узел, оснащенный сменным шлифовальным инструментом: металлические и композитные торцевые щетки предназначены для браширования древесины, придания поверхности состаренного и рустикального (подчеркнуто простого и даже порой нарочито грубоватого) вида. Шлифовальные щетки смонтированы в массивных корпусах группой из четырех штук.

Каждый корпус перемещается по трем осям, обеспечивая горизонтальную осцилляцию, при этом каждая из групп щеток вращается с разной скоростью и в разных направлениях. По желанию заказчика станок может быть укомплектован агрегатом со специальной ленточной пилой, наносящей на поверхность детали поперечные рустикальные насечки как бы от инструмента старых мастеров.

При отделке деревянных поверхностей «под старину» лакокрасочными материалами применяют особые способы тонирования. Основную часть брашированной поверхности красят в один цвет, например под золото, а затем наносят темно-коричневый не сплошной слой краски, чтобы «золото» местами проглядывало из-под верхнего, более темного слоя. Иногда такие детали еще раз пропускаются через лепестковый шлифовальный станок или их поверхности вручную обрабатываются лепестковыми шлифовальными головками.

Для декорирования деталей мебели и элементов интерьера представляется перспективной технология цифровой печати без контакта с обрабатываемой поверхностью.

Пионером технологии является испанская фирма Barberan S.A, создавшая на базе информационных технологий соответствующее оборудование и обеспечившая возможность получения качественного многоцветного рисунка высокого разрешения на поверхности практически любого материала, используемого в изготовлении мебели – МДФ, ДСтП, меламина, древесины, различных видов пластиков, стекла и т.д. Таким рисунком может быть текстура различных пород древесины, орнамент, фактура кожи, а если захотите – по индивидуальному заказу, и фотография хозяйки дома на лакированной дверце кухонного шкафчика.

Технология вполне применима и для печати декоративной текстурной бумаги в рулонах, которая может использоваться для окутывания профильных изделий из древесины, МДФ и других аналогичных материалов декоративных панелей, створок дверей и др., требующих индивидуального дизайна. Технология печати включает ряд операций: нанесение грунтовой подложки – основы, на которую осуществляется печать; саму печать; сушку грунта с печатным слоем. Фирма предлагает и технологии подготовки поверхностей для печати, определяющей в конечном счете качество рисунка и экономичный расход УФ-чернил.

Оптическое разрешение печати обеспечивается на уровне выше 1400 dpi при скорости подачи в диапазоне от 10 до 60 м/мин. Оборудование позволяет непрерывно изменять дизайн изделий при печати. Многие эксперты предрекают данной технологии большое будущее.