Мабуть, таким найпростішим видом обробки деревини, як шліфування, доводилося в побуті займатися кожному чоловікові. В деревообробці та в процесах меблевого виробництва такі технологічні операції мають визначальне значення для отримання товарного вигляду меблів. Споживач сприймає та оцінює якість виробів візуально і, в першу чергу, за якістю лакових покрить. А отримати їх без якісного шліфування неможливо.

Незамінними помічниками у процесах шліфування є абразивні матеріали та інструменти, виготовлені на їх основі.

Таке малесеньке й таке в’їдливе

Так можна сказати про абразивні зерна, визначальною ознакою яких є їхня виняткова твердість. Це дрібнесенькі частинки тугоплавких порід і матеріалів, які використовують для шліфувальних робіт. Абразиви бувають природними і штучними. У першій групі найвідомішими є гранатові (червонувато-коричневого кольору), кремнієві (жовто-сірі) й корундові (темно-сірі). Німецький мінералог Ф. Моос 1820 року розробив першу шкалу відносної твердості різних мінералів, згідно з якою міцність мінералів оцінюється цифрами від 1 до 10. Для прикладу, тальк – 1, кварц  – 7 і алмаз  – 10.

Штучні шліфувальні зерна створені у більшій різновидності, проте найрозповсюдженішими є оксиди цирконію та алюмінію, карбід кремнію. Слід зазначити, що природні матеріали загалом менш тверді, ніж матеріали, створені людиною. Особливо «стійкий» абразив з гранульованим зерном  – для обробки надтвердих матеріалів – отримують методом спікання кількох зерен. Розміри зерна дають можливість урізноманітнити абразивні матеріали й інструменти за рівнем обробки. Звісно, крупнозернисті призначені для первинної, грубої обробки, дрібнозернисті – для фінішної. Залежно від розмірів робочих частинок абразиви поділяються на шліфзерно (2000–160 мкм), шліфпорошки (125–40 мкм), мікропорошки (63–14 мкм), тонкі шліфпорошки (10–3 мкм).

У шліфувальних роботах зерна (вільні абразиви) у сипучому стані використовують рідко: для притирок, полірувань, піскоструминної обробки деталей. Для вібраційного методу шліфування металів та каменю вільні абразиви змішують з водою, отримуючи своєрідну суспензію. Можна їх зустріти і в іншому фізичному стані – у вигляді паст та гелів для шліфувально-полірувального використання. Але переважно вони є головною складовою для виготовлення абразивного інструменту. Методом покриття гнучкої основи створюють шліфувальні стрічки (частіше їх називають шкурками або наждачками), а методом спікання зерен зі сполучним матеріалом та наповнювачами  – різного роду і призначення шліфувальні круги, головки, бруски та сегменти.

Шкурка, що варта «вичинки»

Абразивні стрічки й полотна, як відомо, мають переважно тканинну та паперову основу, але трапляється й паперово-тканинне поєднання (у виробництві сегментних стрічок для шліфування фанери, ДСП, МDF), а також фіброва «підстилка» (папір + бабовняна вулканізована тканина). Тканинна основа буває трьох видів: поліестерна, комбінована (бавовна з поліестером) і з натуральних волокон. Міцність та еластичність штучних матеріалів у процесі шліфування на практиці довели свою перевагу над бавовною.

Аби виготовити гнучкі абразивні матеріали наждачного типу, шліфувальні частинки треба нанести на основу й закріпити на ній сполучною речовиною. Також є кілька технологій нанесення абразиву – залежно від заданих характеристик кінцевого продукту: гравітаційний метод, гравітаційно-електростатичний та метод нанесення гідросумішшю. Застосувуючи останній, наприклад, отримують шкурки для менш агресивного шліфування високої якості, а вдаючись до комбінованого нанесення абразиву, більш щільного засівання твердих частинок, створюють гнучкі абразивні матеріали для так званого агресивного шліфування, але нижчої якості.

На цьому класифікація абразивних шкурок не закінчується. Вони різняться між собою й за типом покриттів – закритих та відкритих. Закрите – якщо абразивні зерна покривають основу на 90–95 відсотків. Такий робочий матеріал забезпечує високу якість обробленої поверхні, довше не стирається. Застосовується більшою мірою для обробки твердих матеріалів. Оскільки відкритий тип покриттів передбачає лише половинну чи трохи більшу наповненість основи, то неважко здогадатися, що такі «наждаки» більш «помірковані», їх використовують для обробки деревини.

I нарешті остання складова виготовлення гнучких абразивних засобів – сполучна речовина. Принаймні два сполучники використовують виробники шліфувальних матеріалів для основного й додаткового покриття: спеціальні клеї та смоли. Основне покриття наносять для зв’язування абразивного зерна з основою, а додаткове наносять на основне й на зерна для ліпшого їх укріплення. Виробники шліфувальних матеріалів і тут комбінують: вони можуть в обох нанесеннях використовувати клей, а можуть і смолу. Вдаються й до поєднання: спочатку смола, а потім клей. Шліфувальні стрічки із клейовим сполучником подвійного застосування використовують для менш активного покриття, яке, як ми вже знаємо, забезпечує ліпшу якість шліфування, смоляні ж сполучники кращі для активнішого абразивного покриття. Технологічні переваги – тривала роботоздатність, захист шліфувального зерна від перегрівання. Ну а комбінований варіант дає середні характеристики абразивного полотна між двома, охарактеризованими вище.

При виробництві абразивних матеріалів можуть використовуватися ще й спеціальні покриття. Переважно протипилові, що протидіють передчасному забиванню абразиву в процесі шліфування, або хімічні речовини, що створюють охолоджувальний ефект при обробці матеріалів.

Iз рулонної шліфшкурки методом розкрою виготовляють безперервні стрічки для шліфувальних верстатів, наждачки для ручного шліфування, круги для кутових шліфмашинок, пелюсткові круги. Iснують різноманітні пристосування для ліпшого контакту з поверхнею, що шліфується: ґумові прокладки для використання на кутових шліфмашинках і в дрилях, ґумові конусні бобіни для встановлення в патрон дриля або свердлильного верстата.

Щоб завершити огляд абразивних інструментів, виготовлених методом нанесення шліфувального зерна на еластичну основу, треба назвати ще шліфувальні губки з одно- , дво- чи чотиристороннім покриттям для сухої й вологої ручної обробки лакованих та ґрунтованих поверхонь, радіальні щітки у вигляді кругів для фінішної полірувальної обробки деталей.

Круги, головки і бруски

Для виготовлення різнопрофільних шліфувальних кругів, головок, брусків та сегментів використовують інші сполучні речовини, та й технології застосовуються інші. Зв’язки є неорганічні (природного походження) й органічні. У першому випадку – керамічні й магнезійні. У другому – смоляні, синтетичнокаучукові, епоксидні, поліефірні тощо.

Твердість зв’язування позначається в ступені твердості шліфувального інструмента. Вважається, що зв’язування має високий ступінь твердості, якщо скріплення абразивних зерен дуже сильне – зерна міцно утримуються при шліфуванні. Низький ступінь твердості – якщо досить невеликого зусилля для виривання зерен з круга. Більш тверді інструменти використовують для тривалих робіт на верстатах із приводом великої потужності і для робіт з невеликою або вузькою площею контакту. М’якші – для швидкого, грубого знімання матеріалу або для робіт з великою площею контакту.

Абразивні круги на керамічному зв’язуванні, або просто керамічні круги,  – найпоширеніший вид абразивного інструменту, що прийшов на зміну наждаковому та корундовому. Для зв’язування зерен використовують композиції з вогнетривких глин, плавнів (польового шпату, борного скла), тальку та інших матеріалів. Кристалізація зв’язок відбувається під дією високої температури в результаті плавлення або спікання. Зв’язки, що плавляться, називаються склоподібними, а ті, що спікаються – фарфороподібними. Керамічні круги одержують шляхом змішування абразивного піску мокрим способом, подальшим формуванням суміші в пресах і завершальним випалюванням.

Абразивні круги (сегменти, бруски), виконані на бакелітовій зв’язці (на основі фенолформальдегідної смоли), призначені для шліфувальних операцій зі зняттям великого шару матеріалу, з великим тиском на оброблювану поверхню. У бакелітовій зв’язці використовують электрокорунд нормальний, цирконієвий електрокорунд, карбід кремнію чорний.

Iнструмент на бакелітовій зв’язці здатний витримувати бічні ударні навантаження. Завдяки безпечній роботі на великих швидкостях бакелітові круги застосовують у ручних шліфувальних машинках.

...Аби служили справно й довго

Деревообробники й меблярі віддають перевагу абразивам, котрі мають цільове деревообробне призначення. В таких абразивах використовують шліфувальне зерно меншої твердості, отже, вони й коштують дешевше, та й мають низку технологічних особливостей, які слід брати до уваги, піклуючись про якість та продуктивність шліфувальних операцій. При виробництві меблів шліфують і деревину, і її покриття – ґрунти, лаки. Отож, вибираючи абразиви, беруть до уваги, які етапи шліфування необхідно здійснити: первинний (грубий) чи чистовий (фінішний).

При шліфуванні м’яких порід деревини, наприклад, сосни, фахівці рекомендують застосовувати абразивну стрічку з розрідженою насипкою зерна (50–70%) з оксиду алюмінію (ми вже говорили про відкритий тип покриття абразивної шкурки). Це пов’язано з тим, що через м’якість деревини навантаження на абразивне зерно невелике. I ті частинки деревини, що зчісуються, не забивають шкурку завдяки тому, що зерно на ній вклеєне не надто щільно, а виносяться за зону обробки. Для шліфування сосни можна застосовувати полотно чи стрічку з розрідженою насипкою і найгрубішої зернистості, і тонкої – в залежності від того, якої якості поверхню прагнете отримати чи якої товщини шар деревини, що видаляється. Якщо ж не дослухатися до цих порад і шліфувати сосну шкуркою з щільною насипкою зерна, то шліфматеріал швидко заб’ється відходами – зменшиться його робочий ресурс. При шліфуванні більш дрібним зерном доцільніше застосовувати шліфматеріал чи інструмент із напівзакритою насипкою, оскільки кількість матеріалу, що видаляється, незначна, а розріджена насипка зерна може залишати подряпини, що погіршують якість відшліфованої поверхні. Деякі виробники шліфувальної стрічки, як вже зазначалося, додатково обробляють шліфувальну шкурку для того, щоб смолянисті волокна деревини не прилипали і не забивалися між абразивними зернами.

При шліфуванні твердих порід дерева (дуб, бук, ясен) рекомендовано застосовувати оксидно-алюмінієву шліфувальну шкурку із щільною насипкою зерна (90–95%). Така деревина часом навіть твердіша за метал, тож навантаження на абразивне зерно велике. Відповідно, що більше абразивних зерен працює одночасно, то менше навантаження на них. Кількість матеріалу, що видаляється, (через твердість деревини) невелика, він переважно складається з дрібних сухих частинок, на відміну від сосни, де видаляються смолянисті волокна. При шліфуванні твердих порід дерева шкурками з розрідженою насипкою зерна абразивні частинки, через великий тиск на кожну з них, глибоко проникають у структуру деревини, внаслідок чого абразивне напилювання швидко зношується, а на поверхні виробу залишаються подряпини.

Для шліфування МDF, лаку варто застосовувати шліфувальну шкурку з напіввідкритою насипкою зерна з карбіду кремнію. При цьому варто пам’ятати, що шліфувальна шкурка з карбідом кремнію має властивість «самозагострюватися» у процесі роботи.

З якою основою краще застосовувати меблярам гнучкий шліфувальний матеріал: з тканинною чи паперовою? З огляду на те, що для виготовлення шкурок на різних основах використовують одні й ті самі робочі частинки, однакові зв’язуючі речовини і технології нанесення, то особливої різниці між ними нібито й немає. Тож якщо ваші виробничо-технологічні умови дозволяють, абразиви на паперовій основі будуть економічно вигіднішими, адже вони значно дешевші.

Таким чином, ми ознайомили вас з технологією виготовлення абразивних інструментів, які широко використовуються в технологічних процесах меблевого виробництва. Можливо, ці матеріали скорегують ваш погляд на застосування абразивів на ваших виробництвах.

За матеріалами журналу меблеві технології
http://ua.infomebli.com/