Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh dạng Finger joint từ gỗ mỡ (manglietia glauca anet)

ho quá trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm. Trên thực tế sử dụng chất kết dính lỏng với các thông số kĩ thuật sau: Bảng 1.1 : yêu cầu thông số kĩ thuật của chất kết dính Màu sắc Trắng sữa hoặc nâu nhạt Hàm lượng khô, (%) 40 - 60 Độ nhớt theo Bz4,ở 250C, (giây) 50 - 90 Độ pH bảo quản 7.5 1.6.3. Điều tra về khả năng sử dụng của sản phẩm ván ghép thanh Một trong những nguyên tắc cơ bản của sản xuất ván nhân tạo là sản phẩm phải ổn định về kích thước theo các phương. Do vậy ván ghép thanh ra đời nó cũng đáp ứng được các yêu cầu của ván nhân tạo. Sản phẩm thu được từ ván ghép thanh cũng đáp ứng được các yêu cầu của ván nhân tạo. Sản phẩm thu được từ ván ghép thanh cũng khá đa dạng vì bản thân ván ghép thanh rất phong phú, chúng có thể ở dạng tấm rộng, dầm, xà và các sản phẩm định hình khác. Trong các loại trên thì sản phẩm 11 tấm tộng là phổ biến hơn, vì nó có thể phủ mặt hoặc không phủ mặt, Với loại phủ mặt thì lõi cũng có nhiều dạng: dạng lõi đặc, lõi rỗng. Loại không phủ mặt cũng có nhiều kiểu liên kết như liên kết mộng, đinh, chốt, chất kết dính, ngón. Sản phẩm từ các loại ván ghép thanh trên có thể dùng trong sản xuất đồ mộc xây dựng, tàu thuyền. Ván ghép thanh dạng tấm tộng thường được dùng trong sản xuất đồ mộc thông dụng như: Ván ốp tường, ván ốp trần, các chi tiết dạng tấm phẳng trong sản xuất đồ mộc. 1.7.4. Điều tra về thiết bị Đề tài này chúng tôi dùng phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu, chúng tôi tiến hành sản xuất thử một số sản phẩm theo yêu cầu của đề tài. Các thiết bị cần sử dụng đươc điều tra tại Trung tâm công nghệ và chuyển giao công nghiệp rừng- trường Đại học Lâm nghiệp. Bảng 1.2 Tên máy Thông số kĩ thuật trị số Đơn vị Cưa vòng CD3 Kích thước bao: LxBxH 295*140*175 cm Đường kính bánh đà 84 mm Động cơ chính: Công suất 11 Kw Cos 0.85 Số vòng quay 1450 v/ph Động cơ phụ: Công suất 0.75 Kw Số vòng quay 1410 v/ph Cưa đĩa xẻ lại Kích thước bao: LxBxH 172*100 *100 cm Công suất động cơ 4.5 cm 12 Số vòng quay 1450 v/ph Đường kính lưỡi cưa 34 cm Bào hai mặt Kích thước bao: L*B*H 220*130*80 cm Động cơ bào Số vòng quay 2890 v/ph Cos 0.89 Công suất động cơ 4*2 Kw Động cơ kéo rulo Công suất động cơ 1.1 Kw Cos 0.81 Số vòng quay 1135 v/ph Máy đánh nhẵn Kích thước bao: L*B*H 240*210*190 cm Động cơ kéo rulo trên Công suất 2.2 Kw Số vòng quay 1460 v/ph Động cơ kéo băng nhám Công suất 1.5 Kw Số vòng quay 1430 v/ph Động cơ kéo rulo dưới Công suất 2.2 Kw Số vòng quay 1460 Kw Bào bốn mặt Kích thước bao : L*B*H 217*210*190 cm Động cơ bào mặt trong = mặt ngoài: Công suất 3.0 Kw Số vòng quay 2870 v/ph Cos 0.88 Động cơ bào mặt trên = mặt dưới Công suất 4.0 Kw Số vòng quay 2890 v/ph Cos 0.89 Động cơ kéo rulo Công suất 1.1 Kw Số vòng quay 940 v/ph Cos 0.76 13 Lò sấy Kích thước bao: L*B*H 720 *195 *195 cm Công suất động cơ 1.1*4 Kw Số vòng quay 1410 v/ph Thể tích gỗ sấy cho một lò 36 m3 Máy ép dọc Kích thước bao: L*B*H 356 *170 *122 cm Công suất động cơ bơm dầu 5.5 Kw Số vòng quay 1450 v/ph Công suất động cơ cắt đầu 1.5 Kw Số vòng quay 2870 v/ph Đường kính lưỡi cưa cắt đầu 31 cm Áp suất ép 250 kgf/cm2 Máy phay ngón Kích thước bao: L*B*H 232 *165 *130 cm Động cơ phay Công suất động cơ 5.5 Kw Số vòng quay 2890 v/ph Cos 0.91 Động cơ cắt đầu Đường kính lưỡi cưa 30.5 cm Công suất động cơ 3.0 Kw Số vòng quay 2870 v/ph Cos 0.88 Máy ép ngang Kích thước bao: L * B * H 270*235*140 cm Động cơ thuỷ lực Công suất động cơ 3.7 Kw Số vòng quay 1420 v/ph Áp suất ép max 350 kgf/cm2 14 Động cơ kéo gỗ Công suất động cơ 0.75 Kw Số vòng quay 1380 v/ph CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1. Nguyên lí hình thành ván ghép thanh Ván ghép thanh là loại ván được hình thành từ việc dán ghép các thanh (tre, gỗ) có kích thước nhỏ lại với nhau nhờ chất kết dính trong điều kiện nhất định, tạo thành những tấm ván có kích thước lớn hơn, khả năng sử dụng cao hơn. Ván ghép thanh được sản xuất theo nhiều phương pháp khác nhau dẫn đến ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cũng khác nhau, ảnh hưởng đến sự co rút giữa các thanh ghép, sự liên kết của các thanh ghép, ảnh hưởng đến khả năng ổn định của ván dẫn đến hiện tượng cong vênh của ván ghép hay hiện tượng bong mối ghép do nội lực co rút của thanh ghép sinh ra, để ván được ổn định thì vấn đề triệt tiêu nội lực là cần thiết. Phương pháp ghép và việc quan tâm đến vị trí của thanh ghép trong thân cây gỗ là một trong các giải pháp để khắc phục những nhược điểm trên. Thường có ba phương pháp chủ yếu để tạo ván lõi đặc : - Phương pháp ghép khối. - Phương pháp ghép thanh có keo. - Phương pháp ghép thanh không keo. 15 Ta có sơ đồ phân loại ván sau : Để ghép các thanh thành phần người ta có rất nhiều phương pháp khác nhau. Theo A.H.kẩpậậOB có một số dạng ghép sau : Ghép đối xứng vòng năm theo phương tiếp tuyến Nền rỗng Nhiều lớp Một lớp Nhiều lớp Nền đặc Một lớp ghép rộng Ván ghép thanh Có phủ mặt Không phủ mặt ghép dài Nhiều lớp Một lớp 16 Ghép đối xứng vòng năm theo phương xuyên tâm Ghép các thanh thành phần theo liên kết ngón Ghép đối xứng vòng năm theo phương xuyên tâm Quy trình công nghệ sản xuất ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, trong quy trình công nghệ sản xuất có một số yêu cầu bắt buộc sau: - Các thanh thành phần phải gia công đúng quy cách. - Đảm bảo độ kín khít khi xếp các thanh ghép. - Xếp các thanh ghép liền nhau theo phương pháp đối xứng vòng năm. Sấy thanh Gia công thanh Gỗ tròn Cắt khúc Xẻ ván Xẻ thanh Cắt ngắn Phay ngón Tráng keo Ép dọc Bào bốn mặt Tráng keo Xếp thanh Ép ngang Xử lí sản phẩm 17 - Hai thanh ghép liền kề nhau không được trùng mạch ghép. - Chiều dài thanh ghép không hạn chế tuỳ thuộcvào khả năng tận dụng của gỗ, thông thường chiều dài từ 170-1200mm. - Lượng chất kết dính tráng từ 150-250g/m2. - Lực ép phụ thuộc vào loại gỗ, chất lượng gia công bề mặt thanh. Theo tài liệu công bố của hãng DYNEA thì: + Đối với gỗ mềm có γ < 0.5g/cm3 P = 3 - 10 kgf/cm2. + Đối với gỗ cứng có γ > 0.5 g/cm3 P = 10 - 15 kgf/cm2. 2.2. Cơ sở để chọn thông số công nghệ 2.2.1. Đặc điểm và cấu tạo của gỗ Mỡ Đặc điểm và cấu tạo gỗ là nhân tố chủ yếu nhất quyết định đến mọi tính chất của gõ. Cấu tạo được xem như biểu hiện bên ngoài của tính chất, những biểu hiện về cấu tạo là cơ sở khoa học để giải thích các hiện tượng sản sinh trong quá trình gia công chế biến, lựa chọn các thông số công nghệ phù hợp. Mỡ có thớ gỗ hơi nghiêng và tương đối mịn. Căn cứ vào một số tính chất cơ học và vật lí của gỗ Mỡ thấy rằng đây là một loại gỗ có độ cứng trung bình và nhẹ phù hợp nhiều loại sản phẩm. 2.2.2. Chất lượng gia công thanh của máy móc thiết bị Trình độ của máy móc thiết bị có ảnh hưởng lớn đến chất lượng gia công bề mặt của các thanh thành phần, nó có quan hệ với lượng chất kết dính cần tráng và áp suất ép ván. Căn cứ vào thực tế máy móc tại Trung tâm công nghệ và chuyển giao công nghiệp rừng, đây là dây chuyền ván ghép thanh của công ty SAFOMEC (Việt Nam). Qua khảo sát đánh giá của Trung tâm thì chất lượng máy ở đây còn mới 100%. 18 Căn cứ vào loại gỗ Mỡ có đặc điểm và cấu tạo nêu trên, ta thấy đây là loại gỗ tượng đối mịn, từ đó chúng tôi chọn chất lượng gia công thanh thành phàn của thiết bị có độ nhẵn từ ∇?5 - ∇?7. 2.3. Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép thanh Trong sản xuất ván ghép thanh, chất lượng ván phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, chúng ta có thể biểu diễn quan hệ này theo một hàm phụ thuộc ọ = f(x,y,z) Trong đó: ọ - Hàm mục tiêu chất lượng sản phẩm x -Tham số thuộc về vật dán y- Tham số thuộc về chất kết dính z - Tham số thuộc về chế độ dán ép 2.3.1. Ảnh hưởng của vật dán a. Ảnh hưởng của loại gỗ Ứng với mỗi loại gỗ sẽ có một khối lượng thể tích và thành phần các chất trong gỗ khác nhau. Gỗ có khối lượng thể tích lớn, có kết cấu các tể bào mạch gỗ chặt chẽ, khi gia công cho chất lượng bề mặt thanh tốt, do đó lượng chất kết dính tráng cần ít nhưng vẫn đảm bảo mối dán. Ngược lại gỗ có khối lượng thể tích nhỏ dẫn đến kết cấu trong gỗ lỏng lẻo do các tế bào mạch gỗ xếp không chặt chẽ, khi gia công cho bề mặt thanh kém dẫn đến lượng chất kết dính tráng lớn. b. Ảnh hưởng của độ ẩm thanh Nếu độ ẩm thanh khi dán ép quá lớn (lớn hơn mức quy định) sẽ làm giảm độ nhớt của chất kết dính, làm cho chất kết dính dễ bị tràn ra ngoài và thẩm thấu vào gỗ khi ép, vì vậy lượng chất kết dính trên bề mặt thanh bị nghèo làm chất lượng mối dán giảm. Ngược lại nếu độ ẩm của thanh thấp khả năng hút dung môi của chất kết dính vào trong gõ là rất lớn, làm cho độ nhớt của chất kết dính tăng lên, khả năng dàn trải của màng chất kết dính không đều, liên tục, làm giảm chất lượng mối dán. - Căn cứ vào đặc điểm của Mỡ. - Căn cứ vào chỉ tiêu kĩ thuật của ván nhân tạo. 19 - Căn cứ vào cơ sở lí thuyết, chúng tôi chọn độ ẩm thanh sau khi sấy 8-10%. c. Ảnh hưởng của bề mặt thanh lõi Theo thuyết dán dính, bề mặt vật dán càng phẳng và độ nhẵn bề mặt càng cao thì khả năng bôi tráng chất kết dính càng dễ dàng, lượng chất kết dính tráng tiêu tốn ít, màng chất kết dính sẽ mỏng, đều, liên tục chất lượng mối dán tốt khả năng chịu lực tăng lên; ngược lại, nếu chất lượng bề mặt các thanh thấp, độ mấp mô lớn, việc bôi tráng khó, màng chất kết dính sẽ không mỏng, đều, liên tục, làm giảm sự tiếp xúc giữa các thanh, do đó chất lượng mối dán giảm. Căn cứ vào điều kiện thực tế của máy móc thiết bị, chúng tôi chọn chất lượng bề mặt thanh ghép ở ∇6. d. Ảnh hưởng của quan hệ kích thước thanh giữa chiều dày và chiều rộng Trong quá trình sản xuất ván ghép thanh quan hệ giữa chiều dày và chiều rộng thanh ghép là một vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu. Sự thay đổi quan hệ kích thước này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và giá thành sản phẩm. Sở dĩ khi thay đổi kích thước thanh làm cho các tính chất vật lí, cơ học của ván thay đổi bởi gỗ là vật liệu dị hướng có các tính chất khác nhau theo ba phương dọc thớ, xuyên tâm, tiếp tuyến. Chính vì sự khác nhau này đã làm cho gỗ dễ bị cong vênh, dẫn tới các khuyết tật của sản phẩm, do vậy đã có một số công trình nghiên cứu về ván ghép thanh, song việc xây dựng mối quan hệ kích thước giữa chiều dày và chiều rộng thanh còn chưa dược nghiên cứu đầy đủ cho từng loại nguyên liệu cụ thể (mặc dù đã có tài liệu tham khảo số [6]) tài liệu này chỉ mới nghiên cứu đối với Keo Tai Tượng. Kích thước chiều dày thanh thường được quyết định bởi chiều dày sản phẩm, còn chiều rộng thanh phụ thuộc rất nhiều vào cấu tạo và tính chất của gỗ. - Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu. - Căn cứ vào cơ sở lí thuyết. - Căn cứ vào chỉ tiêu kĩ thuật của ván nhân tạo. - Căn cứ vào mục đích sử dụng sản phẩm và hiệu quả kinh tế;. - Căn cứ vào tài liệu tham khảo [6]. Chúng tôi chọn chiều rộng thanh bằng hai lần chiều dày (W = 2*t). 20 e. Ảnh hưởng của phương pháp ghép - Ảnh hưởng của phương pháp ghép thanh theo chiều rộng Phương pháp sắp xếp các thanh thành phàn có ảnh hưởng lớn đến sự cong vênh của ván. Khi tạo ván ghép thanh từ những thanh gỗ xẻ tiếp tuyến mà các vòng năm của chúng lại sắp xếp cùng một hướng sẽ tạo ra ván có bề mặt nhẵn, nhưng rất dễ bị cong vênh (theo một chều). Nếu mặt tiếp tuyến với đường vòng năm của các thanh ghép được xếp đối xứng với nhau theo phương chiều rộng ván thì ván tạo ra ít cong vênh hơn, nhưng có nhược điểm là bề mặt ván có dạng sóng do sự co rút của gỗ theo phương tiếp tuyến và phương xuyên tâm là khác nhau. Nếu mặt tiếp tuyến với đường vòng năm của các thanh ghép vuông góc với bề mặt ván ghép thì ván tạo thành sẽ có bề mặt nhẵn và phẳng hơn. Loại ván như vậy chỉ có thể tạo ra từ các thanh ghép xẻ xuyên tâm. Tuy nhiên khi xẻ các thanh dạng xuyên tâm tỉ lệ lợi dụng gỗ nhỏ hơn rất nhiều so với phương pháp xẻ tiếp tuyến. - Căn cứ vào cơ sở lí thuyết. - Căn cứ vào mục tiêu sử dụng cho sản phẩm là đồ mộc thông dụng và hiệu quả kinh tế. - Căn cứ vào chỉ tiêu kĩ thuật của ván ghép thanh chúng tôi chọn phương pháp các thanh ghép có mặt tiếp tuyến với đường vòng năm xếp đối xứng theo phương chiều rộng ván. - Ảnh hưởng của phương pháp ghép theo chiều dài thanh thành phần Để nâng cao tỉ lệ lợi dụng gỗ, trong đề tài này chúng tôi tiến hành loại bỏ khuyết tật thanh ghép bằng cách cắt ngắn. Việc nối ghép các thanh ngắn này có thể thực hiện theo phương pháp tiếp xúc hoặc phương pháp ghép ngón, căn cứ vào mục tiêu của đề tài, chúng tôi chọn phương pháp nối ngón (Finger-joint). f. Ảnh hưởng của bề mặt tạo ngón ghép Tuỳ theo mục đích sử dụng và yêu cầu của chất lượng sản phẩm mà ngón ghép có thể tạo theo phương chiều dày hoặc phương chiều rộng. Nếu xét về khả năng chịu lực thì hai phương pháp này rất khác nhau, về độ bền uốn tĩnh thì tạo ngón ghép theo phương chiều dày lớn hơn so với phương chiều 21 rộng. Sở dĩ tạo ngón ghép theo phương chiều rộng có độ bền uốn tĩnh nhỏ hơn là do khả năng chịu uốn theo phương tiếp tuyến nhỏ hơn phương xuyên tâm (do cấu tạo gỗ). Mặt khác khả năng kéo đứt mối ghép theo phương chiều dày khó hơn theo phương chiều rộng, vì khi tạo ngón theo phương chiều dày là phay theo chiều tiếp tuyến của gỗ, nó cho độ nhẵn bề mặt, khả năng liên kết bằng chất kết dính là tốt hơn khi tạo ngón theo chiều rộng thanh. Ngoài ra khi phay ngón theo chiều dày thanh còn có một số ưu điểm sau: - Bề mặt ngón phẳng, nhẵn nên tạo được màng chất kết dính đều, liên tục, do đó lượng chất kết dính tráng giảm, áp suất ép nhỏ vì lượng ma sát trên các ngón ít. Nhưng khi phay ngón theo chiều dày thanh còn có một số nhược điểm như: Nếu cùng một khối lượng sản phẩm thì khi phay ngón theo chiều dày sẽ mất nhiều nguyên liệu hơn. Vì khi đó bề mặt ván phải gia công đi một lượng lớn hơn so với ván có thanh ghép theo chiều rọng khi cùng một kích thước sản phẩm. Phay ngón theo chiều dày khi gia công sản phảm dễ bị bóc mặt tại vị trí ngón. Tuy nhiên, khi phay ngón theo chiều dày nó cho một sản phẩm đẹp và có chất lượng cao. Căn cứ vào mục tiêu đề tài chúng tôi chọn phương pháp phay ngón theo chiều dày thanh. k. Ảnh hưởng của các thông số kích thước ngón ghép Thông số hình học của ngón ghép Trong đó: l – Chiều dài ngón, mm; l = 13 mm; p – Bước ngón, mm; p = 4.3 mm; t – Bề rộng đỉnh ngón, mm; t = 0.9 mm; ỏ – Góc nghiêng của ngón. ỏ = 7o. - Ảnh hưởng của chiều dài ngón (l) l t p ỏ 22 Dựa vào kích thước dao phay định hình ta có thể tạo được nhiều cấp chiều dài ngón. Chiều dài ngón ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng mối ghép và giá thành sản phẩm. Nếu ngón ngắn l = 7.5-10 mm khi gia công xẻ tận dụng được gỗ, phế liệu ít, công cắt gọt thấp Nếu ngón có độ dài l = 50-60 mm, thì công cắt gọt lớn, phế liệu nhiều. Loại ngón này chỉ phù hợp với loại gỗ có khối lượng thể tích lớn và độ bền cơ học cao. Còn loại gỗ có độ bền cơ học thấp, nhẹ, xốp, chịu lực kém khi phay có hiện tượng vỡ đầu. Vì vậy chọn chiều dại ngón hợp lí là rất quan trọng. Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu, trong đề tài này chúng tôi chọn chiều dài ngón l = 13 mm. - Ảnh hưởng của bước ngón (p) Với cùng chiều dài ngón nếu ngón lớn (ngón thô) tổng diện tích tiếp xúc thanh- thanh sẽ giảm dẫn đến cường độ dán dính của mối dán giảm. Nếu bước ngón nhỏ số lượng ngón trên một đơn vị chiều rộng thanh lớn, làm cho tổng diện tích tiếp xúc tăng lên. Độ lớn của bước răng phụ thuộc vào loại gỗ và chiều dài ngón. Các gỗ có khối lượng thể tích 0.3- 0.7g/cm3 thì sự phụ thuộc bước ngón vào chiều dài ngón tuân theo bảng sau: Bảng 2.1. quan hệ chiều dài ngón và bước ngón Căn cứ vào đặc điểm nguyên liệu, căn cứ vào chiều dài ngón chúng tôi chọn độ lớn bước ngón p = 4.3 mm - Ảnh hưởng của độ lớn đỉnh ngón (t) Như ta đã biết dạng ngón trong mối ghép đầu dạng ngón thường rất mảnh, vì vậy khi phay hoặc vận chuyển rất dễ rỡ đầu ngón. Để khắc phục hiện tượng này ngón được phay bao giờ cũng tồn tại độ rộng đỉnh ngón (t). Độ rộng đỉnh ngón chủ yếu l (mm) p (mm) 7.5 < l ≤ 10 10 < l ≤ 24 24 < l ≤ 35 l > 35 p = l/2.5 p = l/3 p = l/3.5 p = l/4 23 phụ thuộc vào loại gỗ. Gỗ càng nhẹ, xốp, độ bền cơ học thấp thì độ rộng đỉnh ngón càng lớn và ngược lại. Căn cứ vào loại gỗ chúng tôi chọn độ rộng đỉnh ngón cho thực nghiệm là: t = 0.9mm. - Ảnh hưởng của góc đỉnh ngón Góc đỉnh ngón là góc nhọn tạo bởi mặt phẳng cạnh ngón và mặt phẳng song song với chiều dọc thanh. Khi cố định dạng ngón thì góc ở đỉnh phụ thuộc vào chiều dài ngón và bước ngón  = 5 - 100. Trong đề tài này chúng tôi chọn góc ở đỉnh ngón = 70. 2.3.2. Ảnh hưởng của chất kết dính Quá trình dán dính là sự gắn kết giữa hai vật thể dưới tác dụng của một vật thứ ba trong những điều kiện nhất định, vật thứ ba được gọi là chất kết dính, vì vậy chất kết dính sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối dán. Sự ảnh hưởng của chất kết dính tới chất lượng sản phẩm có thể được mô tả bằng hàm sau: y = f(x1,x2,x3,x4,x5) Trong đó: y - Là hàm mục tiêu chất lượng mối dán x1- Ảnh hưởng của loại chất kết dính x2- Ảnh hưởng của độ nhớt x3- Ảnh hưởng của hàm lượng khô x4- Ảnh hưởng của độ pH của chất kết dính x5- Ảnh hưởng của lượng chất kết dính tráng a. Ảnh hưởng của loại chất kết dính Mỗi loại chất kết dính có những thông số và đặc tính riêng của nó, từ đó kéo theo các yếu tố công nghệ khác cũng phải phù hợp. Vì vậy lựa chọn chất kết dính phù hợp với công nghệ, với mục đích sử dụng, đảm bảo chất lượng sản phẩm. Trong đề tài này chúng tôi sử dụng chất kết dính là DYNOCOLL 1186 LV do hãng DYNEA sản xuất. b. Ảnh hưởng của hàm lượng khô của chất kết dính 24 Hàm lượng khô của chất kết dính có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối dán vì trong quá trình dán ép dung môi của chất kết dính chủ yếu được gỗ hút thấm (trong điều kiện ép nguội) do đó làm cho độ ẩm tăng ảnh hưởng đến chất lượng mối dán, dẫn tới ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là đối với ván ghép thanh tạo ván lõi để phủ mặt, sẽ gây ra nổ ván hoặc có cường độ dán thấp vì độ ẩm quá cao. Ngược lại nếu hàm lượng khô của chất kết dính quá cao thì khả năng dàn trải đều giữa chất kết dính và gỗ là khó do vậy tạo chất kết dính không đều, liên tục dẫn đến chất lượng mối dán giảm. Theo tài liệu số [12], trị số hàm lượng khô thích hợp nhất từ 40 – 60%. Trong đề tài này chúng tôi sử dụng chất kết dính là PVAc với hàm lượng khô 40%. c. Ảnh hưởng của độ nhớt của chất kết dính Độ nhớt của chất kết dính là nội lực của dung dịch hình thành do tổng hợp các lực sinh ra trong lòng dung dịch. Nó biểu hiện qua khả năng thấm ướt của dung dịch chất kết dính lên bề mặt vật dán. Vì vậy độ nhớt của chất kết dính ảnh hưởng rất lớn đến công nghệ sản xuất, ảnh hưởng đến khả năng tráng chất kết dính, chiều dày màng chất kết dính. Nếu độ nhớt của chất kết dính quá lớn quá trình bôi tráng lên bề mặt rất khó, màng chất kết dính khó dàn trải đều, liên tục do đó, chất lượng mối dán giảm, độ bền kéo trượt màng chất kết dính thấp. Nếu độ nhớt chất kết dính quá thấp tuy khả năng bôi tráng chất kết dính lên bề mặt vật dán dễ dàng, nhưng lượng chất kết dính tráng thấm vào vật dán tăng lên làm nghèo lượng chất kết dính trên bề mặt vật dán, làm cho chất lượng mối dán giảm. Qua các công trình nghiên cứu trước đây và tài liệu tham khảo số [12] cho thấy độ nhớt của chất kết dính trong sản xuất ván nhân tạo thích hợp nhất trong khoảng 50 – 90 giây (theo Bz4) ở 250C. Trong đề tài này chúng tôi sử dụng chất kết dính có độ nhớt 8 Pa.s ở 340C. d. Độ acid-bazơ của chất kết dính 25 Độ acid-bazơ của chất kết dính là một trong những đại lượng đặc trưng cho tính chất hoá học, nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền mối dán. Tính acid mạnh hay bazơ mạnh đều phá hoại các tổ chức tế bào của gỗ, vì vậy độ pH của chất kết dính khi sử dụng phải đảm bảo không phá huỷ vật dán. Độ pH của chất kết dính đóng rắn ở môi trường acid khoảng 6 – 6.5. Đề tài chúng tôi sử dụng loại chất kết dính có pH = 6.5. e. Ảnh hưởng của lượng chất kết dính Độ bền mối dán phụ thuộc rất nhiều vào lượng chất kết dính khi thực hiện quá trình dán ép. Nếu lượng chất kết dính tráng trên một diện tích bề mặt quá ít thì khả năng dàn trải màng chất kết dính không đều, không liên tục làm cho chất lượng mối dán kém. Nếu lượng chất kết dính quá nhiều sẽ làm cho màng chất kết dính dày, sinh ra nội ứng suất rrong màng chất kết dính khi đóng rắn. Khi dán ép chất kết dính sẽ bị tràn ra ngoài, gây lãng phí chất kết dính làm tăng giá thành sản phẩm một cách đáng kể. Theo một số công trình nghiên cứu trước đây và tài liêu tham khảo số [2] thì lượng chất kết dính tráng thích kợp cho ván ghép thanh từ 150-250g/m2. Căn cứ vào cơ sở lí thuyết, chất lượng bề mặt của thanh ghép chúng tôi chọn lượng chất kết dính là 190g/m2. Các thông số kĩ thuật của chất kết dính PVAc. Giới thiệu sản phẩm của công ty DYNEA : Dynocoll 1186 LV là một loại chất kết dính thích hợp cho việc liên kết các loại gỗ cứng như ash, elm,… hay gỗ mềm như gỗ Cao Su, … Dynocoll 1186 LV có thể đóng rắn ở nhiệt độ bình thường hay đóng rắn nhờ nhiệt. Dynocoll 1186 LV có độ pH trung tính, nên không ảnh hưởng lên chất lượng, tính chất của gỗ. Dynocoll 1186 LV không chứa các độc tố như Formaldehyde, Phenol, kim loại nặng… Dynocoll 1186 LV có khả năng kháng ẩm, nhiệt, dung môi. Thông số kĩ thuật Dạng tồn tại Chất lỏng màu trắng sữa Đơn vị Độ nhớt (270C) 17000 – 22500 cps 26 Độ pH 3.5 – 5.5 Hàm lượng rắn 48 ± 1 % Điều kiện bảo quản – thời gian sử dụng : Ở nhiệt độ bình thường, Dynocoll 1186 LV có thể sử dụng được trong khoảng thời gian 6 tháng. Ở nhiệt độ cao hơn, thời gian sử dụng sẽ giảm đi. Thời gian để ngoài càng ngắn càng tốt. 2.3.3. Ảnh hưởng của các thông số chế độ ép a. Ảnh hưởng của áp suất ép Trong sản xuất ván nhân tạo, áp suất ép đóng vai trò định hình sản phẩm, làm tăng khả năng tiếp xúc giữa bề mặt vật dán và tạo ra khối lượng thể tích theo yêu cầu. Theo lí thuyết dán dính khi bề mặt vật dán phẳng nhẵn, khả năng dàn trải đều của màng chất kết dính lớn thì lực ép không dáng kể, trong thực tế gia công không thể thực hiện được độ phẳng lí tưởng. Vì vậy, cần phải chọn ra một trị số áp suất đủ lớn, để làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các bề mặt thanh ghép là tốt nhất mà không phá huỷ vật dán. Nhưng áp suất đó không được quá lớn sẽ gây nên hiện tượng tràn chất kết dính ra ngoài làm mất tính liên tục của màng chất kết dính, lượng chất kết dính tránh không đảm bảo ảnh hưởng đến chất lượng mối dán. Trong sản xuất ván ghép thanh cần phải có lực tác dụng theo hai phương, lực ép theo phương ngang (ghép ván theo chiều rộng) có vai trò tạo ra sự tiếp xúc tốt nhất cho vật dán. Lực ép theo phương đứng có tác dụng ổn định bề mặt ván không cho nó biến dạng trong quá trình ép ván. Còn lực ép được kích thước thanh dài công nghệ mà vẫn đảm bảo cường độ và thẩm mĩ. Nếu áp suất ép nhỏ thì sự tiếp xúc giữa vật dán kém, do đó cường độ dán dính giảm dẫn tới ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Vậy trị số áp suất là một hàm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Căn cứ vào cơ sở lí thuyết, đặc điểm, cấu tạo gỗ Mỡ và chất lượng bề mặt thanh chúng tôi chọn áp suất ép là: 27 1) Ghép thanh Áp suất ép dọc thanh (nối ngón) : Pmax = 50 kgf/cm2; Áp suất ép biên (ép mặt trên của thanh) : Pmax = 60 kgf/cm2; 2) Ghép ván Áp suất ép mặt (khi ép ngang): P = 8 kgf/cm2; Áp suất ép cạnh : P = 50 kgf/cm2; b. Ảnh hưởng của thời gian ép Đó là khoảng thời gian cần thiết để tạo ra một tấm ván, nếu thời gian ép quá dài thì năng suất sản xuất thấp, nếu thời gian ép quá ngắn thì màng chất kết dính chưa đóng rắn làm cho mối dán không đảm bảo. Vì vậy thời gian một chu kì dán ép được xác định theo công thức sau:    4 1i ied     5 1k ken  Trong đó: ụi1 - Thời gian đóng bàn ép phẳng ụi2- Thời gian tạo áp suất ép max ụi3 - Thời gian giảm áp suất ép max ụi4 - Thời gian giảm áp suất ép phẳng ụi2 + ụi3- Thời gian duy trì áp suất ép phẳng ụk1 - Thời gian đóng bàn ép phẳng ụk2 - Thời gian tạo áp suất ép max ụk3 - Thời gian duy trì áp suất ép max ụk4 - Thời giảm áp suất ép max ụk2 + ụk3 + ụk4 - Thời gian duy trì áp suất ép phẳng ụk5 - Thời gian giảm áp suất ép phẳng Đối với ép dọc thì (ụi1, ụi2, ụi4) nó là yếu tố cố định của máy và nó phụ thuộc vào công nghệ sản xuất. Vì vậy chúng tôi quan tâm đến ụi2 nó đảm bảo cho độ kín khít của mối ghép và độ bền của màng chất kết dính. Vì thời gian này quá ngắn sẽ gây 28 tách tại mối ghép và chất kết dính tràn ra ngoài nhiều làm giảm lượng chất kết dính tráng trên bề mặt ảnh hưởng đến chất lượng mối nối. Nếu ụi2 quá dài sẽ gây lãng phí thời gian trong sản xuất và chất kết dính có thể bị đóng rắn trước. Vậy căn cứ vào loại chất kết dính, loại nguyên liệu chúng tôi chọn ụi2= 15s. Đối với ghép ngang thì (ụk1, ụk2, ụk3, ụk4, ụk5) nó phuộc vào công nghệ sản xuất ván, vì vậy chúng tôi quan tâm đến, đây là khoảng thời gian đóng rắn chất kết dính làm cho ván hình thành. Do đây là ép nguội nên khoảng thời gian này quá ngắn, màng chất kết dính sẽ chưa đóng rắn, ảnh hưởng đến chất lượng mối dán và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Vậy căn cứ vào loại chất kết dính, lượng chất kết dính, chúng tôi chọn ụk3=5 phút. CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM 3.1. Chuẩn bị điều kiện thực nghiệm 3.1.1. Nguyên liệu Để thực hiện đề tài này chúng tôi sử dụng gỗ Mỡ (Manglietia glauca anet) làm đối tượng nghiên cứu được khai thác ở Hoà Bình, độ tuổi từ 10-12 năm. 3.1.2. Chất kết dính Trong đề tài này chúng tôi dùng chất kết dính PVAc, các thông số như bảng 2.2 mục 2.3.2 chương 2 Lượng chất kết dính tráng là:190 g/m2. Tổng lượng chất kết dính dùng: 800g. 3.1.3. Sản phẩm Sản phẩm là ván ghép thanh không phủ mặt có kích thước: 29 L * W * t = 915 * 915 * 19 mm Số lượng: 3 tấm Các thanh thành phần được tạo bằng cách gia công nguyên liệu trên các máy chuyên dùng, thanh có kích thước như hình vẽ Trong đó: lth - Chiều dài thanh, mm wth- Chiều rộng thanh, mm tth- Chiều dày thanh, mm lth = l1+Äl1+Äl2 wth= w1+Äw1+Äw2 tth= t1+Ät1+Ät2 Trong đó: l1, w1, t1: là kích thước danh nghĩa Äl1, Äw1, Ät1: là lượng dư do sấy Äl2, Äw2, Ät2: là lượng dư do gia công 3.2. Tính toán kích thước thanh trước khi xẻ 3.2.1. Lượng dư gia công Các thanh sau khi xẻ được đưa vào máy bào 2 mặt và máy bào 4 mặt để gia công. Căn cứ vào độ đồng phẳng của các máy xẻ và độ nhô của lưỡi dao trên các máy bào. Qua thí nghiệm chúng tôi thấy cần phải có lượng dư gia công như sau: - Khâu gia công thô: 1.5mm cho mỗi mặt - Khâu gia công tinh: + Phay mặt (theo chiều dày ván): 1.5mm + Rọc cạnh thanh (theo chiều rộng): 3mm Vậy lượng hao hụt do gia công: Ät1= 1.5 * 2 + 1.5 = 4.4mm Äw1= 1.5 * 2 + 3 = 6mm lth wth t th 30 3.2.2. Lượng hao hụt do sấy Khi độ ẩm của gỗ giảm xuống dưới điểm bão hoà thớ gỗ thì gỗ bắt đầu co rút, nếu độ ẩm này càng giảm thì lượng co rút càng tăng. Trong đề tài này thanh ghép có thể thuần giác, thuần lõi hoặc cả giác và lõi không theo một tỉ lệ nào. Vì vậy chúng tôi chọn trị số co rút theo các chiều là lớn nhất để đảm bao tính chắc chắn của kích thước vật liệu sau khi gia công. Độ co ngót theo các chiều ở độ ẩm 8-10% chúng tôi chọn như sau: - Co ngót theo chiều dọc thớ không đáng kể nên có thể bỏ qua - Co ngót theo chiều tiếp tuyến : 3.81% - Co ngót theo chiều xuyên tâm : 1.53% Vậy lượng co ngót theo các chiều là: Äw2 (xuyên tâm) = 100 *53.1 1w = 0.0153*40 = 0.61 mm; Ät2(tiếp tuyến) = 100 *81.3 1t = 0.0381*19 = 0.72 mm; Kích thước thanh phải xẻ là: Wth= w1+ Äw1+ Äw2 = 38 + 6 + 0.61 = 44.61 mm; tth = t1 + Ät1 + Ät2 = 19 + 4.4 + 0.72 = 24.12 mm; 3.3. Tính toán lượng chất kết dính tráng 3.3.1. Tính lượng chất kết dính tráng cho ép dọc Kích thước thanh W x t = 44.61 x 24.12 mm Chiều dài ngón: l = 11mm Số thanh cho một tấm : 2438 915 n thanh; Có 9 mặt cần tráng chất kết dính cho một đầu: 44.61 *11 * 9 = 0.00442728 m2; Mỗi tấm tối đa có 4 thanh ghép lại với nhau, vậy số đầu ghép là : 24* 4 = 96 đầu; Diện tích đầu tráng chất kết dính cho một tấm : S1 = 96 * 0.00442728 = 0.42501888 m2; 31 Diện tích mặt cần tráng chất kết dính cho một tấm : S2 = 23*915*24.12 = 0.399855 m2; Vậy tổng diện tích cần tráng chất kết dính cho một tấm là : S = S1 + S2 = 0.82487388 m2; Số lượng chất kết dính dùng cho một tấm là : M = 190 * 0.82487388 = 156.7260372 g; Với 5 tấm ta dùng hết số chất kết dính là : 5 * 156.7260372 = 783.630186 g; lấy 800 gam; 3.4. Gia công thanh 3.4.1. Xẻ phá Do đường kính gỗ tròn không lớn, mặt khác để tiết kiệm gỗ chúng tôi thực hiện phương pháp xẻ tiếp tuyến. Gỗ được xẻ theo sơ đồ : Gỗ Mỡ non khi tiến hành xẻ ván do ứng suất sinh trưởng lớn nên có hiện tượng nứt từ tâm rất điển hình. Vì vậy, khi xẻ ta nên chọn phương pháp xẻ thích hợp để triệt tiêu ứng suất sinh trưởng tránh hiện tượng nứt ván. 3.4.2. Xẻ thanh Do gỗ Mỡ trong lúc xẻ có hiện tượng nứt đầu rất mạnh nên sau khi xẻ ván chúng tôi quyết định xẻ thanh ngay để hạn chế nứt đầu. 24.12 44.61 32 3.4.3. Sấy thanh Thanh đã được xẻ sơ bộ, hơn nữa do là gỗ mềm nên ta có thể sấy với chế độ sấy tương đối cứng, với nhiệt độ sấy 80 ± 50C trong thời gian 96 giờ. Độ ẩm cuối cùng của ván là 8 – 10%. 3.4.4. Cắt ngắn và bào hai mặt Thanh sau khi được sấy chúng tôi dùng cưa cắt ngang cắt ngắn những thanh có độ cong qúa lớn. Với độ dài thanh tối thiểu là 200mm. Để tạo sự động đều tương đối cho các thanh trước khi phay ngón ta tiến hành bào hai mặt. 3.4.5. Phay ngón Các thanh được sắp xếp theo chiều thớ để sau khi phay ngón có thể ghép thành thanh dài có cùng chiều thớ, điều này tạo điều kiện cho quá trình ghép đối xứng vòng năm theo chiều tiếp tuyến của ván. Các thanh được phay cả hai đầu. 3.4.6. Tráng chất kết dính Các thanh được tráng chất kết dính một đầu bằng phương pháp thủ công. Yêu cầu lượng chất kết dính tráng phải đều, lượng chất kết dính tráng vừa đủ để khỏi trào ra ngoài trong quá trình ép dọc. 3.4.7. Ghép dọc Tiến hành ghép dọc với áp lực P = 50 kgf/cm2, thời gian ép 30 giây. các thanh được tạo ra có độ dài 2600mm. P (kgf/cm2) 50 Biểu đồ ép 33 Trong đó : ụ1 : thời gian chuẩn bị ép; ụ2 : thời gian tăng áp; ụ3 : thời gian duy trì áp; ụ4 : thời gian giảm áp; 3.4.8. Bào bốn mặt Sau một thời gian ép dọc, để chất kết dính có đủ thời gian đóng rắn ta tiến hành bào bốn mặt để tạo thành những thanh chuẩn về kích thước về các chiều, các mặt, các thanh tương đối thẳng phẳng. 3.4.9. Tráng chất kết dính và ghép ngang Xếp các thanh đã được bào bốn mặt lên giá, lật nghiêng thanh, tráng chất kết dính. Yêu cầu lượng chất kết dính tráng phải đều, đủ. Tiến hành ghép ngang với áp suất ép biên là P = 50 kgf/cm2, áp suất ép phẳng là P = 8 kgf/cm2. Thời gian duy trì áp suất khoảng 45 phút. Yêu cầu thời gian ép đủ lớn để keo có thể đóng rắn và cố định được các thanh ghép trong toàn bộ tấm ván. ụ(s) P(kgf/cm2) ụ(phút) ụụ ụ 50 0 Biểu đồ ép biên 34 Trong đó : ụ1 : thời gian chuẩn bị ép ụ2 : thời gian tăng áp suất ép ụ3 : thời gian duy trì áp suất ép ụ4 : thời gian giảm áp 3.4.10. Đánh nhẵn Ván sau khi đã định hình, ổn định ta đem đánh nhẵn để đạt kích thước yêu cầu và độ nhẵn đã định. CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. Phương pháp xử lí số liệu 4.1.1. Cơ sở để chọn mẫu số liệu Mẫu thí nghiệm được chọn theo phương pháp ngẫu nhiên trên cơ sở căn cứ vào tiêu chuẩn cắt mẫu UDC 647- 4719- 71 và DB 585- 86. 4.1.2. Phương pháp xử lí số liệu điều tra 35 Để kiểm tra các tính chất của ván, chúng tôi dùng phương pháp toán học với số mẫu thí nghiệm các tính chất được ghi ở các bảng: Theo tài liệu [13]. 4.1.2.1. Trị số trung bình cộng n x x n i i  1 Trong đó: xi – các giá trị ngẫu nhiên của mẫu thí nghiệm n – số mẫu quan sát x - trị số trung bình mẫu 4.1.2.2. Độ lệch tiêu chuẩn (sai quân phương) Được tính theo công thức 1 )( 1 2      n xx s n i i Trong đó : S – sai quân phương xi – giá trị của các phần tử x – trung bình cộng của các giá trị xi n – số mẫu quan sát 4.1.2.3. Sai số trung bình cộng n Sm  Trong đó : S – sai quân phương n – số mẫu quan sát m – sai số trung bình cộng 4.1.2.4. Hệ số biến động x Ss % 36 Trong đó: s% - hệ số biến động S – sai quân phương x - trị số trung bình cộng 4.1.2.5. Hệ số chính xác %100* x mP  Trong đó : P – hệ số chính xác m – sai số trung bình cộng x - trị số trung bình cộng 4.1.2.6. Sai số tuyệt đối của ước lượng C(95%) n StC k *% )(2  4.2. Nội dung và phương pháp kiểm tra 4.2.1. Tiêu chuẩn ván ghép thanh Xác định kích thước kiểm tra theo tiêu chuẩn UDC - 647 – 41953 - 71 GB 585- 86 Nội dung kiểm tra bao gồm: - Kiểm tra độ ẩm ván - Kiểm tra khối lượng thể tích - Kiểm tra độ bền uốn dọc ván - Kiểm tra độ bền kéo trượt màng chất kết dính - Kiểm tra độ bền uốn ngang ván 50 50 L/2 12t + 75 200 50 25 50 37 Từ sơ đồ cắt mẫu chúng tôi tiến hành cắt mẫu và kiểm tra 4.2.2. Phương pháp để xác định độ ẩm ván Để xác định độ ẩm ván được xác định theo tiêu chuẩn: UDC 647- 419- 543 GB 5852- 96 Phương pháp xác định độ ẩm Phương pháp xác định độ ẩm ván được xác định theo tiêu chuẩn GB 5852- 96 - Nguyên lí: Cân – Sấy – Cân - Dụng cụ: + Cân điện tử chính xác 0.01g + Tủ sấy + Bình hút ẩm CaCl2, P2O5 - Lấy mẫu và kiểm tra Vị trí lấy mẫu theo tiêu chuẩn GB 5851- 86 Kích thước mẫu: 50 x 50 x t mm - Quy trình Chúng tôi tiến hành kiểm tra các tính chất tại phòng thí nghiệm bộ môn ván nhân tạo. Sau khi lấy xong phải tiến hành cân ngay được m1 Sấy mẫu tại t0 = 100 ± 20C và tiến hành cân được m2 Đưa vào bình hút ẩm, làm nguội ở nhiệt độ phòng rồi tiến hành cân ngay, tránh độ ẩm tăng vượt quá 1%. - Biểu thị kết quả Công thức xác định 100* 2 21 m mmMC  , %; Trong đó: m1- khối lượng trước khi sấy, g; m2 – khối lượng gỗ khô kiệt, g. Lấy mẫu theo giá trị trung bình các dung lượng. 38 Kết quả kiểm tra được ghi ở phụ biểu 01 Tiến hành xử lí thống kê, kết quả thu được ghi ở bảng sau: Bảng 05 x S S% P% C(95%) 14.23 0.25 1.74 0.45 0.13 * Nhận xét : Độ ẩm ván tương đối lớn do công tác bảo quản, cất giữ không tốt, nó cũng giải thích vì sao một số tính chất cơ học của ván lại không cao. 4.2.3. Phương pháp xác định khối lượng thể tích của ván Phương pháp xác định khối lượng thể tích của ván: Mẫu cắt theo tiêu chuẩn UDC - 647- 419- 543 GB – 585 – 86 Kích thước mẫu 100 x 100 x t mm Số lượng mẫu: 15 mẫu Phương pháp xác định: Cân - Đo. Khối lượng thể tích được xác định theo công thức: V m  g/cm3 Trong đó: ó – khối lượng thể tích của ván g/cm3 m – khối lượng mẫu thí nghiệm, g; V – thể tích của mẫu thí nghiệm, cm3. Để xác định m ta dùng cân điện tử độ chính xác 0.01g Để xác định V ta dùng thước kẹp độ chính xác 0.02mm, xác định kích thước theo hai chiều mẫu thí nghiệm. Panme độ chính xác 0.01mm, xác định chiều dày của mẫu tại 4 điểm. Kết quả thu được ghi ở biểu 02 Tiến hành xử lí thống kê kết quả ở bảng 06 10 0 100 39 Bảng 06 * Nhận xét : Từ biểu 02 ta thấy khối lượng thể tích của ván tăng hơn khối lượng thể tích cơ bản (ók) do : chúng tôi tiến hành đo ở độ ẩm 14.23%. Mặc dù mẫu kiểm tra có một lượng chất kết dính nhất định nhưng chúng tôi nghĩ nó không ảnh hưởng nhiều lắm tới khối lượng thể tích của ván. 4.2.4. Phương pháp xác định độ bền uốn của ván Để xác định độ bền uốn của ván, chúng tôi tiến hành kiểm tra theo tiêu chuẩn: UDC 647- 419- 620- 174 GB 852- 96 Phạm vi sử dụng theo tiêu chuẩn GB 549- 86 Kích thước mẫu: 292 x 32 x t mm Số lượng mẫu dùng cho thí nghiệm 15 mẫu - Dụng cụ: `+ Máy kiểm tra vạn năng + Gối đỡ R = 15mm + Thước kẹp: độ chính xác 0.02mm + Panme: độ chính xác 0.01mm + Lấy mẫu Mẫu có hình dạng: Mẫu kiểm tra độ bền uốn được xác định theo tiêu chuẩn GB 5831- 88 Đo kích thước mặt cắt ngang của mẫu tại vị trí đặt lực sau đó đặt mẫu lên gối tựa (đo tại mối ghép). Vị trí đặt lực điểm vào chính mối ghép (Finger joint) chính xác 0.1mm. Khoảng cách hai gối lg = 12 x t mm Phương pháp kiểm tra chiều rộng và chiều dày mãu: x S S% P% C(95%) 0.43 0.01 2.83 0.71 0.005 32 240 40 + Chiều dày mẫu dùng panme đo chính xác 0.01mm + Chiều rộng mẫu dùng thước kẹp đo chính xác 0.02mm - Quy trình: Chúng tôi tiến hành kiểm tra trên máy thử vạn năng, tăng lực từ từ, thời gian tăng tải từ 70 – 150 kgf/phút. Trị số tải trọng, lực phá huỷ dọc chính xác đến 1N. - Biểu thị kết quả: công thức xác định 2**2 **3 tW lP MOR g , MPa; Trong đó: P – lực phá huỷ mẫu, N; lg – chiều dài gối đỡ, mm; W – chiều rộng mẫu, mm; t – chiều dày sản phẩm, mm. Kết quả ghi ở phụ biểu 03 Tiến hành xử lí thống kê thu được ở bảng: x S S% P% C(95%) 39.04 4.16 10.66 2.75 2.11 * Nhận xét : Tất cả các mối dán (tại ngón ghép) đều bị phá hủy, tuy nhiên cường độ uốn tĩnh của ván là tương đối cao, điều đó khẳng định ván ghép thanh từ gỗ Mỡ hoàn toàn có thể dùng làm chi tiết chịu tải trọng lớn. 4.2.5. Phương pháp xác định độ bền kéo trượt màng chất kết dính Để kiểm tra độ bền kéo trượt màng chất kết dính, chúng tôi tiến hành kiểm tra theo tiêu chuẩn: AS 1321.3- 1976 Mẫu có hình dạng như hình vẽ Số mẫu dùng cho thí nghiệm 15 mẫu - Dụng cụ và thiết bị: + Máy kiểm tra vạn năng + Hệ thống kẹp mẫu + Thước kẹp độ chính xác 0.02mm t 5 45 15 41 + Panme Mẫu kiểm tra k được xác định theo tiêu chuẩn GP 581- 86 Công thức xác định: tW P k *  , Mpa; Kết quả ghi ở phụ biểu 04 Tiến hành xử lí thống kê số liệu ghi ở bảng sau: Bảng 08 x S S% P% C(95%) 79.99 9.71 12.14 3.13 4.91 * Nhận xét : Cường độ kéo trượt màng chất kết dính đặc trưng cho khả năng liên kết của màng chất kết dính, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại gỗ, loại chất kết dính, chất lượng thanh ghép…và lượng chất kết dính. Hầu hết các mẫu đều bị phá hủy phần gỗ là chủ yếu còn keo thì bị phá huỷ không nhiều, chứng tỏ keo liên kết tốt hoặc quá trình tạo mẫu thí nghiệm chúng tôi đã tạo ra ứng suất tập trung vào phần gỗ chứ không phải vào màng chất kết dính… 4.2.6. Phương pháp xác định độ bền uốn ngang của ván Để xác định độ bền uốn ngang của ván chúng tôi tiến hành kiểm tra theo tiêu chuẩn: UDC 647- 419- 620- 174 GB 5852- 86 Phạm vi sử dụng theo tiêu chuẩn GB 5849- 86 - Dụng cụ: Máy kiểm tra vạn năng Gối đỡ R=15mm Thước kẹp độ chính xác 0.02mm Panme độ chính xác 0.01mm - Lấy mẫu: 42 Mẫu kiểm tra độ bền uốn ngang của ván được xác định theo tiêu chuẩn GB 5851- 86 Kích thước mẫu: l * w * t = 240 * 50 * t mm Số lượng mẫu: 8 mẫu Quy trình: Dùng thước kẹp đo chiều dài và chiều rộng mẫu. Dùng Panme đo chiều dày mẫu Thử mẫu trên máy thử vạn năng. Vị trí đặt lực vào chính giữa khoảng cách giữa hai gối đỡ. Khoảng cách 2 gối đỡ lg= 12*t mm Tăng tải từ từ, thời gian tăng tải là 78- 150 kgf/phút. Trị số tải trọng phá huỷ đọc chính xác đến 1N - Biểu thị kết quả Công thức xác định: 2**2 **3 tw lP MOR g , MPa; Trong đó: P- lực phá huỷ mẫu, MPa; Lg- chiều dài gối đỡ, mm; w- chiều rộng mẫu, mm; t- chiều dày sản phẩm, mm; Kết quả được ghi ở phụ biểu 05 Tiến hành xử lí thống kê kết quả thu được ở bảng Bảng 09 x S S% P% C(95%) 50 240 43 2.45 0.69 28.31 10.01 0.47 * Nhận xét : Cường độ uốn ngang của sản phẩm là tính chất cơ học quan trọng để đánh giá khả năng sử dụng của vật liệu trong sản xuất đồ mộc, đặc biệt là khi sử dụng ở dạng tấm phẳng, thông qua việc kiểm tra độ bền uốn ngang để lựa chọn giải pháp có nên hay không sử dụng ván ở dạng tấm rộng, theo chúng tôi nếu không bắt buộc thì không nên sử dụng ván dưới dạng tấm rộng theo chiều ngang ván bởi khả năng chịu lực của ván ở này thấp hơn rất nhiều so với chiều dài ván. Trong đề tài độ bền uốn ngang của ván thực nghiệm MOR = 2.45 MPa. CHƯƠNG V PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ MỘT SỐ KIẾN NGHỊ 5.1. Nguyên liệu 5.1.1. Gỗ Mỡ (Manglietia glauca anet) là loại gỗ có màu trắng, nhẹ (tỉ trọng ó = 0.422g/cm3), mềm, ít co rút, ít nứt nẻ, thớ mịn, tỉ lệ cellulo cao, chịu được mưa nắng, dễ gia công…Qua các đặc điểm trên chúng tôi thấy rằng gỗ Mỡ dùng làm ván ghép thanh là phù hợp. 5.1.2. Chất kết dính Dùng cho sản xuất ván ghép thanh có rất nhiều loại chất kết dính phù hợp. Trong sản xuất thường chọn chất kết dính theo các nguyên tắc sau: - Có thời gian bảo quản dài; - Có cường độ bám dính cao; 44 - Có khả năng bôi tráng lên bề mặt vật dán dễ dàng; - Không làm biến màu hoặc phá huỷ vật dán; - Không chứa chất độc hại cho con người và môi trường xung quanh; Trong đề tài chúng tôi sử dụng phương pháp ép nguội ở nhiệt độ môi trường (t = 20 – 300C) với nguyên liệu là gỗ Mỡ với mục đích là sử dụng cho đồ mộc thông dụng chúng tôi chọn chất kết dính Dynolink 8000 do hãng Dynea sản xuất. Tính chất của loại chất kết dính này đã trình bày ở phần trước 5.1.3. Đánh giá về sản phẩm Chất lượng sản phẩm là một chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá công nghệ sản xuất, đánh giá xem sản phẩm có đáp ứng được mục tiêu sử dụng hay không, chúng tôi tiến hành đánh giá một số tính chất như sau: 1) Độ ẩm ván : Qua kết quả kiểm tra và các số liệu sau khi xử lí bằng thống kê toán cho thấy độ ẩm của ván tương đối đồng đều điều đó chứng tỏ quá trình xử lí thanh hợp lí và tính chất của ván sẽ ổn định. 2) Khối lượng thể tích : Khối lượng thể tích của sản phẩm phụ thuộc trước hết vào loại gõ, độ ẩm còn lượng keo tráng ảnh hưởng không đáng kể khi các mẫu được ép cùng một chế độ ép. Qua kết quả xử lí thống kê cho thấy gỗ Mỡ có khối lượng thể tích trung bình là 0.43g/cm3, có hệ số biến động không lớn tức là ván tương đối đồng đều về khối lượng thể tích. Nhưng không có nghĩa là ván không có sự mất đồng đều cục bộ do khi tạo thanh thì các thanh ở phần gốc, ngọn, giác, lõi sẽ có khối lượng thể tích khác nhau. Ngay trên một thanh cũng xảy ra hiện tượng đó. 3) Độ bền kéo trượt màng chất kết dính : Độ bền kéo trượt màng chất kết dính phụ thuộc vào nhiều yếu tố : loại chất kết dính, lượng chất kết dính, chất lượng bề mặt vật dán, ẩm độ…, với đề tài của chúng tôi thì các mẫu đều thực hiện giống nhau với các yếu tố loại chất kết dính, chế độ ép. Chúng chỉ khác ở các yếu tố : chất lượng gia công bề mặt, độ ẩm thanh, lượng chất kết dính tráng. Khi pha thanh ở nhiều cây, thậm chí ngay cả từ một cây thì các đặc điểm của thanh cũng có thể khác nhau như đã nói. Vì vậy số liệu thu thập có sai khác nhau, tuy nhiên theo kết quả thực nghiệm cho thấy độ bền kéo trượt màng chất kết dính là tương đối lớn, cho 45 thấy cường độ dán dính của chất kết dính cao, chất lượng gia công bề mặt tương đối tốt, đáp ứng được yêu cầu sử dụng. 4) Độ bền uốn tĩnh theo chiều dài thanh : chủ yếu phụ thuộc vào nguyên liệu và đặc biệt là độ bền mối dán. Qua quan sát các dạng phá huỷ mẫu cho thấy : khi áp lực đủ lớn thì tất cả các mối dán đều bị phá huỷ trước. Trị số độ bền uốn tĩnh của ván là tương đối lớn. MOR = 39.04 MPa. 5) Độ bền uốn theo chiều ngang ván : phụ thuộc vào cấu tạo gỗ khả năng bám dính của chất kết dính vào gỗ. Qua quan sát chúng tôi nhận thấy hầu hết tất cả các mẫu đều bị phá huỷ tại mối liên kết chất kết dính. Nguyên nhân do trong quá trình tạo thanh cụ thể là bào 4 mặt thiết bị đã không tạo được sự phẳng cần thiết cho cạnh thanh liên kết ngang (sườn) chính vì vậy màng chất kết dính tạo ra không đồng đều. Mặt khác trong quá trình gia công tinh thanh bị lẹm cạnh dù rất nhỏ vì vậy khi dán chất kết dính mặc nhiên ta đã tạo ứng suất tập trung tại mối ghép. 5.2. Một số đề xuất Với bước đầu nghiên cứu về gỗ Mỡ trong khả năng làm ván ghép thanh. Chúng tôi nhận thấy gỗ Mỡ hoàn toàn có khả năng sản xuất ván ghép thanh. Tuy nhiên trong quá trình tiến hành sản xuất phải chú ý tới hiện tượng nứt đầu trong quá trình xẻ ván. Do hạn chế về việc tiến hành nghiên cứu chúng tôi đã bỏ qua rất nhiều công đoạn cần thiết như việc : + Điều tra kĩ lưỡng về số lượng gỗ Mỡ hiện có trong nước cũng như trong khu vực. + Gỗ Mỡ có độ tuổi khai thác tốt nhất là 30 – 40 tuổi. Trong khi đó chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu với Mỡ có độ tuổi 10 – 12 . ở độ tuổi này các tính chất cơ học cũng như vật lí của gỗ chưa thành thục còn mang rất nhiều tính chất của gỗ non. Vì vậy nếu tiếp tục tiến hành nghiên cứu về gỗ Mỡ chúng tôi mong muốn những đề tài tiếp theo nên tiến hành với gỗ mỡ có độ tuổi lớn hơn. 46 + Chúng tôi chưa quan sát cũng như tìm hiểu một cách cẩn thận khoa học về cấu tạo thô đại, hiển vi, chưa xác định độ pH của gỗ Mỡ. + Do điều kiện có hạn chúng tôi chưa tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của loại chất kết dính cũng như lượng chất kết dính tới chất lượng ván…. + Chúng tôi chưa tiến hành thống kê về khả năng tận dụng gỗ Mỡ tại độ tuổi chúng tôi nghiên cứu. * Trên đây là một trong số rất nhiều những thiếu xót của chúng tôi trong quá trình tiến hành nghiên cứu mà những đề tài tiếp sau phải bổ sung để hoàn thiện một cách tương đối về một cây nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất ván ghép thanh. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Xuân Tình (1998), Khoa học gỗ, Nhà xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội. 2. Nguyễn Văn Thuận (1994), Bài giảng keo dán. 3. Nguyễn Cảnh Mão (1994), Công nghệ sấy, Trường Đại học Lâm Nghiệp. 4. Phạm Văn Chương (2001), Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván ghép thanh sử dụng gỗ Keo Tai Tượng (Acacia mangium Willd). 5. Phạm Văn Chương (1997), “Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến độ bền mối ghép của ván ghép thanh (dạng Finger Joint), thông tin Lâm Nghiệp. PP 31- 38. 6. Nguyễn Thục Lương, Đề tài tốt nghiệp, “Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước thanh (w,t) đến chất lượng sản phẩm lõi của ván ghép thanh”. 7. Đoàn Tăng Hậu, Khoá luận tốt nghiệp, “Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng keo tráng đến chất lượng ván ghép thanh sản xuất từ gỗ Keo Lá Tràm (Acacia auriculiformis)”. Hà Tây, 2003. 47 8. Nguyễn Minh Đức, khoá luận tốt nghiệp, “Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh theo phương pháp nối ngón từ gỗ Keo Lá Tràm (Acacia Auriculi Formis)”. Hà Tây, 2003. 9. Hà Chu Chử (1999), “Ván nhân tạo – loại vật liệu cần được đẩy mạnh sản xuất”, Tạp chí Lâm Nghiệp, Hà Nội. 10. Lâm sinh học - tập 2 - Trường đại học Lâm Nghiệp - 1992. 11. Bài giảng công nghệ sản xuất ván nhân tạo – tập I – Trường Đại học Lâm Nghiệp – 1993. 12. Nguyễn Hải Tuất, Ngô Kim Khôi “ứng dụng tin trong thống kê Lâm Nghiệp”. Biểu 01 : Độ ẩm ván Độ ẩm ván Mẫu Mđ (g) Mc (g) MC (%) 1 18.08 15.80 14.43 2 18.99 16.66 13.99 3 18.97 16.61 14.21 4 18.55 16.31 13.73 5 17.40 15.21 14.40 6 19.37 16.92 14.48 48 7 18.62 16.37 13.74 8 17.99 15.74 14.29 9 19.47 17.02 14.39 10 17.51 15.32 14.30 11 19.88 17.40 14.25 12 18.65 16.34 14.14 13 19.04 16.62 15.56 14 19.54 17.11 14.20 15 17.87 15.62 14.40 MC = 14.23 Biểu 02 : khối lượng thể tích ván Khối lượng thể tích Mẫu l(mm) w(mm) t(mm) V(cm3) m(g) ó(g/cm3) 1 101.30 99.12 17.13 171.95 76.53 0.445 2 101.88 101.66 17.35 179.68 78.39 0.436 3 100.60 101.70 17.08 174.69 77.14 0442 4 101.44 103.14 17.25 180.46 75.31 0.417 5 102.14 102.86 16.99 178.50 78.42 0.439 6 101.10 101.96 17.32 178.50 78.42 0.445 49 7 100.10 100.30 17.29 173.62 70.47 0.406 8 100.30 100.78 17.56 177.51 71.97 0.405 9 100.84 102.86 17.25 178.92 78.83 0.441 10 101.30 100.10 17.08 173.21 76.19 0.440 11 100.84 100.62 17.17 173.17 73.18 0.420 12 101.30 101.20 17.29 177.34 77.62 0.438 13 101.10 100.14 17.57 177.83 76.69 0.431 14 101.28 100.20 17.64 177.19 75.79 0.416 15 100.90 101.00 17.45 175.86 76.39 0.438 16 101.20 101.12 17.18 175.89 76.32 0.434  = 0.431 Biểu 03 : Độ bền uốn dọc ván Mẫu T(mm) W(mm) T2(mm2) P(kgf) ọ(MPa) 1 17.32 34.32 299.98 116 35.49 2 17.80 36.76 316.84 152 41.11 3 17.30 37.14 299.29 142 40.24 4 17.48 37.00 305.55 156 43.47 5 17.50 36.70 306.25 166 46.52 6 17.24 38.00 297.22 122 31.52 50 7 17.76 36.12 315.42 114 31.52 8 17.46 31.30 304.85 136 44.90 9 17.46 34.50 304.85 140 41.93 10 17.54 35.46 307.65 138 39.85 11 17.38 35.36 302.06 128 37.75 12 17.70 35.84 313.29 126 35.25 13 17.44 36.00 304.15 132 37.97 14 17.40 36.20 302.76 136 39.09 15 17.76 36.24 315.42 132 36.38 t = 17.50  = 39.04 Biểu 04 : Độ bền kéo trượt màng chất kết dính Mẫu trượt dọc Mẫu t(mm) l(mm) l*t(cm2) P(kgf) ụ(MPa) 1 17.60 40.00 7.04 578 82.10 2 17.70 39.70 7.03 668 95.06 3 17.56 40.26 7.07 558 78.93 4 17.30 40.18 6.95 432 62.15 5 17.56 39.64 6.96 554 79.59 51 6 17.36 40.36 7.01 650 92.77 7 17.70 40.32 7.14 702 98.37 8 17.34 41.60 7.21 628 87.06 9 17.50 40.30 7.05 566 80.26 10 17.58 39.84 7.00 788 112.5 11 17.72 40.08 7.10 510 71.81 12 17.70 40.38 7.15 502 70.24 13 17.56 41.00 7.20 554 76.95 14 17.46 40.00 6.98 480 63.73 15 17.76 39.42 7.00 464 66.28 16 17.70 39.54 7.00 552 78.87 17 17.50 43.08 7.54 550 72.95 t = 17.56  = 80.86 Biểu 05 : Độ bền uốn ngang Mẫu uốn ngang Mẫu w(mm) t(mm) t2(mm2) P(kgf) ọ(MPa) 1 51.40 17.40 302.76 10 0.415 2 51.08 17.76 294.47 8 1.545 52 3 51.68 17.30 299.29 16 3.227 4 51.36 17.37 302.26 10 2.011 5 52.20 17.60 309.76 12 2.315 6 50.90 17.42 303.46 8 1.616 7 50.16 17.56 308.35 18 3.631 8 50.44 17.40 302.76 20 4.086 9 50.94 17.56 308.35 14 2.781 10 51.78 17.20 295.84 10 2.037 t =17.40  =2.537