СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХ ДЕТАЛЕЙ МЕБЕЛИ
METHOD FOR MANUFACTURE OF FURNITURE FLEXURES

Изобретение относится к технологическим процессам, в частности к мебельному производству, и может быть использовано при производстве гнутых деталей мебели, таких как двери, створки, декоративные накладки, планки и другие фасадные детали.
Известен способ производства гнутых изделий из дерева, включающий подготовку пиломатериала для гнутья, гидротермическую обработку профильного погонажа элементов для гнутья, формирование гнутых элементов, включая сушку, механическую и косметическую обработку гнутых изделий. При этом гидротермическую обработку элементов для гнутых изделий проводят в водном растворе карбоната щелочного металла при его концентрации 8-15% и температуре раствора в диапазоне от 20°С до температуры ниже начала кипения продуктов реакции, а выдержку в растворе определяют исходя из значения времени, взятого в интервале 0,5-5 мин, увеличенного на каждый миллиметр толщины изделия, при этом раствор, используемый для гидротермической обработки, выполняет функцию и антисептика (см. патент на изобретение РФ №2292260, МПК В27Н 1/00).
Описываемый способ используется для производства гнутых изделий из массивной древесины (из хвойных смолистых (сосна), лиственных (береза), малоценных пород дерева, лиственницы, бука), для которой требуется дополнительная обработка антисептиками и водными растворами.
Недостатками способа является технологическая сложность, необходимость гидротермической обработки, которая нежелательна при изготовлении деталей мебели из МДФ, а также невозможность обеспечить изгиб в широких пределах.
Известен способ изготовления дверей для мебели как глухих, так и остекленных, включающий подготовку составляющих основы из древесных материалов и облицовку, формирование сплошного пакета для глухих дверей или формирование пакета обрамления по шаблону для остекленных дверей, включающий склеивание. Пакет из древесных материалов и облицовки склеивают и изгибают одновременно, задают обеим плоскостям дверей овальную форму с количеством изгибов от одного до пяти, причем оси всех изгибов взаимно параллельны, внутренний радиус кривизны каждого изгиба от восьмидесяти до восьми тысяч миллиметров, а также изгибы сопряжены друг с другом плоскими участками от одного до трехсот миллиметров, а для остекленных дверей - с последующим остеклением обрамления стеклом заданной геометрической формы, копирующей формы обрамления (см. заявку на изобретение №99124336, МПК В27М 3/18).
Недостатком прототипа является сложность изготовления.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ изготовления гнутых фасадных поверхностей мебели, включающий подготовку заготовки (основы) из слоев древесного волокна мелких фракций (МДФ), изгиб заготовки одновременно со склеиванием. Облицовывание, склеивание слоев между собой осуществляют под давлением клеем следующего состава, вес.ч.:
Карбомидоформальдегидная смола КФ-Ж(М) - 65-75
Поливинилацетатная дисперсия пластифицированная ДФ 51/15 В - 25-35
Щавелевая кислота 10%-ный раствор - 4-7
Аммоний хлористый - 0,5-0,7
Заготовку выдерживают под давлением 70-90 кгс/см2 в течение 20-30 мин.
Нанесение клея ведут при температуре 18°С и относительной влажности воздуха 45-70%, при этом время от момента нанесения клея до воздействия давлением не превышает 10 мин.
Облицовывание осуществляют во время изгиба путем склеивания с заготовкой или после изгиба заготовки путем нанесения защитного и/или декоративного покрытия (см. патент на изобретение №2261640, МПК А47В 96/00).
Недостатком способа является деформация гнутых деталей, т.е. изменение угла изгиба гнутых деталей против номинального, ограничение по толщине деталей, не высокая производительность.
Технической задачей изобретения является разработка способа получения гнутой детали мебели из МДФ с радиусами кривизны от восьмидесяти до восьми тысяч миллиметров, уменьшение показателя деформации гнутой детали, повышение производительности.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления гнутых изделий мебели, включающем подготовку заготовки из слоев древесного волокна мелких фракций, изгиб заготовки одновременно со склеиванием, облицовывание, при этом склеивание слоев между собой осуществляют под давлением, согласно решению, в процессе склеивания и изгиба воздействуют токами высокой частоты, склеивание осуществляют клеем марки КАСКОРИТ 1206 или 1224, или 1274.
Облицовывание осуществляют в процессе склеивания и изгиба одновременно с двух сторон строганным шпоном с последующим нанесением защитного покрытия или без предварительного облицовывания строганным шпоном с последующим нанесением защитного и/или декоративного покрытия.
Клей дополнительно содержит отвердитель марки КАСКОРИТ 2545, КАСКОРИТ 2581 в соотношении 1:5.
Заготовку выдерживают под давлением 170-180 кгс/см2 в течение 8-10 мин, при этом исходная влажность слоев основы составляет 6-10%.
Нанесение клея ведут при температуре 20°С и относительной влажности 45-70%.
Толщина слоев заготовки выбрана в диапазоне от 2,5 до 4 мм, при этом количество слоев составляет 5-10 шт.
Облицовку составляет строганный шпон с дальнейшей его отделкой защитными материалами или нанесение защитного и/или декоративного покрытия на готовую гнутую заготовку без предварительного облицовывания строганным шпоном.
Склеивание слоев между собой и изгиб заготовки осуществляют под давлением в прессе с использованием токов высокой частоты, вырабатываемых отдельным генератором. Нагрев пакета в прессе происходит за счет равномерного диэлектрического воздействия токами высокой частоты (далее ТВЧ). При склеивании основы в высокочастотном поле плоскости пластин (электродов) располагаются параллельно плоскости клеевых швов. Частота выходного напряжения генератора ТВЧ от 4,5-6 МГц. Силовые линии электрического поля идут перпендикулярно клеевым швам. Передача энергии от высокочастотного генератора к электродам рабочего конденсатора осуществляется через питающие шины. При воздействии ТВЧ молекулы клея колеблются с повышенной частотой, что и вызывает быстрый нагрев клеевого слоя. Выбранный клеевой состав (клей + отвердитель) приводит к отверждению клея в короткое время, т.е. позволяет стабилизировать гнутую форму заготовки. Применение токов высокой частоты облегчает изгиб слоев в пакете и позволяет получить стабильную гнутую заготовку в широком диапазоне радиусов.
Клеи подобраны опытным путем специалистами предприятия. При выборе клеев для склеивания в поле токов высокой частоты ориентировались на клеи, разработанные для этого вида нагрева. Применили клеи марки КАСКОРИТ 1206, 1224, 1274 (фирма Casco Abhesives-Akzo Nobel, Швеция). Клей представляет собой композицию, включающую карбомидноформальдегидный клей с плотностью 1300 кг/м. куб., вязкостью 750-3500 мПас/сП, рН=8,0-9,0 и отвердители: КАСКОРИТ 2545 с показателем жизнеспособности 7-10 часов при температуре 20°С или КАСКОРИТ 2581 с показателем жизнеспособности 1 час при температуре 25°С. Длительный параметр жизнеспособности отвердителя (7-10 часов) упрощает организацию технологического процесса. Показатель содержания формальдегида в данных клеях не более 10 мг на 100 г сухого продукта. Не высокое содержание формальдегида определяет безопасность использования мебельных деталей, изготовленных с его применением. Соотношение компонентов клеевого состава, %: карбомидноформальдегидный клей - 100%, отвердитель - 20%. Данное соотношение компонентов клеевого состава приводит к отверждению клея в короткое время 25-35 с при температуре 100°С, позволяет стабилизировать форму гнутой детали.
Заготовку выдерживают в прессе под давлением 170-180 кг/см2 8-10 мин. Выбранный режим времени выдержки заготовки в прессе (8-10 мин) выявлен экспериментальным путем специалистами предприятия, является достаточным для полного отверждения клея, что очень важно для получения стабильной формы гнутой заготовки. Дополнительной мерой для стабилизации формы гнутой заготовки является выдержка пакета в пресс-форме под давлением после отключения обогрева токами высокой частоты (входит в общее время прессования - 8-10 мин.). В этом случае происходит более медленное остывание пакета, выравниваются внутренние напряжения в клеевом слое, происходит его окончательное отверждение и стабилизация формы гнутой заготовки.
Нанесение клея ведут при температуре 20°С и относительной влажности 45-70%.
Клеящий состав наносится ручным, механизированным или автоматическим способом как на одну, так и на обе склеиваемые поверхности. Расход клея составляет не более 120-200 г/м2. Параметры расхода клея зависят от способа его нанесения.
Облицовывание строганным шпоном осуществляют в процессе изгиба и склеивания заготовки путем помещения облицовочного материала в пресс-форму одновременно с заготовкой. Способ осуществляется следующим образом. Заготовки из слоев древесного волокна мелких фракций (МДФ) очищаются от пыли, покрываются клеем и укладываются между заготовками из строганного шпона. Весь пакет помещается в пресс-форму и прессуют в прессе, например АПО 82. Температура на поверхности пресс-формы выдерживается в пределах 70-100°С. Выбранный режим температуры прессования соответствует параметрам подобранных клеев. Повышенная температура прессования создает возможность ускорить процесс склеивания и формообразования.
Для снижения внутренних напряжений и повышения прочности склеивания слоев пакета между собой их предварительно кондиционируют при температуре (20±2)°С и относительной влажности воздуха 45-70% в течение 3-х суток. Влажность заготовок пакета составляет (8±2) %. При данном способе изготовления дополнительного увлажнения пакета не требуется.
В случае отделки заготовки лакокрасочными материалами строганый шпон в пакет не закладывается.
Пресс-форма для нагрева пакета заготовок проста по своей конструкции, изготавливается специалистами предприятия. Имеет относительно низкую стоимость. Не требует больших затрат труда и времени. Позволяет осуществить быструю замену пресс-форм в зависимости от заданного радиуса мебельной заготовки, например от восьмидесяти до восьми тысяч миллиметров.
Количество слоев в пакете зависит от размеров, заданных для готового изделия. Например, при толщине МДФ 4 мм для изготовления гнутой заготовки берется от 5 до 10 штук, при толщине МДФ 3 мм берется от 5 до 13 штук, при толщине МДФ 2.5 мм берется 6 до 16 штук и т.д. Применение токов высокой частоты позволяет получить качественные гнутые заготовки толщиной более 20 мм.
Готовые пакеты после их выемки из пресса хранят в вертикальном положении при температуре 20°С до полного остывания. Механическая обработка гнутых заготовок производится на обрабатывающих центрах с числовым программным управлением с последующим нанесением защитных материалов, например лакокрасочных.
Промышленная применимость заявленного способа не вызывает затруднений. Для ее реализации в качестве основы используется распространенный материал МДФ (древесное волокно мелких фракций), не дорогая оснастка, пресс с ТВЧ, который обеспечивает высокую производительность и качество готовых гнутых деталей.
Использование заявленного способа гнутья деталей мебели в сравнении с известными технологическими процессами дает возможность:
- не менее чем в 3 раза повысить производительность труда за счет сокращения общего времени формообразования мебельной детали;
- увеличить объемы производства гнутых деталей мебели;
- изготавливать гнутые детали стабильной формы из МДФ в широком диапазоне радиусов;
- за счет получения стабильной формы заготовки позволяет наносить на поверхность гнутых заготовок сложные рисунки методом фрезерования, производимые на обрабатывающих центрах с числовым программным управлением.
Применение облицовки из строганого шпона с дальнейшим покрытием лакокрасочными материалами или отделка гнутой заготовки лакокрасочными материалами позволяет получить качественные, красивые фасадные элементы, создать удобные и интересные по дизайну мебельные изделия.
Способ изготовления позволяет получать гнутые изделия с радиусами кривизны от 80 до 8000 мм.