В. Сарафанников – Ростовская финифть. Дом, который построил...пенсионер...("Сделай сам" №1∙2004) (страница 20)

Сосновые дощечки, долго бывшие в воде, имеют живописный рельеф: гниловатые и рыхлые слои вымываются водой и песком, а плотные слои остаются. Фактически мы здесь имеем гидроабразивную обработку древесины в естественных условиях. Почерневшие от времени доски старых деревянных построек имеют свою неповторимую фактуру. Суть та же: под воздействием влаги, ветра и солнца слои дерева с разной плотностью разрушаются по-разному.

Пиленые лесоматериалы не имеют фактуры поверхности. Для придания рельефа применяют специальные способы обработки поверхности, заключающиеся в воздействии на поверхность таким образом, что слои дерева с меньшей плотностью удаляются, а слои с большей плотностью остаются нетронутыми.

Известны способы придания фактурности благодаря обжигу поверхности дерева раскаленным песком, паяльной лампой или газовой горелкой. При этом рыхлые слои древесины выгорают, а плотные остаются. Выгоревшая древесина удаляется затем металлической щеткой. Известная фирма Makita — производитель ручного электроинструмента — выпускает, к примеру, щеточную шлифмашинку для структурирования древесины. Принцип ее работы основан на выборке рыхлых слоев дерева металлической щеткой.

В настоящей статье речь пойдет о придании фактуры древесине путем воздействия на ее поверхность высокоскоростным потоком абразивных частиц.

Стоит сказать отдельно, как пришла эта идея. На заводе, где я работаю, используется пескоструйная установка для получения матового стекла. Стекло внутри установки кладут на сосновые бруски, которые, естественно, также подвергаются абразивной обработке. Вот я и заметил, что бруски имеют удивительный фактурный вид.

Абразивная обработка древесины производится с помощью пескоструйной установки, схема которой показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема пескоструйной установки

В пистолет подается сжатый воздух и абразив, который засасывается через шланг из нижней части камеры. Из сопла пистолета выходит высокоскоростной поток абразива, который воздействует на изделие. Мягкие слои древесины разрушаются быстрее, чем плотные, таким образом на поверхности дерева образуется рельеф. Древесная пыль и часть абразива выдуваются в вентиляцию. Большая часть абразива падает в нижнюю часть камеры и используется повторно.

Необходимо сказать, что в машиностроении абразивная обработка широко применяется, например, для очистки литья от шлака, очистки стальных поверхностей от ржавчины перед покраской и т. д. В качестве абразивных материалов применяются как традиционные: дробь и песок, так и необычные, например, гранулят скорлупы грецких орехов, фруктовых (абрикосовых, сливовых, вишневых) косточек

Для древесины приемлемы следующие абразивные материалы:

— дробь чугунная колотая (ДЧК);

— дробь стальная колотая (ДСК);

— дробь стальная, рубленная из проволоки (ДСР);

— кварцевый песок;

— металлический песок.

Номер абразива и размеры зерна представлены в таблице 1.

Пример обозначения абразивного материала — ДСР 0,8 (дробь стальная рубленная из проволоки, номер абразива 0,8).

На рис. 2 показана пескоструйная установка в аксонометрии, а на рис. 3 дан ее общий вид.

Рис. 2. Пескоструйная установка

Основу конструкции установки составляет камера.

Камера (рис. 3) представляет собой сварную металлоконструкцию, нижняя часть которой — сварная рама из уголка, а верхняя — сваренный из листа (Ст. 3, 6–3 мм) короб.

Примерная спецификация деталей камеры представлена в таблице 2.

В передней стенке камеры выполнены два отверстия для рук с брезентовыми рукавами (рис. 3) и для визуального наблюдения работы смотровое окно (рис. 3).

Рис. 3. Пескоструйная установка. Общий вид

Деталировка этих узлов показана на рис. 4, 5, 6.

Рис. 4. Узел крепления брезентового рукава к передней стенке

Рис. 5. Узел крепления смотрового окна к передней стенке. Общий вид

Рис. 6. Узел крепления смотрового окна к передней стенке. Деталировка

Стекло смотрового окна с течением времени становится матовым из-за действия абразива, поэтому его необходимо периодически менять.

В боковых стенках камеры для обслуживания выполнены открывающиеся дверки (рис. 3, поз. 12). Между дверками и боковыми стенками должны быть предусмотрены прокладки для исключения вылетания абразива наружу. Чтобы иметь возможность выполнять абразивную обработку длинномерных материалов, например досок, в боковых стенках сделаны прорези — 100х950 мм. Прорези для уменьшения вылета абразива за пределы камеры закрыты резиновыми накладками (рис. 7).

Рис. 7. Узел входа-выхода длинномерного материала

Длинномерный материал подается и выходит через прорези по роликам, которые крепятся к двум кронштейнам (рис. 3, поз. 13). Кронштейны (уголок 50х50, l = 600, 2 шт.; l = 500, 2 шт.) приварены к раме. Узел крепления роликов к кронштейнам показан на рис. 8.

Рис. 8. Узел роликов

Для замены абразива в нижней части камеры сделан шибер (рис. 3, поз. 14).

Внутри камеры установлены два светильника (рис. 3, поз. 15), (V = 220 В, Р = 100 Вт), снабженных защитными стеклянными плафонами.

Обрабатываемое изделие внутри камеры устанавливают на деревянную решетку (рис. 3, поз. 16), выполненную из бруса 50х50 мм. Для свободного входа-выхода длинномерных материалов плоскость решетки должна быть в плоскости роликов.

Для исключения воздействия абразива на внутреннюю часть задней стенки к последней закреплен лист резины (рис. 3, поз. 17) размером 1150х950 мм и толщиной 5-10 мм.

Важнейшим элементом пескоструйной установки является одноступенчатый эжекторный пистолет (рис. 9, 10, 11, 12), находящийся внутри камеры.

Рис. 9. Эжекторный пистолет. Общий вид

Рис. 10–12. Эжекторный пистолет. Деталировка

Воздух к нему подается (см. рис. 3) через вентиль подвода поз. 18 (Dy = 15, Ру = 10), манометр поз. 19, трубу поз. 20 (Dy = 15), вентиль регулировочный поз. 21 (Dy = 15, Ру = 10) и гибкий шланг поз. 22.

Основу конструкции пистолета (рис. 9) составляют цилиндрический корпус поз. 2 и приваренный к нему штуцер подвода абразива поз. 5. В корпус вкручены с одной стороны труба поз. 1, а с другой стороны — штуцер подвода воздуха поз. 4, к которому через резьбовое соединение закреплено сопло поз. 3. Штуцер подвода воздуха фиксируют относительно корпуса контргайкой поз. 6.

Сжатый воздух поступает в пистолет через штуцер подачи воздуха и попадает в сопло. Благодаря высокой скорости воздуха, выходящего из сопла, внутри корпуса пистолета образуется разряжение, в результате чего происходит засасывание абразива через штуцер подачи. Абразив и воздух с высокой скоростью выходят через трубу.

К штуцерам подачи воздуха и абразива соединены через хомуты шланги — соответственно шланг подачи воздуха (Dh = 26, двн = 16, l = 1800) и шланг подачи абразива (Dh = 40, двн = 24, l = 800).

Конструкция пистолета рассчитана для работы под давлением воздуха 5-10 кгс/см².

1. Включить освещение внутри камеры.

2. Открыть дверки, засыпать абразив. Шибер в нижней части камеры должен быть закрыт.

3. Поставить изделие через дверки внутрь на деревянную решетку. Если изделие длинномерное, то его нужно вставить внутрь камеры через боковые прорези.

4. Закрыть дверки.

5. Включить вентиляцию.

6. Открыть вентиль подвода воздуха и регулировочный вентиль.

7. Выполнить абразивную обработку изделия. Эжекторный пистолет держится правой рукой. Левой рукой, прикрывая или открывая регулировочный вентиль, подбирается оптимальное давление воздуха в пистолете. Левой рукой также придерживается шланг подачи абразива.

8. Закрыть регулировочный вентиль.

9. Закрыть вентиль подачи воздуха.

10. Отключить вентиляцию.

11. Открыть дверки, вытащить изделие.

12. Отключить освещение.

Абразивная обработка древесины применяется для:

— очистки древесины;

— придания фактурности поверхности;

— выполнения рельефных орнаментов (абразивная резьба).

Очистка древесины применима в основном в изделиях корнепластики (лесная скульптура). Корень или интересный нарост на дереве, прежде чем стать произведением искусства, должен быть очищен от коры и гнилых участков. Обычными резцами это сделать часто бывает достаточно сложно из-за труднодоступности мест, которые необходимо очистить. Абразивной обработкой можно не только очистить древесину, но и, варьируя время обработки отдельных участков и вид абразива, определить форму будущего изделия.

Природные фактурности поверхности. Суть состоит в том, что под действием абразивного потока на дерево его мягкие слои разрушаются быстрее, чем твердые, в результате чего поверхность приобретает фактуру.

Для придания фактурности необходимо выбирать древесину с ярко выраженной текстурой (рисунок), потому что, как правило, слои, окрашенные по-разному, имеют и разную плотность. Например, у сосны темные смолистые волокна имеют более высокую плотность, чем светлые. Известно, что резец «скачет» по волокнам этой древесины. Ядровые породы — клен, яблоня, вишня и др. — имеют плотность темного ядра выше, чем плотность светлой заболони, а сердцевина (небольшая центральная часть ядра), как правило, гнилая. Дефекты древесины — сучки, свилеватость, гниль и т. п. — усиливают декоративность обработанной поверхности и в данном случае являются желательными факторами.

Лучшими породами для получения фактуры абразивной обработкой являются сосна, ясень, дуб.