Ю.В.Лебедев, главный конструктор предприятия «АСТРА С»

 

Приведено сравнительное описание станков, используемых при производстве клееных строительных конструкций - от распиловочных до профилирующих элементов угловых соединений.

Спрос на клееные деревянные элементы строительных конструкций растет. В котеджном строительстве переход от оцилиндрованного бревна и профилированного цельного бруса к клееному брусу можно считать состоявшимся, т.к. клееный стеновой брус не только точнее и мало подвержен растрескиванию, но и позволяет создавать качественные поверхности стен и перегородок, использовать текстуру дерева в интерьере. Увеличивается интерес к деревянным клееным несущим конструкциям, популярным в странах Европы и широко используемых при строительстве не только загородных домов, но и крупных сооружений – спортивных объектах, складах химикатов, мостовых переходах и т.п. Легкие двутавровые клееные балки применяются и в технологии строительства из монолитного бетона – для создания быстромонтируемых систем опалубки.

Широко известны основные европейские производители комплектов оборудования для массового производства клееных строительных конструкций: MINDA Industrieanlagen GmbH и Ledinek Maschinen und Anlagen GmbH. Необходимо учесть, что поскольку это оборудование ориентировано на масштабы производства, значительно превышающие потребности нашего рынка, а стоимость его высокая, экономическая окупаемость таких комплектных предприятий в наших условиях проблематична. Следует учитывать также то, что при коттеджном строительстве, учитывая некоторую нестандартность объектов, обычно подразделения одного предприятия занимаются и производством деталей дома и его сборкой. Поэтому экономически целесообразно построить производство необходимого масштаба из доступного по цене оборудования, тем более, что возможно часть его уже работает на вашем предприятии.

Распиловочные станки

Главным требованием к станку для первичной распиловки будет обеспечение максимального выхода пиломатериалов. Для этого и точность пиления должна быть удовлетворительной и ширина пропила небольшой. Хороший ленточнопильный станок (например SERRA или, при меньших объемах производства, ПЛП-АСТРА-ЕС решит проблему. Полученную распиловкой «в развал» необрезную доску следует раскроить на заготовки заданной мерной ширины на одном из точных многопильных прирезных станков семейства RAIMAN ProfiRip или отечественных СПМ-АСТРА с цепным податчиком доски. Более простой вариант – использование станка СПО-АСТРА-Р3. На досках толщиной более 40 мм на этих же или специальных станках пропиливают вразбежку несколько прорезей вдоль доски на глубину до половины ее толщины. Их задача – обеспечить качественную сушку и препятствовать возникновению поперечных внутренних напряжений в клеевых слоях будущей балки, что повышает ее прочность и надежность.

Возможна также дисковая технология пиления, использующая точный и пилящий в обе стороны двухвальный станок ПДП-АСТРА для получения двухкантного бруса и двухвальный многопильный станок для раскроя этого бруса на доски необходимой толщины. В любом случае следует учесть, что наличие на участке средств транспортировки и накопления заготовок (рольгангов, механизированных стеллажей или хотя бы транспортных тележек значительно улучшает использование распиловочного оборудования, повышая его производительность.

Подготовка заготовок и торцевое сращивание

Для выявления природных дефектов доски и устранения коробленности, возникшей при сушке, доска фугуется, как минимум с одной стороны. Эта операция не предъявляет особых требований к оборудованию. Выявленные дефектные участки с сучками, занимающими значительную часть ширины доски и снижающими ее прочность, с корой и т.п. удаляются на торцовочном станке. Для рассматриваемых объемов производства пригодно практически любое безопасное торцовочное оборудование.

Полученные относительно прямолинейные заготовки сращиваются. Т.к. при производстве стенового бруса и балок перекрытия обычно не ставятся требования по полному отсутствию сучков, как при производстве ламели для столярного бруса или мебели, то заготовки под сращивание могут иметь длину до одного-двух а то и до трех метров, что позволяет уменьшить расход древесины, клея и т.п. и одновременно повысить производительность сращивания. Фрезеровать на таких заготовках шипы на станках с подвижной кареткой совсем не удобно, пример чему шипорезный станок из установки сращивания GRECON Ultra 3000, комплектуемый удлинителем столика каретки и отдельно устанавливаемой подпоркой – направляющей для нее. Для нарезания шипов на длинных заготовках лучше подходят станки с подвижным фрезерным узлом СФ-АСТРА-ШС, в которых заготовка при обработке неподвижна и поэтому большая ее длина не мешает обработке. Кстати, вопреки сложившемуся мнению, при сращивании строительных деталей использовать шипы большей высоты и шага предпочитают вовсе не из-за большей обеспечиваемой ими прочности соединений (она практически одинакова), а из-за большей стойкости фрез для нарезания таких шипов. Цена этому - возрастание потерь древесины и расхода энергии.

Поскольку длина строительных балок и брусьев, ввиду разнообразия решаемых строителями задач (или по прихоти архитектора и проектировщика) может быть любой, вплоть до нескольких десятков метров, то пресс для сращивания доски в таком производстве должен быть высоко универсальным и обеспечивать бесконечное (по длине) сращивание заготовок (впрочем, в большинстве случаев, если речь не идет об уникальных строительных объектах, десяти метров длины сращивания бывает достаточно). Широко известно своим качеством и, не будем скрывать, ценой, предназначенное для бесконечного по длине сращивания оборудование от GREKON DIMTER, в частности компактные линии серии CF c тактовым прессом TP 30/40 или линии MULTIZINK от Ledinek. Большинство задач производства строительного бруса позволяет решать также тактовый пресс бесконечного сращивания АСТРА-ППС-Н. Он обеспечивает получение в автоматическом цикле до 800 м/час доски и бруса любой длины с сечением до 240 х 100 мм, что более чем достаточно для производства большинства строительных деталей. При достижении брусом заданной длины на приемном рольганге пресса происходит автоматическая отрезка и сталкивание бруса. Конкурентов у этого пресса по соотношению параметров «технические возможности – стоимость» нет, что подтверждает многолетний опыт эксплуатации линий сращивания с такими прессами в составе и на Украине и за рубежом.

Кстати, на минишип строительные детали сращивают не только по длине. В приобретающей все большую популярность двутавровой клееной балке две боковые полки (брусья, полученные путем торцевого сращивания заготовок) и средняя часть (полоса прочной фанеры или плиты ОСП) соединяются продольными самозаклинивающимися минишипом или клиновым гребнем). Поскольку после сборки такая балка уже не обрабатывается, а стабильность ее высоты важна для правильной сборки опалубки, точность соединения должна быть высокой. Со сборкой и точной опрессовкой двутавровых балок хорошо справляется специальный сборочный проходной пресс ПС-АСТРА-Н, имеющий валковый податчик деталей, осуществляющий предварительную сборку, и устройство прессования с рукавными силовыми приводами. Производительность пресса – до 250 метров балки в час.

Специальное строгальное оборудование

Склеивание досок по пласти является чрезвычайно ответственной операцией, определяющей прочность и надежность будущей балки. Для этого склеиваемые поверхности должны быть соответствующим образом подготовлены. Они не должны быть «зализанными», пыльными, иметь смолистые и жировые загрязнения. С точки зрения образования поверхности, хорошо взаимодействующей с клеем, предпочтительнее обработка плоских склеиваемых плоскостей не цилиндрической, а торцевой фрезой (технология продольно-поперечного фрезерования), т.к. при торцевом фрезеровании не закрываются поры древесины и клей хорошо в них проникает. В результате прочность соединения повышается. Временной разрыв между фрезерованием поверхностей и склеиванием не должен превышать двух часов, иначе качество соединения ухудшается. Особенно важно это для хвойных пород из-за движения смол к поверхности. И здесь преимущество на стороне продольно-поперечного фрезерования т.к. эта технология допускает на относительно простом оборудовании более высокие скорости обработки. На специализированных станках, таких как ROTOLES 300 2V-K и подобных им доска (ламель) может обрабатываться со скоростью до 250 м/мин. Разнообразные станки для продольно-поперечного фрезерования, работающие по технологическим схемам фугования, рейсмусования или двойного рейсмусования производят фирмы Ledinek и АСТРА. Из профессионального оборудования для поточного производства, работающего по классической технологии, заслуженной известностью пользуются станки REX – мощные и ориентированные на профессиональное использование.

Еще одна специфическая особенность обработки досок перед склеиванием по пласти связана с их большой длиной и шириной. Для широкой доски велик риск возникновения в зоне клеевого слоя больших внутренних напряжений из-за при колебаниях влажности отдельных досок, составляющих брус. Прорезка продольных канавок (см. выше) решает эту проблему.

Девятиметровую доску руками в зону обработки точно не подашь, поэтому станки обязательно должны иметь длинные входные и выходные рольганги, не только поддерживающие доску, но и обеспечивающие ее базирование по всей длине. В ряде случаев, особенно при работе с толстыми досками или брусом для повышения точности имеет смысл фуговать доску перед ее обработкой на рейсмусном станке. Эту операцию выполняет фуговочный станок с технологией продольно-поперечного фрезерования СК-АСТРА-300-ПФ, оснащенный податчиком доски и регулируемым входным рольгангом длиной шесть метров.

Кстати, приводные рольганги – обязательная принадлежность участка по производству клееного бруса. Без них манипулировать длинными ламелями и брусом иногда просто невозможно.

Пресса для склеивания по пласти

Для склеивания досок в брус используют вертикальные и горизонтальные пресса. Преимущество вертикального пресса – относительная компактность, вот только загружать и разгружать его неудобно, а время загрузки пресса это серьезный параметр, связанный с характеристиками используемого клея. В любом случае это время необходимо минимизировать. Поэтому при организации прессового участка особое внимание должно быть уделено выбору устройства клеенанесения и средств механизации, помогающих манипулировать досками и брусом. Для быстрого заполнения пресса иногда используют несколько клеенаносящих устройств.

Клееный стеновой брус изготавливают в основном на вертикальных прессах, как наиболее распространенных. Они удобны своей универсальностью. Например, пресс ПС-АСТРА-ПП состоит из стыкуемых трехметровых секций, что позволяет при необходимости работать и с девятиметровым брусом или балкой шириной до 240 мм и со столярным брусом трехметровой длины.

Значительно шире технологические возможности у горизонтальных прессов для изготовления балок перекрытия – как прямолинейных, так и арочных. Горизонтальные пресса производства фирм MINDA и Ledinek удобно загружаются, легко перестраиваются и, главное, могут помочь вам изготовить балки практически любой длины.

Фрезерное профилирующее оборудование

Если речь идет о получении сопрягаемых поверхностей, как на стеновом брусе, то точная обработка бруса большого сечения – не простая проблема. Двухстороннее фрезерование неподвижно закрепленного бруса, как на двухшпиндельном станке серии СФ-АСТРА-Ф2 решает эту задачу при ограниченной шестью метрами длине бруса даже при наличии исходной кривизны бруса. А вот для четырехсторонних фрезерных станков с валковым податчиком это непросто. Но, конечно, четырехсторонние фрезерные станки для обработки бруса большого сечения с непрерывной подачей (такие, как WINNER FE 8-23, EUROPLAN и т.п.) значительно производительнее. Вопрос, нужна ли вам производительность при обработке бруса большого сечения. В любом случае при выборе оборудования следует остановиться на станке с производительностью, реально соответствующей потребностям, иначе окупаемость станка будет сомнительной. Правда, если станок легко переналаживается, его можно использовать на нескольких операциях.

В трехстороннем фрезерном станке СК-АСТРА-300-ПР-3 с двумя традиционными боковыми профилирующими фрезерными узлами и верхним узлом продольно-поперечного фрезерования, обрабатывающим ответственную плоскую поверхность, подача девятиметрового бруса с сечением до 300 х 240 мм осуществляется толкающим цепным податчиком, встроенным в девятиметровый рольганг. Этим обеспечивается автоматическая равномерная подача трехсот килограммового бруса с базированием по всей его длине, причем без риска «выгрызания» древесины подающими валками при заклинивании бруса. Кстати, достаточно высокая производительность и удобная размерная переналадка этого станка позволяют обрабатывать на нем также и срощенную доску перед склеиванием бруса по пласти.

Особая задача – строгание строительных балок большой кривизны. По боковым сторонам это обычно осуществляется с помощью одно- или двухшпиндельных широкозахватных строгальных станков, снабженных перемещаемыми опорными столами с рольгангами. Да и сам строгальный станок помещается на вращающийся круг, поворачивающийся в зависимости от радиуса кривизны балки. Верхняя и нижняя поверхности балки обрабатывают, при необходимости, на фрезерном станке с двумя связанными плавающими шпинделями, позволяющими получать заданный размер при наличии кривизны балок.

Торцовка бруса и выборка паза под угловое соединение

Для точного раскроя стенового бруса и балок с сечением менее 240 мм можно применить станок СТ-АСТРА-6 с дисковой пилой диаметром 700 мм. Балки большего сечения раскраиваются обычно специальными станками с цепным режущим элементом. Промышленное строительство предусматривает применение полностью готовых к сборке деталей дома. Для этого брус должен иметь на концах отфрезерованные «лапы» или пазы для замкового соединения. Качество замкового соединения определяется сложностью геометрии и точностью его элементов. Простые соединения с прямым пазом технологичны, но не обеспечивают такой надежности и герметичности стыка, как лабиринтные соединения. В то же время следует учесть, что цена автоматизированных станков для получения лабиринтного соединения с обработкой всех четырех сторон бруса (таких, как МПК 250-4 фирмы МAKPON, BL100, российского СФБ-1 и др.) составляет не один десяток тысяч долларов. Поэтому имеет смысл использовать специальные фрезерные станки с поочередной обработкой сторон бруса, такие, как СФ-АСТРА-У. Функциональные возможности у этих станков шире, они могут обрабатывать элементы достаточно сложных лабиринтных соединений. На этих же станках при необходимости обрабатываются пазы для установки перегородок - прямые или типа «ласточкин хвост». Углозарезные станки могут комплектоваться также сверлильными головками для установки нагелей или прокладки кабелей, но, по мнению многих строителей, эти отверстия все же лучше сверлить при сборке дома. Практически безграничные возможности для профилирования элементов угловых соединений стенового бруса у широкоуниверсальных станков (автоматических линий) с программным управлением (типа К2 и WBZ 100/200), обеспечивающих полный цикл обработки строительных заготовок без участия оператора, хотя производительность у них также не беспредельна, учитывая то, что обработка каждой стороны бруса ведется поочередно.

Кроме перечисленного оборудования, участок для производства строительных деталей должен иметь стеллажи или механизированные накопители для доски, клееной ламели и готового бруса, поскольку производство клееных изделий предусматривает обязательную стабилизацию влажности в заготовках, а также необходимое вылеживание после склеивания перед механической обработкой. Не все оборудование участка может быть загружено равномерно. Это позволяет некоторые уникальные станки, отличающиеся большей производительностью, использовать для выполнения нескольких операций. С учетом этого строится схема движения изделий в пределах участка. Участок предназначен для производства профилированного стенового бруса сечением до 240 х 240 мм и балок перекрытия длиной до девяти метров и сечением до 300 х 240 мм. Производительность – до 400 или до 800 метров изделий в смену определяется в основном производительностью горизонтального пресса.