实木地板生产工艺流程及生产设备选用与介绍
实木地板从原木到成品,其间加工工序繁多,使用机械种类也十分丰富,不同种类、型号的木工机械相互配合即可形成各具特色的实木地板加工生产线。尽管不同厂家使用的生产 设备不同,但总体遵循的生产工艺不变。
带锯机是以封闭无端的带锯条张紧在回转的两个锯轮上,使其沿一个方向连续匀速运动,而实现锯割木料的机床。主要由床身,锯轮,上锯轮升降和仰俯装置,带锯条张紧装置,锯条导向装置,工作台,导向板等组成。床身由铸铁或钢板焊接制成。所谓跑车带锯机,是指 带有夹持原木向带锯条作进给运动的送材车的带锯机。
跑车带锯机按照自动化程度可分为三类:自动跑车木工带锯机、半自动跑车木工带锯机和普通跑车木工带锯机。 自动跑车木工带锯机是一种自动化程度较高的自动控制设备,由操纵者集中控制液压系统的卡木钩升降、车上自动翻料和微调机构;跑车行走的速度由变频调速控制。该锯机操作简便,控制平稳,能够制造精度较高的锯材,但由于价格较高,故常用于机械化水平、制材精度要求高的企业。
素板的制成有三个主要步骤:毛板粗加工、光板分选以及素板的制造。三者中毛板粗加 工和素板的制造分别具有特定的工序,毛板粗加工工序为:端头锯切→上下表面压刨→修边,素板的制造工序则为:正面砂光→双端铣开横向榫、槽→四面刨开纵向榫、槽。由于光板分选是指对板材的缺陷、颜色、尺寸等要素进行选择分类,而非直接对木材进行机械性的加工处理,故本文不讨论光板分选阶段所用的设备。因此,毛板粗加工和素板的制造所用设备分别对应为:木工圆锯机(端头锯切)、双面刨(上下表面压刨)、四面刨(修边、开纵向榫、槽)、双面开榫机(开横向榫、槽)和砂光机(砂光处理)。
木工圆锯机的结构主要由机身、电动机、主轴、圆锯片、防护装置、工作台面、电源控 制等主要部件组成,其主要特征为圆锯片安装在主轴上,主轴与电动机转轴相连,电动机转动带动主轴上的圆锯片一同转动,进而实现对木料的切削。木工圆锯机按锯切方向可分为纵剖圆锯机、横截面圆锯机和万能圆锯机(可纵切、横切和斜切木料),按控制方式可分为手动圆锯机,半自动圆锯机以及全自动圆锯机。全自动圆 锯机是一种基于PLC技术的圆锯机,锯机采用人机交互界面,只需操作者输入材料的规格尺 寸、加工数量等参数,设备系统就会根据输入的参数自动调整锯机的锯片转速、每齿的进刀量等复杂参数,以便提供操作者最简便的操作方式,从而实现高精度,快速切削的生产方式。由于圆锯机具有工作效率高、重量轻、维修方便等特点,在实木地板生产过程中常被用于截去板材端头腐朽、端裂等主要缺陷,并使板材在长度方向上符合实木地板规格的预定长 度。但其因为存在锯路宽,出材率低的问题,实际生产中逐步被气动截料锯等其他类型锯机所替代。
功能上,木工双面刨床用于同时对工件相对应的两面进行加工。经木工双面刨床加工的工件可获得等厚的两个光整表面,表面的平直度取决于上道工序的加工精度。实木地板生产过程中,双面刨主要对初步制材所得的锯材上下两表面进行刨削,以获得正确的尺寸、形状和光洁的表面。而四面刨用于板材、方材的四个表面加工或成形表面加工以及榫、槽结构的成型,实际功用表现为修整实木地板板料的四个侧面并使其平整光洁以达到修边的目的,在 素板的制造过程中作为榫、槽结构成型机,刨削形成纵向榫、槽。结构布局上,双面刨床和四面刨床都是由切削机构、压紧装置、进给机构、传动机构、 工作台、床身和操纵机构等组成。但与单面木工刨床相比,双面刨具有两根按上、下顺序排列的刀轴,两根刀轴按上、下排列的顺序可分为先平后压(先下后上)和先压后平(先上后 下)两种类型,而四面刨刀轴一般为 4-6根,也可多达 8-10根,这些刀轴分别布置在被加工工件的四面。性能上,两类刨床均采用机械进料,进给速度较高,故生产效率高,适用于大批量生产。
双面开榫机主要由床身、固定立柱、移动立柱、锯切刀架、铣削刀架、进给机构、压紧 机构和导尺等部分组成。双面开榫机进给机构多为履带进给机构,由电机通过变速装置,联轴器传至传动轴。传动轴带动两对链轮从而带动履带作进给运动。变速机构由无级变速器和蜗杆减速器组成,因此进给速度为无级调速,速度可通过手柄调节。压紧机构为两条无端的皮带压紧装置,通过传动轴及齿轮传动传至压紧皮带的带轮,从而带动皮带运动。V带内周 表面安装有多个带弹簧的小辊轮,使皮带对工件产生一定的压力,以保证工件在加工时不产 生跳动和移动。由于双面开榫机具有两组锯切和铣削刀架,因此一次铣削可在两个成形面上同时铣出对 称的榫、槽结构,极大提高了实木地板生产的工作效率,也改善了单面开榫机两次在板材相 对表面上铣削榫、槽造成的定位不精确及精度不高的问题。
木工砂光机是一类通过砂布或砂纸加工木质零件的表面,以提高零件表面的光洁度的机械。素板制造过程中需确保同一规格的地板板料厚度相同,砂光作为第一道加工工序,直接 对板材正面进行磨削处理,因此砂光机对板材厚度控制具有显著作用。宽带砂光机是一种可以对板材进行定厚砂光的机械,在砂光大幅面板材或零件时,它的 砂光效率非常高,故实木地板生产中所用的砂光机多为宽带砂光机。由于实木地板实际功用面只有一个表面,即通常所说的正面,因而砂光时主要对板坯正面进行处理,故素板制造过 程中使用单面宽带砂光机即可实现对厚度的控制。利用宽带砂光机对板材进行砂光的意义在 于:一是提高板材表面的光洁度,二是将磨砂面作为进一步加工的基准面。单面宽带砂光机属于带式木工砂光机,它是把无端的环形砂带张紧在2个或3个带轮 上,驱动砂带作连续运动,一个张紧轮还作少量翘动使砂带产生横向窜动,一般用于素板加 工的砂光机还具有移动的工作台。当砂光机的机器按正常程序启动并正常运转后,被磨板坯从机器工件输入端经限板装置和输送平台推动下首先喂入砂带轮。由于板坯下表面始终接触 工作台并做水平运动,上表面被高速旋转着的砂带磨削,从而实现定厚磨削,磨削后的板坯最终获得一表面平整、光滑、厚度尺寸符合要求的成品。性能上,宽带砂光机不仅能提高外观质量,而且具有效率高、能保证加工精度、砂带更 换简单等优点,故已成为当今木材加工业特别是实木地板加工业广泛采用的加工设备。
实木地板的涂装是除素板加工阶段之外的另一个重要阶段,涂装设备和涂装工艺的选择 直接影响实木地板成品的美学价值和质量。经过涂饰后的木地板,既可以增加地板的装饰效 果,又可使地板表面受到保护,延长地板的使用寿命。
由于实木地板板料材质丰富多样,涂装作业常用的地板涂料也不相同,因此地板涂装并没有固定的加工工序,实木地板生产企业往往根据使用木料的材质、涂料的种类、预期的工艺水准等因素采用不同的加工工艺,实际生产中涂装作业呈现为一条固定的加工生产线。
空气喷漆是利用压缩空气,高速喷出将涂料雾化喷到工件表面,形成连续漆膜,达到工件表面涂饰效果的一种涂饰方法。气压喷漆设备主要由喷枪、空气压缩机、贮气罐、油水分离器、压力漆桶、导气管及喷漆室等组成。正常工作时,来自空气压缩机的压缩空气经油水分离器,一部分进入压力漆桶,使漆桶内的漆在空气压力的作用下送至喷枪,从而达到喷涂的目的。
气压喷漆形式上分为常温空气喷漆和加热空气喷漆。通常情况下,喷涂作业要求涂料有 较低粘度,常温喷涂时常通过向涂料加入稀释剂的方法降低粘度,但往往致使涂料固体含量低,一次喷漆所得漆膜薄,同时又造成稀释剂的大量耗费。加热空气喷漆设备通过对涂料的预温加热,能有效降低涂料的粘度,但较之常温空气喷漆设备,加热空气喷漆设备需配备单独的加热器,造成了喷漆设备结构的复杂性。
静电喷漆是利用静电原理,使涂料带负电,制品带正点,在电场力的作用下(辅以机械力),带负电荷的涂料雾粒子就向异级性制品表面运动,被吸附并沉积于制品表面上,形成一层均匀致密漆膜。静电喷漆按工作方式可分为固定式、手提式和自动式。
固定式静电喷漆设备主要由静电发生器、供漆装置和喷具等组成。工作原理是将静电发生器的负极与喷具相接,正极和制品相接,从而使喷具和制品之间形成一个电场。由于喷具带负电,涂料也相应带负电荷,当涂料从喷具中喷出后即可在电场力作用下到达制品表面实现表面喷涂。
手提式静电喷漆设备和自动式静电喷漆设备的喷涂方式同气压喷漆设备一样,都是借助 喷枪完成喷涂,只是前二者油漆粒子通过电场力传递,后者则是通过气压力。与手提式静电喷漆设备相比,自动式静电喷漆设备的喷枪设置在具有轨道的横竖粱上,实现了生产线的涂 料自动化。
静电喷漆具有多项优点:第一生产效率高,劳动条件好,能够彻底摆脱手工喷漆的繁重 劳动,尤适于大规模流水线作业;第二漆膜质量高,附着力好,尤其是漆膜均匀、光洁;第 三节约油漆,较手工喷漆节约量达60%左右。
无气压喷漆同气压喷漆类似,但工作原理不同。无气压喷枪是用压缩空气做动力源,但 不参加雾化,不与涂料一起从喷嘴中喷出。它是使用一个柱塞式或隔膜式泵将需雾化的涂料吸入后,再从一个特别的喷嘴喷出。因此,气压喷漆喷出的为压缩空气雾化后的涂料,无气压喷漆则是依靠压力直接喷漆。无气压喷漆较之气压喷漆,涂料有效地被雾化成微粒状,从而消除了喷雾面模糊不均、
按照辊子的布置,辊涂机分为上辊式辊涂机和下辊式辊涂机,二者的辊涂机构都是由分 漆辊、上漆辊和进给辊组成。上辊式辊涂机分漆辊与上漆辊相互靠紧,并匀速向内旋转,中间产生一个 V形的空间,油漆就均匀的流在此处,调节分漆辊与上漆辊之间的紧密度,就可 以控制粘附上漆辊上的油漆厚度与均匀度;板材由进给辊匀速推进,与上漆辊适当接触,上漆辊上的油漆就均匀的转印到板材表面上。下辊式辊涂机和上辊式辊涂机在工作原理上相同,但布漆方向不同,首先上辊式辊涂机布漆表面为板材上表面,而下辊式辊涂机则为下表面。再者,由于下辊式辊涂机分漆辊和上漆辊位于进给辊下端,故为保证上漆辊上沾有漆料, 必须设置独立的油漆贮存槽,并需使下辊式辊涂机的上漆辊浸入其中。
淋涂是将涂料贮存于高位槽中,通过喷嘴或窄缝从上方淋下,呈帘幕状淋在由传送装置带动的被涂物上,形成均匀涂膜,多余的涂料流回容器,通过泵送到高位槽循环使用的涂漆 方法。基于淋涂方式,典型的设备如淋漆机。淋漆机根据其用途分为三类:平面淋漆机、方料淋漆机和封边淋漆机,实木地板生产工程中所用的淋漆机为平面淋漆机。
平面淋漆机主要由淋机头及其升降调整装置、涂料循环装置和传送带等组成。正常工作 时,在淋漆机电机泵的作用下,漆箱中的漆通过过滤器和输漆管送入淋漆机头。一部分涂料淋到制品上,多余的则流至漆料回收槽并最终回到漆箱里。实木地板淋涂过程中,不同工艺下地板的厚度可能不同,淋漆机为了适应不同厚度的板材,淋漆机头设有调整手轮以使得淋 漆机头可以上下垂直调整。
所谓辅助设备,即指除直接用于给板材上漆设备之外的机械设备。实木地板涂装作业, 辅助设备主要有清扫机、染色机、腻子机等,它们和喷漆、辊涂、淋涂设备组成各种工艺生产线。
清扫机又称刷尘机,是用于实木地板表面的尘土、砂光粉尘、锯屑等细小尘埃杂质的清除设备;染色机用于将板材平面的表面染成所需的颜色;腻子机则用于填平板材表面的凹陷、空隙、木材鬃眼等,以提高板材表面的平整度,在涂底漆或面漆时有一个更光滑严整的表面, 避免产生气泡、塌陷等缺陷。
总结来说,实木地板生产从原木阶段到成品可能所需机械设备如下:跑车带锯机、木工 圆锯机、双面刨、四面刨、双面开榫机、宽带砂光机、喷漆设备、辊涂机、淋漆机、清扫机、染色机、腻子机等,它们在实木地板生产的不同阶段发挥着不同作用。由于在总体加工工艺 不变的前提下,多数实木地板加工企业基本形成了独有的加工工艺,既可能是对工艺步骤的调整,又可能是进一步的优化,因此在实际生产过程中使用的机械设备可能并非在上述列举中一一涉及。例如素板加工阶段所用的木工圆锯机常被气动截料锯所代替,再如地板涂装过程中通常使用砂光机对底漆面进行砂光,而本文地板涂装部分并未涉及底漆砂光机。但是,本文介绍的生产设备已基本涵盖实木地板生产所需的主要设备,对了解实木地板生产设备具 有一定参考。
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