OPTIMIZAREA PRELUCRABILITĂŢII PRIN FREZARE ŞI PRIN ŞLEFUIRE A LEMNULUI DE PĂR, ÎN VEDEREA...

MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII ŞI INOVĂRII

Universitatea Transilvania din Braşov FACULTATEA DE INDUSTRIA LEMNULUI

CATEDRA DE TEHNOLOGIA LEMNULUI

500068 Braşov, Colina Universităţii nr. 1, Tel/fax 0040268415315

Ing. MARTHY Mátyás

OPTIMIZAREA PRELUCRABILITĂŢII PRIN FREZARE ŞI

PRIN ŞLEFUIRE A LEMNULUI DE PĂR, ÎN VEDEREA

ÎNGLOBĂRII ÎN PRODUSE DE MOBILĂ

THE OPTIMIZATION OF PROCESSING BY MILLING AND

SANDING OF PEAR WOOD, IN ORDER TO

INCORPORATE IT INTO FURNITURE PRODUCTS

TEZĂ DE DOCTORAT REZUMAT

CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC

Prof dr. Ing. Ivan CISMARU

BRAŞOV

2010

MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII ŞI INOVĂRII

Universitatea Transilvania din Braşov 500036 Braşov, B-dul Eroilor nr. 29, Tel. 0040268413000,

Fax. 0040-268-410525

RECTORAT

COMPONENŢA COMISIEI DE DOCTORAT Numită prin ordinul Rectorului Universităţii TRANSILVANIA din

Braşov Nr. 4226 / 28.09.2010

PREŞEDINTE*) 1. Prof.univ.dr.ing. Gavril BUDĂU

Universitatea TRANSILVANIA din Braşov

COND. ŞTIINŢIFIC*) 2. Prof. univ.dr. ing. Ivan CISMARU


REFERENŢI*) 3. Prof.univ.dr.ing. Ioan CURTU


4. Prof.univ.dr.ing. Vasile NĂSTĂSESCU

Academia Tehnică Militară din Bucureşti

5. Prof.univ. dr.ing. Ioan MIHUŢ

Universitatea Creştină Dimitrie Cantemir

Bucureşti, Facultatea de Ştiinţe Economice,

Cluj Napoca

Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat

13.11.2010, ora 11, în sala L III 3, corp L

FACULTATEA DE INDUSTRIA LEMNULUI

Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi în

timp util, pe adresa Universităţii “Transilvania” din Braşov.

CUVÂNT ÎNAINTE Aspectele ştiinţifice abordate în prezenta teză de doctorat aduc contribuţii importante

în ceea ce priveşte studiul lemnului de păr, o specie cu areal foarte restrâns dar cu calităţi fizice, mecanice şi estetice însemnante. Datorită acestor calităţi lemnul de păr a fost folosit de către strămoşii noştrii atât pentru piese de precizie şi rezitenţă mare cât şi pentru piese ornamentale şi sculpturi excepţionale. În domeniul industriei de fabricare a mobilei lemnul de păr nu a fost utilizat des datorită suprafeţei restrânse de răspândire, astfel nici experimente legate de prelucrabilitatea acestei specii în vederea înglobării în produse de mobilă nu au fost făcute până în momentul de faţă. Astfel scopul lucrării este de a face un pas înainte în domeniul cercetărilor privind lemnul de păr.

Prin prezenta doresc să-mi exprim cele mai sincere mulţumiri alături de întreaga mea recunoştiinţă domnului Prof.dr.ing. Ivan CISMARU, cel care mi-a sugereat tema tezei, care m-a susţinut atât din punct de vedere profesional cât şi moral. Îi mulţumesc în acelaşi timp pentru faptul că m-a acceptat ca doctorand, pentru încrederea acordată şi pentru sugestiile şi indicaţiile preţioase fără de care această lucrare nu s-ar fi realizat.

Îi mulţumesc în acelaşi timp doamnei Prof.dr.ing. Maria CISMARU pentru sprijinul şi încurajarea acordată. Doamnei Şef.lucr.dr.ing. Adriana FOTIN îi datorez cele mai sincere mulţumiri pentru faptul că mi-a fost coleg şi prieten, m-a ajutat cu sugestii şi recomandări în cele mai grele momente.

În acelaşi timp doresc să mulţumesc tuturor foştilor profesori şi colegilor mei pentru sprijinul şi încurajarea acordată. Ţin să-i mulţumesc domnului Conf.dr.ing. Wilhelm LAURENZI pentru soft-urile de prelucrare a datelor experimentale.

Doresc să-mi exprim sincere mulţumiri domnilor Prof.dr.ing. Mihai ISPAS şi Prof.dr.ing. Viorel POPA pentru montajul electronic şi echipamentele de calcul folosite pentru procesele de frezare şi şlefuire.

Aduc mulţumiri doamnei Prof.dr.chim. Maria Cristina TIMAR şi domnişoarei Şef.luc.dr.ing. Mihaela POROJAN pentru ajutorul acordat în realizarea capitolelor referitoare la microscopia şi proprietăţile lemnului de păr.

Ţin să mulţumesc domnului ec. Tamás OLIVÉR, director general al firmei SC. ARTBAR SRL din Târgu – Secuiesc pentru acordul şi susţinerea în derularea testelor experimentale de şlefuire cu ajutorul maşinii de şlefuit cu bandă lată VIETMAC.

Mulţumesc domnului Mark EMERIC, director al firmei SC. SIAROM SRL pentru benzile abrazive folosite în cadrul prelucrării lemnului de păr prin şlefuire.

De asemenea mulţumiri domnilor directori ing. Danut FRUNZA şi dr. ing. Constantin MITUCA de la firma LOSAN Ghimbav, pentru fabricarea furnirului utilizat.

În mod deosebit multumesc familiei mele, care m-a sprijinit, m-a ajutat atât psihic cât şi financiar şi mi-a fost alături, ori de câte ori a fost nevoie. Fără ei elaborarea acestei teze nu s-ar fi putut realiza iar acest pas important în cariera mea profesională nu s-ar fi făcut.

Autorul

OPTIMIZAREA PRELUCRABILITĂŢII PRIN FREZARE ŞI PRIN ŞLEFUIRE A LEMNULUI DE PĂR ÎN VEDEREA ÎNGLOBĂRII ÎN PRODUSE DE MOBILĂ

INTRODUCERE

1.STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR .......................................................... 1 1.1. Aspecte generale privind fondul forestier de pe Glob ............................................................1 1.2. Aspecte generale privind fondul forestier din România .........................................................10 1.3. Pyrus piraster L.– părul sălbatic. Generalităţi. Arie de răspândire. Caracteristici ...................12

2. STUDIUL DE LABORATOR LA PROPRIETĂŢI FIZICE ŞI MECANICE ALE LEMNULUI DE PĂR ...................................................................................... 19

2.1. Proprietăţi fizice: .................................................................................................................19 2.1.1. Determinarea masei volumice a lemnului de păr .........................................................19 2.1.2. Determinarea umflării şi contragerii totale ...................................................................20 2.1.3. Determinarea umidităţii de saturaţie a fibrei ................................................................23

2.2. Proprietăţile mecanice ale lemnului de păr ...........................................................................24 2.2.1. Determinarea modului de elasticitate şi a rezistenţei la încovoiere statică ..................24 2.2.2 Determinarea rezistenţei la încovoiere dinamică (şoc) .................................................27 2.2.3 Determinarea rezistenţei la compresiune a lemnului de păr..........................................29 2.2.3.1 Determinarea compresiunii paralele cu fibre .............................................................29 2.2.3.2 Determinarea compresiunii perpendicular pe fibre.....................................................31 2.2.4 Determinarea modulului de elasticitate şi a rezistenţei la tracţiune paralelă cu fibre ......33 2.2.5 Determinarea rezistenţei la tracţiune perpendiculară pe fibre .......................................37 2.2.6 Determinarea rezistenţei lemnului de păr la forfecare longitudinală paralelă şi perpendiculară 40 2.2.6.1 Determinarea rezistenţei la forfecare longitudinală paralelă ......................................40 2.2.6.2 Determinarea rezistenţei la forfecare longitudinală perpendiculară ............................42 2.2.7 Determinarea rezistenţei lemnului de păr la despicare .................................................43 2.2.8 Determinarea durităţii Janka a lemnului de păr ............................................................45

3. STUDIUL ANATOMIC AL LEMNULUI DE PĂR, MACROSCOPIE ŞI MICROSCOPIE 50 4. STUDIUL PROCESULUI DE FREZARE ŞI ŞLEFUIRE DIN PUNCT DE VEDERE AL PARAMETRILOR ŞI FACTORILOR DE INFLUENŢĂ REFERITOR LA CALITATEA SUPRAFEŢELOR ŞI CONSUMURILOR ENERGETICE 56

4.1 CERCETĂRI TEORETICE CU PRIVIRE LA FREZAREA LEMNULUI DE PĂR ......................56 4.1.1 Factori care determină regimul de lucru optim, rugozitatea suprafeţelor şi consumul de putere ..............................................................................................................56 4.1.2 Procedee de frezare ....................................................................................................66 4.1.3 Elemente de optimizare a calităţii suprafeţelor la maşina normală de frezat (MNF).......69

4.2. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND RUGOZITATEA SUPRAFEŢELOR PRELUCRATE PRIN FREZAREA LEMNULUI DE PĂR .............................................................73

4.2.1. Înregistrarea şi prelucrarea datelor privind rugozitatea suprefeţelor frezate .................84 4.2.2 Prelucrarea datelor înregistrate în urma măsurării rugozităţii suprafeţelor frezate .........89 4.2.3 Analiza rezultatelor privind rugozitatea obţinută prin frezare dreaptă ............................91 4.2.4Concluzii privind rugozitatea suprafeţelor frezate la frezarea lemnului de păr ................118

4.3 CERCETĂRI EXPERIMETALE CU PRIVIRE LA RUGOZITATEA SUPRAFEŢELOR OBŢINUTE ÎN URMA FREZĂRII CU FREZA PROFILATĂ ..........................................................120

4.3.1.Analiza datelor obţinute în urma prelucrării cu freza profilată .......................................122 4.3.2.Discuţii referitoare la comparaţia suprafeţelor care compun profilul la frezarea profilată ................................................................................................................................141

4.4. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND PUTEREA NECESARĂ DE AŞCHII OBŢINUTE PRIN FREZAREA DREAPTĂ ...................................................................................148

4.4.1 Material şi metodă .......................................................................................................148 4.4.2. Înregistrarea şi prelucrarea datelor .............................................................................148 4.4.3. Studiul puterii consumate la frezare dreaptă cu acelaşi tip de freză. Frezele cu plăcuţe brazate cu diametrele 63, 80, 100 ...........................................................151 4.4.4. Concluzii finale privind consumul de putere la frezarea lemnului de păr ......................161 4.4.4.1. Concluzii privind consumul de putere la frezarea dreaptă .........................................161


Ing. MARTHY Mátyás 2

4. 5. STUDIUL PUTERII CONSUMATE LA FREZAREA PROFILATĂ .........................................164 4.6. CERCETĂRI TEORETICE CU PRIVIRE LA ŞLEFUIREA LEMNULUI DE PĂR ...................169

4.6.1 Factori care determină regimul de lucru optim, rugozitatea suprafeţelor şi consumul de putere ..............................................................................................................169 4.6.2. Productivitatea şlefuirii, durabilitatea benzii abrazive şi consumul de putere ................174 4.6.3. Elemente de optimizare a regimurilor de şlefuire .........................................................179

4.7. DETERMINAREA RUGOZITĂŢII SUPRAFEŢELOR OBŢINUTE PRIN ŞLEFUIREA LEMNULUI DE PĂR ...................................................................................................................182

4.7.1. Material şi metodă ......................................................................................................182 4.7.2. Înregistrarea datelor şi prelucrarea datelor ..................................................................187 4.7.3. Discuţii privind rugozitatea suprafeţelor şlefuite la lemnul de păr cu ajutorul graficelor rezultate................................................................................................................187 4.7.4.Concluzii .....................................................................................................................200

4.8. RUGOZITATEA SUPRAFEŢELOR ŞLEFUITE LA PLĂCILE DIN AŞCHII DE LEMN FURNIRUITE CU FURNIR DIN LEMN DE PĂR ......................................................................................................202

4.8.1 Metoda de lucru (condiţii de lucru): .............................................................................202 4.8.2. Prelucrarea datelor experimentale şi rezultatele obţinute ............................................205

4.9 DETERMINAREA PUTERII CONSUMATE LA ŞLEFUIREA LEMNULUI DE PĂR. ................208 4.9.1.Material. Metodă. .........................................................................................................208 4.9.2. Înregistrarea datelor şi prelucrarea datelor ...................................................................208 4.9.3. Discuţii privind puterea consumată la şlefuirea lemnul de păr cu ajutorul graficelor rezultate ...............................................................................................................................208 4.9.4 Concluzii privind puterea la şlefuirea lemnului de păr ...................................................211

5. OPTIMIZAREA PARAMETRILOR DE LUCRU LA FREZARE ŞI ŞLEFUIRE ÎN FUNCŢIE DE CALITATEA IMPUSĂ SUPRAFEŢELOR REZULTATE ŞI ÎN FUNCŢIE DE CARACTERISTICILE DE PUTERE ALE MAŞINILOR .................... 212

5.1 Conceptul de optimizare ................................................................................................212 5.2 Determinarea parametrilor regimurilor de lucru prin optimizare .......................................214 5.3. Concluzii privind optimizarea proceselor de frezare şi şlefuire ........................................221

6.CONCLUZII FINALE ........................................................................................... 223 7. CONTRIBUŢII PERSONALE ŞI DIRECŢII VIITOARE DE CERCETARE .......... 228 BIBLIOGRAFIE



Introducere Teza de doctorat are ca temă – aşa cum o sugerează şi titlul tezei – optimizarea prelucrării lemnului de păr prin şlefuire şi frezare. Astfel prezentul studiu aduce în prim plan lemnul de păr (Pyrus Piraster, L.) o specie cu un areal foarte restrâns, dar cu o utilizare din domenii foarte diferite. Cu toate că această specie prezintă caracteristici excepţionale din punct de vedere atât al proprietăţilor fizico – mecanice cât şi al proprietăţilor estetice, studiile exprimentale referitoare la prelucrabilitatea, calitatea suprafeţelor obţinute în urma prelucrării prin frezare - şlefuire, şi la optimizarea proceselor de prelucrare au rămas restrânse. Lucrarea este astfel structurată încât să dezvolte studiul pas cu pas: începând cu stadiul actual al cercetărilor experimentale; după care urmează proprietăţile fizico-mecanice şi microscopia lemnului; urmat de studiul suprafeţelor obţinute prin frezare şi consum de putere la frezare; apoi de studiul suprafeţelor obţinute prin şlefuire şi consumul energetic la şlefuire. Ultimele capitole prezintă optimizarea proceselor de prelucrare a lemnului de păr prin frezare şi şlefuire, concluziile finale şi viitoarele cercetări. Primul capitol: „Stadiul actual al cercetărilor” prezintă în prima etapă stadiul fondului

forestier, al producţiei şi al comerţului produselor forestiere pe Glob, vizând fiecare continent în parte, după care este trecut în revistă fondul forestier din România, cu suprafeţe, tipuri de păduri şi arii de răspândire. Ca ultim subcapitol al „Stadiului actual al cercetărilor” apare prezentarea speciei: păr pădureţ (Pyrus piraster, L), cu aria de răspândire, cu subspeciile şi caracteristicile sale generale. Capitolul al doilea: „Studiul de laborator al proprietăţilor fizice şi mecanice ale lemnul

de păr” prezintă experimentele făcute cu scopul determinării proprietăţilor fizice, şi anume: a densităţii (masei volumice) lemnului de păr, a caractersiticilor de umflare şi contragere totală; şi a proprietăţilor mecanice, cum ar fi: modulul de elasticitate şi rezistenţa la încovoiere statică; rezistenţa la încovoiere dinamică; rezistenţa la compresiune paralelă cu fibre şi perpendiculară pe fibre în direcţie radială şi tangenţială; modulul de elasticitate şi rezistenţa la tracţiune paralelă cu fibre; rezistenţa la tracţiune perpendiculară pe fibre în direcţia radială şi tangenţială; rezistenţa la forfecare longitudinală paralelă şi perpendiculară; rezistenţa la despicare; duritatea Janka. Pentru efectuarea experimentelor menţionate mai sus s-au confecţionat epruvete conform standardelor în vigoare şi a figurilor prezentate în subcapitolele aferente fiecărei încercări. Pentru confecţionarea epruvetelor s-a folosit lemn de păr procurat de la Ocolul Silvic Baraolt. Experimentele s-au efectuat în laboratorul Facultăţii de Industria Lemnului din cadrul Universităţii „Transilvania” Braşov. Maşinile folosite pentru diferitele determinări, din dotarea laboratorului sus menţionat, sunt următoarele: maşina universală pentru testarea materialelor pe bază de lemn cu două coloane, model BT1-FB050TN.D30 ZWICK/ROEL GERMANIA; ciocanul – pendul tip Charpy, maşina de tracţiune universală tip FMPW 1000, maşina universală ZDM 5t/51. Capitolul trei „Studiul anatomic al lemnului de păr, macroscopie şi microscopie” are

ca scop prezentarea structurii microscopice şi macroscopice al lemnului de păr. Aceste determinări s-au realizat în laboratorul de precizie al Facultăţii de Industria Lemnului din cadrul aceleaşi universităţi. Capitolul prezintă date referitoare la structura macroscopică: la inele anuale, pori, raze medulare, parenchim lemnos; şi la structura microscopică: vase, fibre şi raze. Al patrulea capitol „Studiul procesului de frezare şi şlefuire din punct de vedere al

parametrilor şi factorilor de influenţă referitor la calitatea suprafeţelor şi consumurile energetice” analizează experimentele făcute pe epruvete frezate şi şlefuite din punct de



vedere al calităţii (rugozităţii) suprafeţelor obţinute în urma proceselor de prelucrare şi din punct de vedere al puterii consumate în timpul efectuării experimentelor cu scopul comparării diferitelor regimuri de lucru, a diferitelor scule sau benzi abrazive şi a determinării celor mai bune regimuri de lucru din punct de vedere calitativ şi economic. Acest capitol conţine subcapitole cu privire la aspectele teoretice (privind frezarea şi şlefuirea), la rugozitatea suprafeţelor obţinute în urma frezării, la puterea consumată în timpul frezării, la rugozitatea suprafeţelor obţinute în urma şlefuirii epruvetelor din lemn masiv de păr, puterea consumată în timpul procesului de şlefuire şi calitatea suprafeţelor furniruite cu furnir din lemn de păr. Frezarea epruvetelor s-a realizat în Laboratorul de Scule al Facultăţii de Industria Lemnului, cu ajutorul maşinii normale de frezat MNF10. Prelucrarea prin frezare s-a executat pe 480 epruvete pentru frezarea dreaptă şi pe 120 de epruvete pentru frezarea profilată. Pentru frezarea dreaptă s-au folosit 6 freze cu diametre diferite (D60, D80, D100), cu tipul de fixare a plăcuţelor: brazat şi amovibil şi cu tipul de poziţionare a acestora în corpul frezei: drept sau înclinat. Prelucrarea prin frezare profilată s-a realizat cu ajutorul unei freze cu plăcuţe brazate cu profil complex (concav şi convex) cu diametrul de 140 mm. Frezările s-au efectuat la două turaţii diferite (6624 rot/min şi 9720 rot/min), cu câte cinci valori pentru vitezele de avans, adâncimea de aşchiere şi lăţimea de aşchiere. Pentru fiecare experiment s-a înregistrat puterea consumată în timpul operaţiei, urmând ca după prelucrarea datelor să se efectueze analiza acestui consum, prezentat într-un subcapitol al capitolului 4. Măsurarea rugozităţii suprafeţelor frezate s-a efectuat cu ajutorul aparatului MicroProf FRT cu rază luminoasă aflat în dotarea Laboratorului de Testare a Preciziei de Fabricaţie în Industria Lemnului, din cadrul Facultăţii de Industria Lemnului.

Prelucrarea prin şlefuire s-a realizat în fabrica de mobilă SC.BARART SRL. din Târgu – Secuiesc pe o maşină de şlefuit tip VIETMAC cu bandă lată. La fel ca şi în cazul frezării s-a înregistrat puterea consumată pentru fiecare epruvetă şlefuită. Măsurarea rugozităţii suprafeţelor obţinute s-a efectuat pe acelaşi aparat şi datele obţinute s-au prelucrat şi s-au analizat asemănător în subcapitolele aferente. Epruvetele au fost şlefuite pe întreaga suprafaţă însă pe jumătate din suprafaţă au fost umezite şi apoi uscate înaintea şlefuirii iar cealaltă jumătate fiind şlefuită fără umezire.

Analizele privind calitatea suprafeţelor obţinute în urma frezării şi a şlefuirii s-au prezentat în subcapitole diferite la fel ca şi cele referitoare la puterea consumată în cursul proceselor de prelucrare.

Acest capitol cuprinde şi analiza din punct de vedere calitativ a suprafeţelor furniruite cu furnir de păr.

Capitolul 5 „Optimizarea parametrilor de lucru la frezare şi şlefuire în funcţie de calitatea impusă suprafeţelor rezultate şi în funcţie de caracteristicile de putere ale maşinilor” prezintă operaţiile de modelare, simulare şi optimizare făcute cu scopul determinării regimurilor de lucru optime. Aceste operaţii s-au făcut pe calculator cu ajutorul unui soft special creat în DELPHI. Acest soft a asigurat crearea unei baze de date complete şi complexe, care a stat la baza modelări, simulării şi optimizării parametrilor de lucru. Optimizarea facilitează determinarea parametrilor regimului de lucru pentru o anumită calitate impusă a suprafeţelor şi pentru anumite costuri maxime prestabilite. Capitolul 6 „Concluzii finale” prezintă concluziile finale şi sintetice referitoare la experimentele realizate atât din punct de vedere calitativ, din punct de vedere al calităţii suprafeţelor obţinute cât şi din punctul de vedere al costurilor şi al productivităţii. Capitolul 7 „Contribuţii personale şi viitoare cercetări” evidenţiază contribuţiile

personale şi direcţiile cercetărilor viitoare posibile, în scopul promovării lemnului de păr, a înglobării sale în industria mobilei.



1.STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR 1.1. Aspecte generale privind fondul forestier de pe Glob

Modificările societăţii, ce se datorează creşterii rapide a cantităţii şi calităţii

informaţiilor, a diverselor tehnologii din sectorul telecomunicaţiilor şi a procesului amplu de globalizare, determină schimbări profunde în orice domeniu; astfel şi în domeniul industriei forestiere, şi pe orice nivel: începând cu menţinerea fondului forestier, prin exploatarea acestuia şi până la procesul de prelucrare a lemnului.

Pentru a asigura competitivitatea pe piaţă a sectorului forestier şi a industriei de prelucrare a lemnului trebuie să se elaboreze o strategie amplă, care are în vedere atât provocările mileniului cât şi istoria, cunoştiinţele şi abilităţile moştenite în timpul secolelor. O strategie viabilă pe termen lung, identifică atuurile şi slăbiciunile sectorului, a domeniului sau a ramurei studiate (îndreptând activitatea spre exploatarea punctelor forte şi eliminând pe cât posibil slăbiciunile). În acelaşi timp strategia trebuie să aibă în vedere modificările med iului, folosindu-se de oportunităţi şi ferindu-se de ameninţări care apar în urma unor tendiţe sau evoluţii nefavorabile.

În acelaşi timp nu trebuie să uităm numeroasele funcţii pe care la îndeplinesc pădurile: - funcţii socio – economice: funcţionarea industriei de prelucrare a lemnului,

prin furnizarea materiilor prime, asigurarea obiectului muncii şi a locurilor de muncă, implicit a veniturilor. Ele furnizează materii prime pentru multe alte industrii cum ar fi: construcţiile sau producţia hârtiei şi a cartoanelor.

- funcţii sociale: protejează infrastructurile, localităţile şi aşezările umane, furnizează aer proaspăt zonelor urbane sau rurale.

- funcţii de mediu: reprezintă „plămânii” Pământului, reglează condiţiile climatice locale sau regionale, absorb dioxidul de carbon, protejează solul, reglează fluxul apelor din precipitaţii sau a apelor curgătoare, asigură biodiversitatea.

Tindem să credem că viitorul sectorului forestier este determinat de diferite evoluţii nefavorabile atât la nivel socio-economic cât şi la nivelul intregului sistem biologic pe Glob.

Însă înainte de a trage anumite concluzii greşite trebuie realizată o analiză sumară în ceea ce priveşte fondul forestier existent pe Glob, şi activitatea economică a industriei de prelucrare a lemnului.

Pentru a realiza această analiză sumară s-a avut în vedere un studiu realizat în 2009 de FAO – „State of World’s Forests 2009”. Astfel în cele ce urmează vor fi prezentate date referitoare la fondul forestier din lume având în vedere şi continentele.

Tabelul.1.1 FAO 2009

Regiune Suprafata (1000 ha) Modificare anuala (1000 ha) Rata modificarii (%)

1990 2000 2005 1990 - 2000 2000 - 2005 1990 - 2000 2000 - 2005

Africa 699,361 655,613 635,412 -4,375 -4,040 -0.64 -0.62

Asia si Pacific 743,825 731,077 734,243 -1,275 633 -0.17 0.09

Europa 989,320 998,091 1,001,394 877 661 0.09 0.07

America Centrala si de

Sud 923,807 882,091 859,925 -4,147 -4,483 -0.46 -0.51

America de Nord 677,801 677,971 677,464 17 -101 0.00 -0.01

Asia Centrala si de Vest 43,176 43,519 43,588 34 14 0.08 0.03

Global 4,077,291 3,988,610 3,952,025 -8,868 -7,317 -0.22 -0.18



Asia Centrala

si de Vest

1%Africa

17%

Europa

24%

Asia si Pacific

18%America

Centrala si de

Sud

23%

America de

Nord

17%

Lemn rotund

industrial

34%

Panouri pe baza

de lemn

6%Pulpa de lemn

4%

Lemn de foc

39%

Hartie si cartoane

8%

Cherestea

(milioane mc)

9%

Potrivit datelor prezentate în acest studiu, fondul forestier din lume este reprezentat de circa 4 miliarde ha de pădure, care este în scădere. Scăderea este de 7,3 mi lioane ha pe an, ceea ce reprezintă 0,18% (anual) din total. (Tabelul.1.1 şi Figura.1.1)

În Asia şi Europa fondul forestier a început să – şi revină, chiar să crească în urma încercărilor multiple de protejare şi menţinere a pădurilor existente şi de replantare a celor tăiate. Trist este că în Africa şi America de Sud se pierd încă suprafeţe uriaşe de păduri, în urma defrişării pădurilor tropicale.

Figura. 1.1 Împărţirea fondului forestier din lume pe regiuni

Figura. 1.2 Producţia de produse lemnoase pe Glob in 2006 Sursa datelor: Tabelul. 1.2

Tabelul.1.2 Producţia de produse forestiere în 2006 pe Glob

Sursă datelor: State of World’s Forests 2009, FAO,www.fao.org

PRODUSE LEMNOASE GLOBAL

Lemn rotund industrial (milioane mc) 1635

Cherestea (milioane mc) 424 Panouri pe baza de lemn (milioane

mc) 262

Pulpa de lemn (milioane tone) 195

Hartie si cartoane (milioane tone) 364

Lemn de foc (milioane mc) 1871

Anual se produc 3506 mc (1635+1871) de lemn rotund din care 46,6% se folosesc în industria prelucrării lemnului, iar restul de 53,4% se arde. (Tabelul1.2).



1.2. Aspecte generale privind fondul forestier din România Potrivit datelor de la Regia Naţională a Pădurilor din România, suprafaţa totală a

fondului forestier din ţară este de 6,4 milioane ha, din care 65,6% (adică 4,2 milioane ha) reprezintă propritatea publică a statului.

Vegetatie

forestiera pe

terenuri

neforestiere

5%

Terenuri forestiere

proprietate publica

si privata alta

decat statul

31%

Terenuri forestiere

proprietate publica

a statului

64% Figura. 1.3 Distributia suprafetelor forestiere in functie de tipul de proprietate Sursa datelor:

www.appr.org.ro

Suprafaţa ţării este împădurită în proporţie de 26,7%, procent care asigură locul 13 în Europa în ceea ce priveşte suprafeţele împădurite. Pe cap de locuitor ţara are 0,33 hectare de pădure, ceea ce ne asigură numai locul 10 din acest punct de vedere.

S-au identificat aproape 300 de tipuri de păduri, conţinând 150 de tipuri de ecosisteme.

Compoziţia pădurilor (în funcţie de speciile lemnoase) este următoarea: - 29,9% răşinoase - 31,5% fag - 18% stejar - 15,7% alte specii tari - 4,9% specii moi. Repartiţia pădurilor pe zone geografice se realizează astfel: - munte (30% din teritoriul ţării) acoperit în proporţie de 66% cu păduri răşinoase şi

fag - deal (37% din teritoriu) acoperit 24% cu păduri de stejar şi fag - câmpie (33% din teritoriu) acoperită 10% cu păduri de şleauri şi de luncă. - 1.3. Pyrus piraster L.– părul sălbatic. Generalităţi. Arie de răspândire.

Caracteristici. Numele ştiinţific (botanic) este Pyrus piraster, care provine din

cuvintele latine pirus (arbore de păr), piru (fruct) şi aster (stea). Părul are ca ţară de origine Persia şi Armenia, de unde în urma cu 2000 de ani a fost râspăndit de către greci şi romani. Autorul LINNE în lucrarea publicată în 1753 „Species plantarum” nu face diferenţă între părul sălbatic şi părul cultivat, îi descrie sub un nume comun „Pyrus communis”. Figura 1.4. Păr sălbatic înflorit

http://www.appr.org.ro/



Părul sălbatic a fost considerat de el numai ca o variantă a speciei. Abia în 1787 a ridicat Burgsdorf părul sălbatic la rangul de specie distinctă. Specia Pyrus aparţine familiei Rosaceae, unde au fost incluse mai multe specii: măr, păr şi gutui. Însă în momentul de faţă se referă numai la diferitele subspecii ale lemnului de păr.

Aria de răspândire in Europa cuprinde ţările din zonele sub mediterane (Portugalia, puţine zone din vestul Spaniei, Italia, Grecia) şi ajunge prin Vestul-, Centrul-, şi Sud-Estul Europei până la zonele subcontinentale. La Nord este mărginit de Sudul- Angliei, Marea Baltică şi zona Kiev - Voronyezs iar la Est la Caucaz (Figura.1.5).

În general este o specie a regimurilor joase, dar în Europa de sud s-a răspândit şi la atitudini mai mari (900 -1000 m). Această răspândire verticală se datorează în cea mai mare parte nevoii sale pentru căldură. În regiunea Carpatică apare aproape oriunde, dar mai ales în regiunile de câmpie şi deal.

Figura. 1.5 Aria de răspândire a părului sălbatic din Europa

Sursa: „Wild apple and pear” B. Richard Stephan1, Iris Wagner2 şi Jochen Kleinschmit Institut für Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung, Grosshansdorf, Germany

Altitudinea maximă la care se mai găseşte părul sălbatic este de 1179 m în Carpaţii Orientali. (Tabelul.1.3)

Tabelul.1.3 Altitudinile maxime de apariţie a părului

Sursă:http://forestpress.hu

Regiune Altitudinea maximă (m)

Carpaţii Occidentali 970

Carpaţii Meridionali 1063

Carpaţii Orientali 1128

Regiunile Nordice ale Carpaţilor Orientali 1179

Se cunosc peste 20 de specii de păr din Europa, Africa, America de Nord şi din unele

zone din Estul şi Sud-Vestul Asiei. Multe dintre aceste specii sunt pomi fructiferi (exp: pyrus nivalis) dar există şi pomi ornamentali (exp: pyrus calleryana).

Arborele de păr sălbatic nu atinge dimensiuni şi vârtse extreme. În general creşte la înălţimi de 10-15 m şi are diametre de 50-70 cm. Înălţimea maximă înregistrată este de peste 20 m cu diametrul de 1m. Trunchiul fără arbore poate atinge 6 – 8 m.



Deoarece necesită un timp îndelungat pentru creştere are o pondere redusă în cantitatea de material disponibil (în România sub 1%).

Domeniile de utilizare a arborelui de păr sunt foarte răspândite: uşi, mobilier, parchet, lambriuri, piese sculptate, elemente de precizie (rigle), piese strunjite, instrumente de muzică.

Materialul lemnos se rupe greu, este tare, elastic şi uşor de îndoit. Prelucrarea lui este uşoară din toate punctele de vedere: sculptură, strunjire rândeluire, frezare, lipire, uscare.

Figura.1.6 Produse din lemnul de păr din industria mobilei

Figura.1.7 Diferite piese sculptate din lemn de păr

Figura. 1.8 Instrumente muzicale din lemnde păr

Caracteristicul principal acestei specii este că nu lucrează în timp. Datorit acestui fapt, a fost folosit pentru o perioadă lungă ca materie primă pentru fabricarea uneltelor de mână (necesare prelucrării lemnului) şi pentru piese de precizie (locul lui a fost preluat treptat de materialele plastice).

Textura sa extrem de fină şi netedă, face ca lemnul de păr să dea o materie primă ideală pentru sculptură, dar datorită înălţimii reduse a arborelui produsele fabricate se

limitează în dimensiuni, realizându-se obiecte ornamentale mici. (Figura. 1.7) Colorat în negru imită abanosul, folosindu-se ca înlocuitor al acestuia în construirea instrumentelor muzicale şcolare (Figura.1.8).



2. STUDIUL DE LABORATOR LA PROPRIETĂŢI FIZICE ŞI MECANICE ALE LEMNULUI DE PĂR

2.1. Proprietăţi fizice:

Proprietăţile fizice şi mecanice ale lemnului determină domeniile de utilizare a diferitelor specii, dar luat invers din domeniile de utilizare a lemnului putem să avem primele indicii asupra proprietăţilor fizico-mecanice ale unei anumite specii.

Lemnul de păr este un lemn foarte durabil, un lemn omogen, greu şi tare. Se usucă încet şi se deformează în acest timp, dar după uscare nu îşi mai modifică dimensiunile (“nu lucrează”), sau într-o mică măsură. Din această cauză lemnul de păr este considerat un lemn stabil. Pe lângă aceste calităţi lemnul de păr se prelucrează uşor şi bine, se îmbibă bine cu ulei, se colorează şi se lustruieşte bine. Are o culoare deschisă, alb – gălbui – roşiatic care colorat în negru imită abanosul.

Pentru determinarea diferitelor propritetăţi fizico – mecanice s-au utilizat epruvete din lemn de păr procurat de la Ocolul Silciv din Baraolt. Înălţimea arborii din care s-au recoltat epruvetele era în jur de 12 m, iar diametrul la bază era de 43 cm.

2.1.1. Determinarea masei volumice a lemnului de păr

Densitatea sau masa volumică a lemnului se calculează pe baza STAS 84-87 şi se calculează pentru următoarele stări:

- masa volumică aparentă a lemnului în stare uscată: ρ0

- masa volumică aparentă a lemnului umed: ρu

- masa volumică aparentă convenţională a lemnului: ρc , care se calculează cu următoarele formule:

u

uu

V

m, [kg/m3];

mu, – masa lemnului la umiditatea U, sub PSF Vu, – volumul lemnului la umiditatea U,

Conform experimentelor epruvetele au avut în medie o umiditate de 9,625 %, ceea ce a condus la ρU = 718,0917 kg/m3.

2.1.2. Determinarea umflării şi contragerii totale Întrucât apa higroscopică din lemn variază cantitativ, în funcţie de starea higrometrică

a atmosferei, contragerea şi umflarea lemnului sunt fenomene permanente. Fenomenele de contragere şi umflare nu pot fi oprite, cel mult atenuate, şi constituie unul din neajunsurile materialului lemnos. (J.Filipovici, 1965) Variaţia dimensiunilor în funcţie de umiditate este denumită şi “jocul lemnului”.

Cunoaşterea fenomenelor de umflare şi contragere este utilă din mai multe motive: cunoaşterea şi prevenirea schimbărilor dimensionale, explicarea şi prevenirea deformaţiilor sau a altor fenomene legate de variaţia dimensională.

Determinarea acestor proprietăţi fizice ale lemnului de păr s-a realizat în Laboratorul de Încercări Fizico-mecanice din cadrul Facultăţii de Industria Lemnul, Universitatea Transilvania Braşov. Pentru determinarea umflării şi contragerii totale s-au folosit câte 15 epruvete de dimensiuni: 100 x 20 x 20 mm (Figura 2.1) iar modul de lucru s-a realizat conform STAS 85/ 1 – 91 şi STAS 85/ 2 – 91 aprobate de Standardele Europene. Dimensiunile epruvetelor s-au măsurat cu şublerul, cu o precizie de 0,01 mm.



Figura 2.1. Epruvetă pentru determinarea umflării şi contragerii.

Tabelul 2.1. prezintă valorile coeficienţilor de umflare şi contragere totală liniară şi

volumică şi a coeficienţilor de umflare şi contragere Kα şi Kβ pentru 1 % umiditate obţinute din

datele experimentale. Tabelul 2.1.

Coeficienţi de umflare şi contragere

Coeficientii totali de umflare şi contragere

α r.max α t.max. α v.max.

5.715996 12.0181 18.96256

β l.max β r.max β t.max. β v.max.

0.492705 4.859172 7.895967 12.80088

Coeficientii de umflare şi contragere la variatia cu 1% a umidităţii din membrana celulară

Kαr Kαt KαV

0.190533 0.400603 0.632085

Kβl Kβr Kβt KβV

0.016423 0.161972 0.263199 0.426696

2.1.3. Determinarea umidităţii de saturaţie a fibrei Pentru determinarea umidităţii de saturaţie a fibrei s-au utilizat valorile obţinute pentru

ρ0 şi ρc determinate pe un număr de 10 epruvete având dimensiuni de 20 x 20 x 20 mm, în stare anhidră (absolut uscată) şi în stare cu umiditate maximă. Valoarea umidităţii de saturaţie a fibrei astfel calculată este de 30,786 %.

Conform datelor din literatură sfU pentru păr ca specie cu pori uniform împrăştiaţi se

încadrează în intervalul 32 – 36 % (Cismaru 2003). Diferenţa poate fi pusă pe baza metodei utilizate.

2.2. Proprietăţile mecanice ale lemnului de păr 2.2.1. Determinarea modului de elasticitate şi a rezistenţei la încovoiere statică

Modulul de elasticitate şi rezistenţa la încovoiere statică s-au determinat pe baza STAS 337_1 ; ISO 3133, pe 20 de epruvete de formă prismatică, având lungimea de 300±1 mm, iar baza pătrată cu latura de 20±0,5 mm (Figura 2.2.)

Figura 2.2. Epruvetă folosită pentru determinarea modulului de elasticitate şi a

rezitenţa la încovoiere statică



Experimentele au fost efectuate la maşina universală pentru testarea materialelor pe bază de lemn cu două coloane, model BT1-FB050TN.D30 ZWICK/ROEL GERMANIA. Epruvetele s-au sprijinit cu faţa radială pe două reazeme mobile rotunjite (r = 15mm) distanţa între ele fiind de 240 mm, direcţia forţei fiind tangenţială.

Deformarea s-a efectuat prin acţionarea într-un singur punct, iar săgeata s-a măsurat cu un comparator fixat sub epruvetă (Figura 2.3.), dispozitivul de aplicare a forţei având aceleaşi caracteristici ca şi cele din punctele de sprijin.

Înregistrarea săgeţii maxime a fost urmată de creşterea în continuare a forţei aplicate până la ruperea materialului (Figura 2.3.). Datele obţinute au fost prelucrate conform STAS 337_1; ISO 3133.

Figura 2.3. Determinarea modulului de elasticitate şi a rezistenţei la încovoiere statică

– apartul utilizat, epruvetă şi comparator

În tabelul 2.2.1 sunt prezentate valorile experimentale medii pentru modulul de elasticitate şi rezistenţa la încovoiere statică a lemnului de păr.

Tabelul 2.2.1 Modulul de elasticitate şi rezitenţa la încovoiere statică

Număr

de epruvete

U

(%)

b

(mm)

h

(mm)

l

(mm)

Fmax

(daN)

σiu

(N/mm2)

σi12

(N/mm2)

E

(N/mm2)

E12

(N/mm2)

20 9,99 19.98 19.98 240 2100 95 87 8380 8051,88

2.2.2 Determinarea rezistenţei la încovoiere dinamică (şoc)

Încercarea lemnului de păr la încovoiere prin şoc are la bază SR ISO 3351:2008 şi s-a realizat cu ciocanul – pendul tip Charpy, rezistenţa la solicitare dinamică exprimându-se prin indicele de rezilienţă (K),

Epruvetele au avut dimensiuni similare cu cele folosite pentru încercări la încovoiere statică (20x20x300 mm). În Tabelul 2.2.2. au fost trecute valorile medii obţinute în urma încercării la încovoiere dinamică.

Tabelul 2.2.2 Rezitenţa la încovoiere dinamică (şoc)

Număr epruvete

U (%)

A (mm2)

Unghiul α

(grade)

L (J)

KU (J/mm

2)

K12 (J/mm

2)

20 9.625 400 111.8 29.45 0.073625 0.0701278

2.2.3 Determinarea rezistenţei la compresiune a lemnului de păr 2.2.3.1 Determinarea compresiunii paralele cu fibre

Încercarea s-a realizat pe baza STAS 86-51 şi a constat în măsurarea forţei maxime P, care produce strivirea epruvetelor de lemn cu secţiunea transversală 20x20 mm (±1 mm) şi lungimea de 60 ± 1 mm conform Figurii 2.4.



Figura 2.4. Epruvetă pentru măsurarea rezistenţei la compresiune

Încercarea s-a făcut cu o creştere a sarcinii, lent şi uniform, de 16000 N/min, astfel încât până la rupere încercarea a durat în medie 74,82 secunde.

Încercările s-au făcut pe 15 epruvete iar rezultatele rezistenţelor medii la compresiune sunt prezentate în tabelul 2.3.

Tabelul 2.3. Rezitenţa la compresiune paralelă cu fibrele

Număr de epruvete

U (%)

b (mm)

h (mm)

A (mm)

Fmax (N)

σcllu (N/mm2)

σcll12 (N/mm2)

tmax

(s)

15 9,867 19.99 19.94 398,64 18965 47,57 43,51 74,82

2.2.3.2 Determinarea compresiunii perpendicular pe fibre

Rezistenţa la compresiune perpendiculară pe fibre este mai complicată decât pentru compresiune paralelă cu fibrele. În acest caz se petrec deformaţii plastice şi numai ulterior se poate vorbi despre turtire totală sau parţială a celulelor, moment în care se petrece ruperea la pereţii membranelor. Şi în acest caz au fost supuse câte 15 epruvete la încercările de compresiune perpendiculară pe fibre, în direcţie tangenţială şi radială.

Încercarea la compresiune perpendiculară pe fibre are la bază SR ISO 3132:2008 şi s-a realizat cu intervale de creştere a sarcinii de 40 daN. Epruvetele au aceleaşi dimensiuni ca în cazul compresiunii paralele cu fibre, dar sarcina de compresiune se aplică cu ajutorul unei piese de oţel cu secţiunea transversală de 20x20 mm. Rezultatele rezistenţelor la compresiune perpendiculară pe fibre în direcţie tangenţială şi radială sunt prezentate în tabelul 2.4.

Tabelul 2.4. Rezitenţa la compresiune perpendiculară pe fibre

TANGENŢIAL

Număr epruvete Pp (N) Deformaţia corespunzătoare (mm)

][MPapc

15 13640 79,2 34,1

RADIAL

Număr epruvete Pp (N) Deformaţia corespunzătoare (mm)

][MPapc

15 22350 72,4 55,876

2.2.4 Determinarea modulului de elasticitate şi a rezistenţei la tracţiune paralelă

cu fibre. Încercările experimentale realizate în scopul determinării modului de elasticitate şi rezistenţă la tracţiune paralelă cu fibre s-au făcut pe baza STAS 336/2 – 88 respectiv SR ISO 3345:2008.

Epruvetele folosite (câte 15) pentru determinarea modulului de elasticitate şi a rezistenţei la tracţiune paralelă cu fibre au secţiune dreptunghiulară la mijloc şi pătrată la capete, având lungimea de 400 mm (pentru modul de elasticitate) şi 350 mm (pentru rezistenţă). (Figura 2.5. şi Figura 2.6.)



Figura 2.5. Epruvetă utilizată pentru determinarea modulului de elasticitate la tracţiune

paralelă cu fibre

Figura 2.6. Epruvetă utilizată pentru determinarea rezistenţei la tracţiune paralelă cu

fibre Valorile medii obţinute pentru modulul de elasaticitate la tracţiune paralelă cu fibre

sunt prezentate în Tabelul 2.5. Tabelul 2.5.

Modulul de elasticitate la tracţiune paralelă cu fibrele Număr de epruvete

U (%)

b (mm)

h (mm)

A (mm2)

Δlm (mm)

EtrII (N/mm2)

EtrII12 (N/mm2)

15 9,315 19,93 3,958 78,86 0,38 127093,31 127093,31

Valorile rezistenţei de rupere la tracţiune paralelă cu fibre sunt prezentate în tabelul 2.6. Tabelul 2.6.

Rezistenţa la rupere la tracţiune paralelă cu fibrele Număr de epruvete

U (%)

b (mm)

h (mm)

A (mm2)

Fmax (N)

σtrII (N/mm2)

15 9,793 19,9 4,201 83,01 8330 101,41

2.2.5 Determinarea rezistenţei la tracţiune perpendiculară pe fibre Încercările s-au efectuat pe câte 15 epruvete pentru tracţiune perpendiculară pe fibre

în direcţie tangenţială şi radială, iar la baza lor a stat SR ISO 3346:2008. Epruvetele au avut forma şi dimensiunile din Figura 2.7.

Figura 2.7. Epruvete supuse tracţiunii perpendiculare pe fibre în

Direcţie tangenţială şi radială



În urma înregistrării forţelor maxime, care au condus la ruperea epruvetelor s-au calculat rezistenţele la tracţiune perpendiculară pe fibre, iar media valorilor rezultate s-a trecut în tabelul 2.7.

Tabelul 2.7. Rezistenţa de rupere la tracţiune perpendiculară pe fibre

Număr epruvete

DIRECŢIE TANGENŢIALĂ

U (%)

l (mm)

b (mm)

A (mm

2)

Pmax (N)

σtr┴tg

(N/mm2)

15 9.673 20.261 19.892 403.068 1337.33 3.3178

Număr epruvete

DIRECŢIE RADIALĂ

U (%)

l (mm)

b (mm)

A (mm

2)

Pmax (N)

σtr┴r

(N/mm2)

15 9.82 20.337 19.891 404.523 1430 3.5350

2.2.6 Determinarea rezistenţei lemnului de păr la forfecare longitudinală paralelă

şi perpendiculară În unele domenii de utilizare a lemnului, mai ales în construcţii (în cazul anumitor

îmbinări) lemnul este solicitat la forfecare în unul sau mai multe planuri. Încercările se fac pe baza SR ISO 3347:2008 iar în secţiunile de forfecare iau naştere tensiuni tangenţiale de forfecare.

2.2.6.1 Determinarea rezistenţei la forfecare longitudinală paralelă

În cazul forfecării longitudinale paralele, planul de forfecare şi direcţia de exercitare a sarcinii, sunt paralele cu fibrele lemnului, planul de forfecare putând fi tangenţial sau radial faţă de inelel anuale. Pentru încercare la forfecare longitudinală paralelă s-au utilizat 15 epruvete de forma şi dimensiunile prezentate în Figura 2.8.

Figura 2.8. Epruvete supuse la forfecare longitudinală paralelă

radial şi tangenţial

În vederea ruperii epruvetei s-a aplicat sarcina în continuu şi lent, cu o creştere de 4000 N/min.



Tabelul 2.8. Rezistenţa la forfecare longitudinală paralelă

Număr epruvete


U (%)

l (mm)

b (mm)

A (mm

2)

Fmax (N)

(N/mm2)

12

(N/mm2)

15 9.763 19.93 30.17 601.5 11000 18.2 16.98

Număr epruvete

DIRECŢIE RADIALĂ

U (%)

l (mm)

b (mm)

A (mm

2)

Fmax (N)

(N/mm2)

12

(N/mm2)

15 10.16 20.05 30.22 605.9 8330 13.8 13.00

2.2.6.2 Determinarea rezistenţei la forfecare longitudinală perpendiculară În cazul forfecării longitudinale perpendiculare planul de forfecare este paralel cu

fibrele, iar direcţia de exercitare a sarcinii este perpendiculară pe direcţia acestora, planul de forfecare şi direcţia forţei putând fi orientate în sens tangenţial sau radial conform Figurii 2.9. (Pescăruş P, Cismaru M., 1979)

Figura 2.9. Dimensiunile şi forma epruvetelor supuse la forfecare longitudinală

perpendiculară Încercările s-au făcut similar cazului anterior iar valorile rezultate în urma

experimentelor s-au trecut în Tabelul 2.9. Tabelul 2.9.

Rezistenţa la forfecare longitudinală perpendiculară

Număr epruvete


U (%)

b (mm)

h (mm)

A (mm

2)

Fmax (N)

(N/mm2)

12

(N/mm2)

15 10.03 25.11 8.147 204.6 2400 11.9 11.24

Tabelul 2.9. continuare

Număr epruvete

DIRECŢIE RADIALĂ

U (%)

b (mm)

h (mm)

A (mm

2)

Fmax (N)

(N/mm2)

12

(N/mm2)

15 10.08 25.01 8.539 192,0 2240 17.6 16.61



2.2.7 Determinarea rezistenţei lemnului de păr la despicare Încercările privind despicarea lemnului de păr au avut la bază STAS 1038-68, şi s-au efectuat cu câte 15 epruvete în direcţie radială şi tangenţială prezentate în Figura 2.10.

Figura 2.10. Forma şi dimensiunile epruvetelor utilizate la

încercări de despicare Tabelul 2.10.

Rezistenţa la despicare a lemnului de păr

Număr epruvete


U (%)

l (mm)

b (mm)

A (mm

2)

Fmax (N)

σd (N/mm

2)

15 9.913333 22.65667 19.89933 450.8386 375 0.8317832

DIRECŢIE RADIALĂ

Număr epruvete

RADIALA U

(%) l

(mm) b

(mm) A

(mm2)

Fmax (N)

σd (N/mm

2)

15 10.15333 23.10067 19.836 458.2296 543 1.184995

2.2.8 Determinarea durităţii Janka a lemnului de păr Metoda folosită pentru determinarea durităţii Janka este standardizată de STAS 2417

– 68 şi de ISO 3350, şi constă în măsurarea sarcinii care produce pătrunderea în lemn a unui poanson semisferic (D = 11,284 mm), suprafaţa imprimată fiind de 1cm2. Valoarea saricinii măsurate reprezintă direct valoarea durităţii în Mpa (N/mm2). Pentru determinarea durităţii (H) s-au folosit 20 epruvete (radial, tangenţial şi transversal),

Figura 2.11. Forma şi dimensiunile epruvetelor folosite pentru

determinarea durităţii Janka

În Tabelul 2.11 sunt prezentate valorile medii înregistrate în urma încercărilor la duritate Janka în direcţie tangenţială, radială şi transversală.



Tabelul 2.11. Duritatea Janka a lemnului de păr

RADIALĂ

Număr epruvete H

(N/mm2)

H12 (N/mm

2)

20

61.17 55.94

TANGENŢIALĂ

H (N/mm

2)

H12 (N/mm

2)

68.22 62.43

TRANSVERSALĂ

H (N/mm

2)

H12 (N/mm

2)

82.02 75.03

În cele ce urmează sunt prezentate tabelar valori detereminate ale proprietăţilor fizico-

mecanice în comparaţie cu alţi autori (Tabelul 2.12), şi cu alte specii (Tabelul 2.13.). Tabelul 2.12.

PROPRITATEA FIZICO – MECANICĂ FILIPOVICI PASZTI MARTHY

Densitate (ρ în kg/m3 ) 650 - 800 650 – 800 718,09

Umflare volumică totală (αv în %) 10 – 12,5 – 14,7 18,96

Contragere volumică totală (βv în %) - 14,1 12,8

Rezistenţa la încovoiere statică(σi în N/mm

2)

55,8 – 88,4 – 93,5 77 – 98 – 112 87

Modul de elasticitate la încovoiere statică (E în N/mm

2)

- 6000 – 8000 -

10000 8380

Rezistenţa la încovoiere dinamică (k în J/mm

2)

0,06 – 0,09 0,018 - 0,031 –

0,043 0,07012

Rezistenţa la compresiune paralelă cu fibre (σcII în N/mm

2)

60 – 80 41 – 54 – 60 43,51

Rezistenţa la tracţiune paralel cu fibre (σtrII în N/mm

2)

90 - 125 - 101,41

Duritatea Janka, transversal (Htv în N/mm2) 65 – 100 - 75,03

Tabelul 2.13. PROPRITATEA FIZICO –

MECANICĂ MOLID FAG MESTEACĂN TEI PĂR

Densitate (ρ în kg/m3 ) 410 700 680 540 718,09

Umflare volumică totală (αv în %)

10 – 12,5 15,5 – 18 - 12,5 – 15,5 18,96

Contragere volumică totală (βv

în %) 11,5 14,3 14,2 18 12,8

Rezistenţa la încovoiere

statică(σi în N/mm2)

65 – 85 110 – 140 140 85 – 110 87

Rezistenţa la încovoiere dinamică (k în J/mm

2)

0,045 – 0,06 >0,09 0,06 – 0,09 0,045 – 0,06 0,07012

Rezistenţa la compresiune paralelă cu fibre (σcII în N/mm

2)

45 – 60 60 – 80 45-60 45 – 60 43,51

Rezistenţa la tracţiune paralel cu fibre (σtrII în N/mm

2)

90 – 125 125 – 150 125 – 150 75 – 90 101,41

Rezistenţa la forfecare

longitudinală paralelă, tangential

( 12IITG în N/mm2)

6,5 – 9,0 6,5 – 9,0 11 – 14 <6,5 16,98

Duritatea Janka, transversal (Htv în N/mm

2)

<35 65 - 100 49 <35 75,03



3. STUDIUL ANATOMIC AL LEMNULUI DE PĂR, MACROSCOPIE ŞI MICROSCOPIE

Cunoaşterea structurii lemnului de păr este importantă atât pentru înţelegerea proprietăţilor fizice, mecanice, termice, electrice şi tehnologice cât şi pentru stabilirea diferitelor tehnologii de prelucrare a lemnului.

Studiul anatomic al lemnului de păr s-a realizat în laboratorul de microscopie din Facultatea de Industria Lemnului, cu ajutorul microscop optic prin reflexie şi transmisie Tip B5HPT dotat cu cameră video, iar epruvetele folosite au avut forma şi dimensiunile din Figura 3.1.

Figura 3.1. Epruvete folosite pentru studiul anatomic

la lemnului de păr Studiului microscopic a condus la următoarele observaţii:

- Vasele au deschideri aproximativ egale pe lăţimea inelului anual, aşezate uniform

împrăştiat, cu diametre cuprinse între 25-40-50 m (rar 80 m) , pe secţiunea transversală în număr de 115-130-155/mm2; în proporţie de cca.27 %. Sunt unitare, rar în grupe de câte două, cu sau fără îngroşări spiralate.

- Fibrele (celule libriforme), sunt element anatomic specific lemnului de foioase având funcţia de rezistenţă. Din punct de vedere morfologic sunt celule alungită, ascuţite la

extremităţi, cu membrană groasă şi lumeni îngust (4,5-9-13 m), cu lungimi de 800-

1000-1400 m, prevăzută cu punctuaţii simle, de formă rotundă, ovală. În secţiune transversală conturul fibrelor este poligonal iar lumenul este circular. Alături de vase şi fibre, ca element anatomic de bază în structura lemnului de păr se găsesc ăn proporţie foarte mică fibro traheide, traheide vasculare şi traheide circumvasculare.

-

Figura 3.2. Imaginea microscopică a lemnului de păr



- Razele medulare sunt uniseriate şi pluriseriate; au înălţimea de 40-200-600 m (3-

15-30 celule), lăţimea de 10-30-50 m (1-2-3 celule), număr de raze: 11-14-20/mm, în proporţie: 16-26%

- Prezintă parenchim lemnos apotraheal difuz sau metatraheal abundent, în proporţie de 8%, cu depuneri închise la culoare

În urma analizei structurii macroscopice ale lemnului de păr s-au tras următoarele

concluzii:

- Lemn de foioase cu pori aşezaţi uniform împrăştiaţi, nevizibili cu ochiul liber, vizibili cu lupa

- Are o structură complexă, omogenă - Prezintă inele anuale distincte, cu contur regulat - Porii sunt uniform împrăştiaţi, numeroşi, mici, nevizibili cu ochiul liber, vizibili cu lupa,

cu deschiderea în general mai mică sau cel mult egală cu lăţimea razelor, fără tile. - Are raze medulare fine, înguste, numeroase, slab distincte sau nedistincte cu ochiul

liber, vizibile cu lupa, dese, numeroase. Pe secţiunea radială formează “oglinzi” numeroase şi joase.

- Parenchim lemnos în proporţie de cca. 8%, apotraheal difuz, nevizibil cu lupa. Unele celule de parenchim lemnos, precum şi unele vase conţin depuneri de substanţe brune.

- Prezintă pete medulare, brun-roşcate, rare. -

Figura 3.3. Secţiunile: radială, transversală şi tangenţială ale lemnului de păr



4. STUDIUL PROCESULUI DE FREZARE ŞI ŞLEFUIRE DIN PUNCT DE VEDERE AL PARAMETRILOR ŞI FACTORILOR DE INFLUENŢĂ REFERITOR LA CALITATEA SUPRAFEŢELOR ŞI CONSUMURILOR ENERGETICE

4.1 CERCETĂRI TEORETICE CU PRIVIRE LA FREZAREA LEMNULUI DE PĂR Frezarea lemnului reprezintă operaţiunea de prelucrare a lemnului prin care se dă

pieselor de lemn dimensiunile şi formele necesare. După această metodă de tăiere lucrează maşinile de îndreptare, de rindeluire, de tăiat cepuri, maşinile de frezare verticale, (MNF) de sus, de copiere (FAS), etc.

Frezarea este un proces care se regăseşte în orice tehnologie de prelucrare a lemnului.

Pentru a obţine suprafeţe cu un grad scăzut de rugozitate, deci cu un grad ridicat din punct de vedere calitativ şi în acelaşi timp pentru a genera un consum cât se poate de scăzut, toţi factorii care determină regimul de lucru trebuiesc corelaţi adecvat.

Factorii care determină regimul de lucru în cazul frezării sunt următoarele: - maşina de frezare cu parametrii ei dinamici şi cinematici: precizia de

prelucrare, viteza de aşchiere, viteza de avans, implicit productivitatea de aşchiere.

- freza folosită prin parametrii ei constructivi, material, grad de uzură etc. - materialul lemnos supus operaţiei de frezare: specia lemnoasă, direcţia de

prelucrare, adâncimea de aşchiere şi alte caracteristici cum ar fi: umiditatea.

4.2. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND RUGOZITATEA SUPRAFEŢELOR PRELUCRATE PRIN FREZAREA LEMNULUI DE PĂR

Lemnul de păr utilizat pentru experimente, provenit de la Ocolul Silvic Baraolt (Fig.4.2.1) sub formă de buşteni (cu diametrul de 430 mm, înălţimea arborii 12 m), a fost debitat în piese de cherestea şi ulterior supus la procesul de uscare. După care a fost supus operaţiilor de prelucrare primară: retezare, tivire, spintecare şi rindeluire la grosimile cerute în experiment.

Figura.4.2.1.Buştenii de păr,debitare în piese de cherestea

S-au debitat epruvete din cherestea de păr cu lungimea de 700 mm pentru prelucrare longitudinală la frezare şi cu următoarele grosimi nete: 20, 25, 30, 35 şi 40 mm. S-au realizat panouri pentru prelucrare transversală prin înnădire în lăţime, obţinând lăţimea necesară pentru frezare de 700 mm, cu lungimea între 40-110mm pentru aceeaşi gamă de grosime. Epruvetele au fost prelucrate prin frezare longitudinală şi transversală. Frezarea s-a făcut cu frezele: D60, D80, D100, D120 şi D140 – pentru frezare profilată ( Tabelul.4.2.1).

Maşina utilizată pentru frezare a fost: o maşină normală de frezat MNF 10 conform Fig 4.2.3 a, cu un sistem mecanic de avans ataşabil (Figura.4.2.3 b).



a. b.

Figura. 4.2.3. Maşina normală de frezat MNF 10 (a), Sistemul mecanic de avans.

Tabelul 4.2.1 Caracteristici freze

FOTO freză Nr. crt.

Tipul frezei

D = diametrul exterior al frezei, mm

Lăţimea maximă de tăiere a frezei,

mm

Diametrul interior,

mm

1 2 3

Freza pentru cant cu plăcuţe brazate CMS, Z=4

63

80

100

50

50

50

25

30

30

4.

Freza pentru cant cu plăcuţe amovibile , Z=4

80

50 30

5. Freza pentru cant

cu plăcuţe amovibile , Z=4

120 50 30

6 Freza pentru cant

cu plăcuţe brazate înclinate

100 50 30

7.

Freza profilată cu plăcuţe brazate cu profil concav şi convex

140

60 (50)

30



Principalele caracterisitici tehnice ale acestei maşini sunt înscrise în Tabelul 4.2.2. Tabelul 4.2.2

Caracteristica U/M Valoarea

Dimensiunile mesei principale mm 1100 X 960

Deplasarea mesei perpendicular pe direcţia avansului

mm 160

Dimensiunile mesei mobile mm 1100 X 350

Deplasarea maximă a mesei mobile mm 900

Deplasarea pe verticală a arborelui de lucru mm 160

Înclinarea arborelui de lucru Grd. 0...45

Turaţia arborelui de lucru rpm 3000/4500/6000/9000

Turaţia motorului electric rpm 1500/3000

Puterea motorului electric kW 2,2/2,8

Dimensiunile de gabarit mm 1530/2125/1340

Masa Kg 1300

La motorul maşinii de frezat MNF 10 s-a montat un montaj electronic utilizat pentru

înregistrarea puterii consumate la frezarea lemnului de păr. (Figura.4.2.4)

Figura. 4.2.4 Montajul electronic ataşat maşinii de frezat MNF 10

În urma cercetărilor preliminare s-au stabilit factorii variabili care vor interveni în experimente în intervalul lor de variaţie:

- lăţimea de aşchiere: b (mm) - viteza de avans: u (m/min) - adâncimea de aşchiere: h (mm) , în funcţie de direcţia de prelucrare, conform

tabelului 4.2.3. Tabelul 4.2.3.

Parametrii variabili ai experimentelor

Tipul frezării Direcţia de prelucrare

Turaţia Lăţimea de

aşchiere Viteza de avans Adâncimea de

aşchiere

(rot/min) (mm) m/min (mm)

Dreaptă Longitudinală N1 = 6624 20; 25; 30; 35;

40

4; 5; 9; 13,5; 1; 2; 3; 4; 5

Transversală N2 = 9720 18; 22,5

Profilată Longitudinală N1 = 6624

30 4; 5; 9; 13,5;

1; 1,5; 2; 2,5; 3 Transversală N2 = 9720 18; 22,5

În scopul alegerii corecte a intervalelor de variaţie a factorilor şi implicit a nivelului zero a experimentului s-a utilizat un model matematic.

Conform Laurenzi (2000) coeficientul α poate fi modificat, astfel încât să se obţină

valori ale parametrilor care pot fi reglaţi în timpul experimentelor. Din această cauză s-a ales valoarea de 2 pentru coeficientul α.



Pentru frezarea dreaptă (pe două direcţii de prelucrare: transversal şi longitudinal şi pentru 2 turaţii: n1 = 6624 rot/min şi n2 = 9720 rot/min) s-a utilizat experimentul factorial (Laurenzi, 2000) cu trei factori (viteza de avans, adâncimea de aşchiere şi lăţimea de aşchiere) folosind 20 de epruvete conform calculelor teoretice Repartiţia factorilor variabili pe epruvete se prezintă în Tabelul. 4.2.4.

Baza de date s-a realizat cu ajutorul ecuaţiilor de gradul 2 pentru 2 respectiv 3 variabile. Aceste ecuaţii se prezintă în felul următor

2

2

2

12121 xfxexxdxcxbaY2

3

2

2

2

1323121321 xjxixhxxgxxfxxexdxcxbaY

Tabelul 4.2.4 Planificarea experimentelor în funcţie de trei variabile F=f(u,h,b) pentru frezare dreaptă

Poziţia experimentului

Numărul experimentului

Codificare Valori

u h b u

(m/min)

h b P

(mm) (mm) (kW)

X1 X2 X3 X1 X2 X3 Y

Centru

1 0 0 0 13,5 3 30

2 0 0 0 13,5 3 30

3 0 0 0 13,5 3 30

4 0 0 0 13,5 3 30

5 0 0 0 13,5 3 30

6 0 0 0 13,5 3 30

Median

7 -1 -1 -1 9,0 2 25

8 1 -1 -1 18,0 2 25

9 -1 1 -1 9,0 4 25

10 1 1 -1 18,0 4 25

11 -1 -1 1 9 2 30

12 1 -1 1 18,0 2 30

13 -1 1 1 9 4 30

14 1 1 1 18,0 4 30

Extreme

15 -2 0 0 4,5 3 30

16 0 -2 0 13,5 1 30

17 0 0 -2 13,5 3 20

18 2 0 0 22,5 3 30

19 0 2 0 13,5 5 30

20 0 0 2 13,5 3 40

În cazul frezării profilate s-a utilizat experimentul factorial (Laurenzi, 2000) cu două variabile: viteza de avans şi adâncimea de aşchiere, caz în care teoteric s-au calculat 13 epruvete necesare ( Tabelul 4.2.4 şi Tabelul 4.2.6). Practic s-au folosit 15 epruvete pentru eliminarea eventualelor greşeli şi pentru asigurarea unor concluzii cât mai concrete în urma experimentelor efectuate.

Ar fi fost necesar un număr foarte mare de piese (15.500 buc) dar acest experiment teoretic conform Laurenzi (2000) a permis utilizarea unui număr mult mai restrâns de epruvete, respectiv 480 buc. pentru frezare dreaptă şi 60 buc. pentru frezare profilată.

Părţile prelucrate ale epruvetelor, după fiecare proces de frezare au fost spintecate în lamele longitudinale şi transversale, după care au fost semnate (codificate), etichetate, ambalate şi separate pentru măsurarea ulterioară a parametrilor de rugozitate pe suprafeţele prelucrate (Figura 4.2.11 şi Figura4.2.12).



Tabelul 4.2.6 Planificarea teoretică a experimentelor pentru frezare profilată în funcţie de cele două variabile: viteza de avans şi adâncimea

de aşchiere; F = f (u,h)

Poziţia experimentului

Numărul experimentului

Codificare Valori

u h u h P

(m/min) (mm) (kW)

X1 X2 X1 X2 Y

Centru

1 0 0 13,5 2

2 0 0 13,5 2

3 0 0 13,5 2

4 0 0 13,5 2

5 0 0 13,5 2

Median

6 1 1 18 2,5

7 1 -1 18 1,5

8 -1 1 9 2,5

9 -1 -1 9 1,5

Extreme

10 -2 0 4,5 2

11 0 -2 13,5 1

12 2 0 22,5 2

13 0 2 13,5 3

Figura 4.2.11 Epruvetele în lucru şi frezarea lor

Figura 4.2.12 Sortarea, etichetarea şi ambalarea lamelelor frezate,în

vederea păstrării lor pentru măsurarea ulterioară a rugozităţii Pentru măsurarea rugozităţii s-au utilizat lamele debitate în număr de 480 buc. din

epruvetele prelucrate prin frezare longitudinală şi transversală dreaptă cu următoarele freze:



- freze cu plăcuţe brazate drepte cu diametre de 63, 80 şi 100 mm - freze cu plăcuţe amovibile cu diametre de 80 şi 100 mm - freze cu plăcuţe brazate înclinate de 100 mm Parametrii variabili ai regimului de prelucrare pentru frezarea dreaptă sunt prezentaţi în Tabelul 4.2.8

Tabelul 4.2.8 Parametrii regimurilor de prelucrare la frazare Parametrul U/M Valori

Turatia modificată rpm 6624 şi 9720

Viteza de avans m/min 4,5;9;13.5;18;22,5;

Adâncime de aşchiere mm 1;2;3;4;5;

Lăţime de aşchiere mm 20;25;30;35;40

Pentru măsurarea rugozităţii, s-a utilizat aparatul MicroProf FRT, care se află în dotarea Laboratorului de Testare a Preciziei de Fabricaţie în Industria Lemnului – LTPFIL, din cadrul Facultăţii de Industria Lemnului Braşov, Laborator acreditat de câtre RENAR număr de marcă LI 665/2008, aparat unic din ţară achiziţionat în decembrie 2007, în cadrul proiectului CEEX numărul 168/10.08.2006. Suprafeţele frezate au fost masurate paralel cu direcţia de prelucrare , epruvetele fiind aşezate într-un dispozitiv (şablon) pentru a păstra aceeaşi poziţie de măsurare.

Acest aparat (Figura 4.2.13) este un instrument de măsurare standard pentru evaluarea optică a rugozităţii suprafeţelor.

Figura 4.2.14. Măsurarea rugozităţii în laboratorul facultăţii

Aparatul este dotat atât pentru măsurarea rugozităţii în modul 2D cât şi modul 3D, dar în cazul de faţă s-a folosit modul 2D care se realizează pe o singură linie, deoarece modul 3D nu este încă standardizat şi necesită un timp foarte mare pentru efectuarea măsurătorilor. Parametrii de scanare a aparatului MicroProf FRT pentru măsurarea de linie 2D şi pentru măsurarea pe suprafaţă 3D au fost prezentaţi în Tabelul 4.2.9.

Tabelul. 4.2.9 Parametrii de scanare ai aparatului MicroProf FRT

Denumirea parametrului Modul 2D Modul 3D

Viteza de scanare 750 μm/s 375 μm/s

Număr puncte scanate pe linie 10.000 puncte 3500 puncte

Numărul liniilor măsurate 1 10 linii

Lungimea de evaluare (x) 50 mm 17,5 mm

Lăţimea de evaluare (Y) 8,75 mm

Lungimea de bază 2,5 mm 2,5 mm

Rezoluţie 5 μm 5 μm

Direcţia de măsurare paralel cu direcţia

de prelucrare paralel cu direcţia de

prelucrare



Se menţionează că valorie pentru lungimea de evaluare, lungimea de bază şi rezoluţia de măsurare au fost alese conform recomandărilor date de Gurău (2004a, 2004b şi 2007).

4.2.2 Prelucrarea datelor înregistrate în urma măsurării rugozităţii suprafeţelor frezate

Prelucrarea datelor obţinute cu ajutorul softului Acquire s-a realizat folosind programul de analize MARK III, care asigură salvarea datelor prelucrate în fişiere de tip log. (Figura 4.2.16).

Profilul rugozităţii s-a obţinut în urma aplicării filtrului Gaussian, asigurat automat de soft la începerea analizei.

Figura 4.2.15 Vizualizarea topografiei suprafeţei studiate şi programun de

analiză MARK III Rugozitatea a fost evaluată cu parametrul de rugozitate Ra din ISO 4287-1998, şi au

fost selecţionaţi pentru analiză parametrii Rk şi Rpk din familia Rk definiţi de ISO 13565-2 1999.

Parametrii de rugozitate Tabelul 4.2.10 Parametr

ul de rugozitate

studiat

Descrierea parametrului studiat

Reprezentarea grafică a parametrului studiat

Ra Ra – media aritmetică a abaterilor neregularităţilor

profilului de la linia mediană

l

a dxxzl

R0

1

Rpk Rk Rvk

Parametrii de apreciere combinaţi: Rpk – înălţimea de vârfuri redusă = media

înălţimilor vârfurilor profilului care ies din nucleul profilului de rugozitate

Rk – adâncimea rugozităţii nucleului = adâncimea nucleului profilului de rugozitate

Rvk – adâncimea rugozităţii redusă = conţinutul de material din profil care a ieşit din nucleu în

adâncime

Calculul paramentrilor de familie Rk (Rk, Rvk şi Rpk) se bazează pe o curbă de frecvenţă a neregularităţilor profilului, numită curba Abbot, care împarte suprafaţa în trei zone distincte, separate cu aporximaţie: zona vârfului profilului Rpk (parametru de apreciere a fibrei ridicate), zona centrală a profului Rk (parametru de apreciere a rugozităţii de



prelucrare), şi respectiv zona văilor Rvk (parametru de apreciere a rugiztăţii anatomice). (Gurău 2004b, Gurău 2007, Sandak 2005). Parametrul Rvk a fost exclus din analiză deoarece nu a fost eliminată rugozitatea anatomică şi astfel prezenţa acestuia nu este edificatoare.

Parametrii de rugozitate studiaţi pe profil sunt prezentaţi în tabelul 4.2.10.

4.2.4Concluzii privind rugozitatea suprafeţelor frezate la frezarea lemnului de păr ·

Freza_6_D100_pl_inclinate_long_9720

b=25mm

02468

10121416

1 2 3 1 2 3 1 2 3

9 13.5 18

Viteza de avans, [m/min]

Ra,R

k,R

pk,

[mic

ron

i]

Ra

Rk

Rpk


b=30mm

02468

101214

1 2 3 1 2 3 1 2 3

9 13.5 18


Ra,R

k,R

pk,

[mic

ron

i]

Ra

Rk

Rpk


b=35mm

02468

10121416

1 2 3 1 2 3 1 2 3

9 13.5 18


Ra,R

k,R

pk,

[mic

ron

i]

Ra

Rk

Rpk

Fig 4.2.31 Frezare dreaptă. Rugozitate Ra , Rk , Rpk cu freza D 100 cu pl. înclinate, pe direcţie longitudinală, cu turaţia de 9720 rot/min, în funcţie de avans (u), după adâncime, cu lăţimea de aşchiere de 25, 30 şi 35 mm



Ra, Rk, Rpk, după frezarea longitudinală cu adâncimea de aschiere h1=1mm,

la u2, u3 si u4, turatia n1=6624 rot/min pentru b=25 mm

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

D100

br

D100

incl.

D120

am

D80

am

D80

br

D63

br

D100

br

D100

incl.

D120

am

D80

am

D80

br

D63

br

D100

br

D100

incl.

D120

am

D80

am

D80

br

D63

br

9 13.5 18

Viteza de avans, u [m/min] / tipul frezei

Ra

, R

k, R

pk

[m

icro

ni]

Ra

Rpk

Rk



0

2

4

6

8

10

12

14

16

D1

00

br

D1

00

in

cl.

D1

20

am

D8

0 a

m

D8

0 b

r

D6

3 b

r

D1

00

br

D1

00

in

cl.

D1

20

am

D8

0 a

m

D8

0 b

r

D6

3 b

r

D1

00

br

D1

00

in

cl.

D1

20

am

D8

0 a

m

D8

0 b

r

D6

3 b

r

9 13.5 18


Ra

, R

k, R

pk

[m

icro

ni] Ra

Rpk

Rk



0

2

4

6

8

10

12

14

16

D100

br

D100

incl.

D120

am

D80

am

D80

br

D63

br

D100

br

D100

incl.

D120

am

D80

am

D80

br

D63

br

D100

br

D100

incl.

D120

am

D80

am

D80

br

D63

br

9 13.5 18


Ra

, R

k, R

pk

[m

icro

ni] Ra

Rpk

Rk

Figura.4.2.32. Frezare dreaptă. Rugozitate Ra , Rk , Rpk după frezarea

longitudinală cu adâncimea de aşchiere h1 = 1mm, la u2, u3 şi u4, la turaţia n1= 6624 rot/min, pentru lăţimile de aşchiere de 25, 30 şi 35 mm

După analiza rezultatelor obţinute la experimentele efectuate putem să tragem următoarele concluzii.

- Dintre frezele cu plăcuţe brazate drepte cu diametrele de 63, 80 şi 100 mm, freza cu diametrul de 80 mm la direcţie longitudinală a fost selectată ca generând cele mai bune suprafeţe, iar pe direcţia transversală freza cu diametrul de 63 mm. - În vederea obţinerii celor mai bune suprafeţe din punct de vedere calitativ la prelucrare cu freze cu plăcuţe amovibile trebuie să folosim freza cu diametrul de 120 mm, deoarece cu acestă freză s-au înregistrat cele mai bune rezultate. - Prin comparaţia valorilor parametrilor rugozităţii între frezele cu plăcuţe brazate drepte cu diametrul de 100 mm şi cele cu plăcuţe brazate înclinate cu diametrul de 100 mm, se



aleg cele cu plăcuţe înclinate, deoarece au generat la prelucrare cele mai bune suprafeţe din punct de vedere calitativ. - Din comparaţia acestora s-a ales freza după criteriul de rugozitate minimă rezultând ca fiind optima utilizarea frezei cu plăcuţe amovibile la diametrul 80 pentru toate prelucrările efectuate.

In tabelul 4.2.11. sunt prezentate comparaţii privind rugozitatea suprafeţelor rezultate la frezarea lemnului de păr , mesteacăn (Fotin 2009) şi arin (Salcă 2008).

Tabelul 4.2.11.

Comparaţii privind rugozitatea suprafeţelor rezultate la frezarea lemnului de păr , mesteacăn (Fotin 2009) şi arin (Salcă 2008)

Parametrii

Specia / Direcţia de prelucrare faţă de orientarea structurii lemnului

Păr, valori minime Mesteacăn, valori minime Arin, valori minime

Longitudinal Transversal Longitudinal Transversal Longitudinal Transver

sal

Freza D63 mm, cu păcuţe brazate drepte

Rk, μm 11.857 10.627 5.595 9.238 14,77 15,91 25,72 30,38 14,70 19,90 - -

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 - -

u, m/min 9 13,5 9 9 9 9 9 9 9 9 - -

h,mm 3 1 1 1 1 1 1 1 1 3 - -

b, mm 35 35 35 25 35 35 25 25 30 30 - -

Freza D80 mm, cu plăcuţe brazate drepte

Rk, μm 6.105 10.122 8.844 6.243 12,60 13,80 28,93 25,86 15,56 14,10 - -

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 - -

u, m/min 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 - -

h,mm 2 1 1 1 1 3 3 3 1 3 - -

b, mm 30 25 30 25 25 35 30 30 30 30 - -

Freza D100 mm, cu plăcuţe brazate drepte

Rk, μm 10.701 10.768 10.970 10.143 10,04 11,80 21,52 34,17 17,5 12,4 - -

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 - -

u, m/min 9 18 9 9 9 18 9 9 9 9 - -

h,mm 3 3 1 1 3 1 3 3 2 1 - -

b, mm 35 25 30 25 35 25 35 30 30 30 - -

Freza D80 mm, cu plăcuţe amovibile

Rk, μm 10.771 12.887 13.100 9.758 3,122 12,38 21,35 16,27 16,33 20 - -

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 - -

u, m/min 9 9 9 9 18 18 13,5 13,5 9 9 - -

h,mm 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 - -

b, mm 35 25 35 25 25 25 35 35 30 30 - -

Freza D120 mm, cu plăcuţe amovibile

Rk, μm 11.387 11.737 9.566 8.136 8,96 10,70 20,11 19,35 20 17,79 - -

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 - -

u, m/min 18 18 18 9 18 18 9 9 9 9 - -

h,mm 1 1 1 1 1 1 3 3 1 3 - -

b, mm 35 25 35 30 25 25 30 30 30 30 - -

Freza D100 mm, cu plăcuţe brazate înclinate

Rk, μm 8.503 11.274 5.595 9.498 8,613 10,28 23,87 19,70 10,22 15,19 - -

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 - -

u, m/min 9 9 9 9 18 9 9 9 9 9 - -

h,mm 1 3 1 1 3 1 3 3 3 1 - -

b, mm 25 35 35 30 25 25 30 35 30 30 - -



4.3 Cercetări experimetale cu privire la rugozitatea suprafeţelor obţinute în urma frezării cu freza profilată

Pentru realizarea experimentelor s-au folosit epruvete obţinute din lemn de păr, în

număr de 60 buc, prelucrate prin frezare longitudinală şi transversală, la două turaţii, cu o freză profilată cu diametrul de 140 mm.

Variabilele regimului de lucru prin frezare profilată sunt prezentate în tabelul 4.3.1, iar repartiţia măsurătorilor pentru cele 60 de epruvete sunt evidenţiate în tabelul 4.3.2.

Tabelul 4.3.1 Parametrii variabili ai regimului de lucru la frezare profilată

Tipul frezării

Direcţia de prelucrare

Turaţia Lăţimea de

aşchiere Viteza de

avans Adâncimea de

aşchiere



30 4; 5; 9; 13,5;

1; 1,5; 2; 2,5; 3 Transversală N2 = 9720 18; 22,5

Tabelul. 4.3.2

Repartiţia numărului de măsurători pentru fiecare tip de frezare

Tipul frezării

Nr. epruvete frezate

Nr. măsurătorilor pentru o epruvetă

Nr. freze

Nr. turaţii

Nr.direcţii de prelucrare

Nr. total de măsurători

Profilată de finisare

15 8 1 2 2 480

S-a folosit acelaşi aparat pentru măsurarea rugozităţii suprafeţelor frezate, MicroProf

FRT, care se află în dotarea Laboratorului de Precizie de Fabricaţie, din cadrul Facultăţii de Industria Lemnului din Braşov.

Operaţiunea de frezare s-a realizat în două etape: prima etapă constând în degroşarea materialului, iar a doua etapă în finisarea suprafeţelor frezate. După fiecare etapă de finisare zonele frezate au fost îndepărtate de epruvete prin spintecare în lamele profilate. Aceste lamele au fost codificate şi etichetate corespunzător, după care s-au ambalat şi stocat pentru măsurarea ulterioară a suprafeţelor obţinute în urma frezării.

Figura 4.3.4 Zone supuse la măsurarea rugozităţii pentru profilul obţinut prin frezare profilată

Măsurarea rugozităţii s-a realizat paralel cu direcţia de prelucrare, pentru fiecare epruvetă măsurându-se 8 suprafeţe (prezentate mai sus), zonă cu zonă, prin schimbarea poziţiei piesei pe masa aparatului de măsurare (Figura 4.3.4).



Cele 8 zonele măsurate sunt definite în raport cu poziţia suprafeţei pe care se află faţă de axa frezei. (Tabelul 4.3.3)

Tabelul 4.3.3 Definirea zonelor de pe suprafaţa profilului frezat

Cod zonă

Definirea zonei liniare în raport cu poziţia suprafeţei pe care o caracterizează faţă de axa frezei

1 Zonă orizontală perpendiculară pe axa frezei

2 Zona superioară a suprafeţei convexe, relativ orizontală

3 Zona inferioară a suprafeţei concave, relativ orizontală

4 Zona inferioară a suprafeţei convexe, relativ verticală

5 Zonă verticală paralelă cu axa frezei

6 Zona superioară a suprafeţei concave, relativ verticală

7 Zona de mijloc a suprafeţei convexe

8 Zona de mijloc a suprafeţei concave

4.3.2.Discuţii referitoare la comparaţia suprafeţelor care compun profilul la

frezarea profilată

Comparaţia zonelor orizontal şi vertical ale profilului - Prelucrarea longitudinală şi transversală a zonei 1 – orizontală, perpendiculară pe

axa frezei şi a zonei 5 – verticală, paralelă cu axa frezei: Parametrii de rugozitate au prezentat valori mai bune din punct de vedere calitativ pentru zona 5 (ANEXA 4.3.9 şi ANEXA 4.3.10).

- S-a constatat că viteza de avans de 9 m/min a generat cele mai bune valori ale rugozităţii atât pe direcţie longitdinală cât şi pe direcţie transversală.

Comparaţia zonelor convexe ale profilului - Prelucrarea longitudinală şi transversală a zonei 2, zonei 4 şi a zonei 7: Variaţia

parametrilor este în general mai lentă, uşor pronunţată în cazul zonei 2, cu valori mai ridicate pentru viteza de avans de 9 m/min.

- Cele mai bune valori au rezultat pentru viteza de avans de 13,5 m/min pentru fiecare zonă (ANEXA 4.3.11 şi ANEXA 4.3.12)

Comparaţia suprafeţelor concave ale profilului

- Prelucrarea longitudinală şi transversală a zonei 3,zonei 6 şi a zonei 8: S-a constat că în zona 3 au rezultat valori mai bune pe direcţia longitudinală, iar pentru zona 8 cele mai bune valori s-au înregistrat pe direcţie transversală. Zona 6 a produs în general valori constante pentru fiecare turaţie.

- Pe suprafaţa concavă în general zona 8 a prezentat cele mai bune valori din punct de vedere calitativ.

Compararea celor 8 linii de măsurare ale profilului

- Parametrii de rugozitate Ra, Rk şi Rpk pentru cele 8 linii de măsurare sunt analizaţi prin comparaţie în ANEXELE 4.3.17 – 4.3.28, în funcţie de turaţia motorului, direcţia de prelucrare, viteza de avans şi adâncimea de aşchiere.

Din analiza comparativă a rezultatelor măsurării rugozităţii pe cele 8 zone ale profilului rezultă următoarele concluzii:



zonele cu adăncime maximă a profilului (1,2) au rugozitatea mai mare pentru condiţie de prelucrare şi pentru orice componentă a rugozităţii măsurate;

zonele cu prelucrare transversală au rugozităţi mai mari decăt cele cu prelucrare longitudinală, pentru orice condiţie de prelucrare şi pentru oricare dintre zonele suprafeţei profilate;

rugozitatea se păstrează aproximativ constantă odată cu modificarea adâncimii de aşchiere existând tendinţa de uşoară scădere odată cu creşterea adâncimii de aşchiere;

rugozitatea pentru acelaşi suprafeţe prelucrare scade odată cu creşterea turaţiei sculelor, deci a vitezei de avans, pentru ceilalţi parametrii constanţi, ca urmare a modificării condiţiilor de tăiere şi implicit de formare a aşchiei;

rugozitatea are tendinţa de creştere odată cu creşterea vitezei de avans de la 9 spre 18 m/ min, creşterile fiind însă diferenţiale în funcţie de forma şi poziţia fiecărei zone a profilului;

zona convexă prezintă calităţi mai bune ale suprafeţelor pentru orice condiţie de prelucrare atât pentru prelucrările longitudinaqle cât şi transversale, rugozitatea fiind mai mare totdeauna la prelucrarea transversale;

creşterea adâncimii de aşchiere peste 1,5 mm ( h= 2 mm sau h =2,5 mm) are ca efect şi creşterea valorilor rugozităţii situând valoarea recomandată la hmax = 1,5 mm.

Rugozitatea (Ra,Rk,Rpk)pe cele 8 linii de măsurare ale profilului, la

u=9m/min şi h=1 mm, la turaţiile n1 şi n2 pe direcţie longitudinală şi

transversală

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8

n1=6624 [rot/min] n2=9720 [rot/min] n1=6624 [rot/min] n2=9720 [rot/min]

Longitudinal Transversal

Ru

go

zit

ate

a,R

a,R

k,R

pk

, m

icro

ni

Ra

Rk

Rpk

Figura 4.3.15. Frezare profilată. Rugozitate Ra, Rk, Rpk pe cele 8 linii de măsurare ale profilului la u=9m/min şi h=1 mm, la turaţiile n1 şi n2 pe direcţie longitudinală şi transversală



4.4. Cercetări experimentale privind puterea necesară de aşchii obţinute prin frezarea dreaptă

4.4.1 Material şi metodă

Pentu înregistrarea puterii consumate la frezarea lemnului de păr la motorul maşinii de frezat MNF 10 s-a montat un montaj electronic (Figura 4.2.4).

Traductorul de putere tip 3TPT – 79 (Figura.4.2.5) şi placa de achiziţie tip VELLEMAN cu programul PC-Lab 2000 (Figura.4.2.6) a facilitat preluarea datelor de către un calculator PC conectat la aceasta.

Parametrii variabili ai regimurilor de prelucrare pentru frezarea dreaptă şi profilată sunt prezentaţiîn Tabelul 4.4.1.

Tabelul 4.4.1. Parametrii variabili ai experimentelor

Tipul frezării Direcţia de prelucrare

Turaţia Lăţimea de aşchiere Viteza de avans

Adâncimea de aşchiere


Dreaptă Longitudinală N1 = 6624 20; 25; 30; 35;

40

4; 5; 9; 13,5; 1; 2; 3; 4; 5

Transversală N2 = 9720 18; 22,5


30 4; 5; 9; 13,5;

1; 1,5; 2; 2,5; 3 Transversală N2 = 9720 18; 22,5

Analiza rezultatelor s-a efectuat fără a lua în considerare extremele

experimentului factorial, astfel au fost eliminate vitezele de avans 4,5 m/min şi 22,5 m/min . De asemenea au fost eliminate valorile lăţimii minime şi maxime de experiment, b1=20mm şi b5=40mm.

4.4.4. Concluzii finale privind consumul de putere la frezarea lemnului de păr 4.4.4.1. Concluzii privind consumul de putere la frezarea dreaptă

După criteriul de putere consumată minimă, în urma comparaţiilor de tipuri de freze drepte cu acelaşi tip de plăcuţe, dar la diametre diferite şi la aceeaşi diametru dar cu plăcuţe diferite se trag următoarele concluzii:

- Dintre frezele cu plăcuţe brazate pentru turaţia de 6624 rot/min atât la prelucrare longitudinală cât şi transversală se preferă freza cu diametrul de 80 mm. Iar pentru turaţia de 9720 rot/min (pentru ambele direcţii) freza cu diametrul de 63 mm.

- În ceea ce priveşte compararea puterii de prelucrare cu frezele cu diametrul de 100 mm cu plăcuţe brazate drepte şi înclinate se departajează freza cu plăcuţe înclinate, care are valori mai scăzute la consumul de putere.

- Dintre frezele cu plăcuţe amovibile cu diametrul de 80 şi 120 mm, freza care a generat consumul cel mai mic este freza cu diametrul de 80 mm pe direcţiile de prelucrare longitudinală şi transversală la turaţia de 9720 rot/min; iar pe direcţia transversală la turaţia de 6624 rot/min freza de D120 amovibile.

- La comparaţia frezelor D80 brazate şi D80 amovibile s-a constatat că de cele mai multe ori freza D80 amovibile are consum mai scăzut decât freza D80 brazate.

- Odată cu creşterea vitezei de avans, adâncimii de aşchiere şi a lăţimii de aşchiere a crescut puterea consumată, din acest lucru rezultă că valorile minime de consum s-au înregistrat în mare parte la un regim de lucru de 9



Puterea la frezare cu freza D100 cu pl brazate înclinate, la n1 şi

n2, pe direcţie longitudinală şi transversală, pentru b=35 mm

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

9 13.5 18

Adâncime de aşchiere,[mm]

Viteza de avans,[m/min]

Pu

tere

a,

[kW

]Long n1=6624

Long n2=9720

Trans n1=6624

Trans n2=9720

Puterea la frezare cu freza D63 cu pl brazată dreptela n1 si n2

pe direcţie longitudinală şi transversală, pentru b=30 mm

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

9 13.5 18

Adâncimea de aşchiere, [mm]


Pu

tere

a, [

kW]

Long n1=6624

Long n2=9720

Trans n1=6624

Trans n2=9720

Puterea la frezare cu freza D63 cu pl brazată drepte, la n1 şi n2,

pe direcţie longitudinală şi transversală, pentru b=35 mm

0123456789

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

9 13.5 18

Adâncime de aşchiere,[mm]


Pu

tere

a,

[kW

]

Long n1=6624

Long n2=9720

Trans n1=6624

Trans n2=9720

Figura 4.4.1 Frezare dreaptă. Puterea la frezare cu freza D63 cu pl.

brazate drepte, la n1 şi n2 pe direcţie longitudinală şi transversală pentru lăţimile de aşchiere de 25, 30, 35 mm



12

3

D6

3

D8

0

D1

00

D8

0a

m

D1

20

am

D1

00

inc

l.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Pu

tere

a m

ed

ie,

[kW

]

Tipul

frezei

Adancimea

de aschiere,

h, [mm]

Puterea la frezarea transversala

u2=9 m/min, turatia n1=6624 rot/min, b=25mm

12

3

D6

3

D8

0

D1

00

D8

0a

m

D1

20

am

D1

00

inc

l.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

Pu

tere

a m

ed

ie,

[kW

]

Tipul

frezei

Adancimea

de aschiere,

h, [mm]


u3= 13,5 m/min, turatia n1=6624 rot/min, b=25mm

12

3

D6

3

D8

0

D1

00

D8

0a

m

D1

20

am

D1

00

inc

l.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

Pu

tere

a m

ed

ie,

[kW

]

Tipul

frezei

Adancimea

de aschiere,

h, [mm]


u4= 18 m/min, turatia n1=6624 rot/min, b=25mm

Figura 4.4.2. Frezare dreaptă. Puterea la frezare transversală, cu turaţia de 6624rot/min, lăţimea de aşchiere de 25 mm, pentru viteza de avans de 9; 13,5 respectiv 18 m/min



- m/min viteza de avans, 1 mm adâncimea de aşchiere şi 25 mm lăţime de aşchiere.

Tabelul 4.4.4.1 Comparaţii privind puterea minimă înregistrată la frezarea lemnului de păr,

mesteacăn (Fotin 2009) şi arin (Salcă 2008)

Parametrii

Specia / Direcţia de prelucrare faţă de orientarea structurii lemnului

Păr, valori minime Mesteacăn, valori minime Arin, valori minime

Longitudinal Transversal Longitudinal Transversal Longitudinal Transversal

Freza D63 mm, cu păcuţe brazate drepte P, kW 0,272 0,130 0,924 0,755 0,08 0,170 0,589 0,63 0,05 0,05 0,1 0,68

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 6620 9732

u, m/min 9 9 9 9 9 9 9 9 4,5 4,5 4,5 4,5

h,mm 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1

b, mm 25 25 35 25 25 35 30 30 20 20 20 20

Freza D80 mm, cu plăcuţe brazate drepte P, kW 0,471 0,066 0,143 0,683 0,22 0,257 0,498 0,29 0,18 0,04 - 0,05

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 - 9732

u, m/min 9 9 9 18 9 9 9 9 4,5 4,5 - 4,5

h,mm 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1

b, mm 35 25 25 25 25 25 35 25 20 20 - 20

Freza D100 mm, cu plăcuţe brazate drepte P, kW 0,565 0,232 1,19 0,356 0,17 0,911 1,591 0,83 0,20 0,23 0 0,09

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 6620 9732

u, m/min 9 9 9 9 9 9 9 9 4,5 4,5 18 18

h,mm 1 1 1 1 1 1 3 1 4 4 1 1

b, mm 25 25 25 25 25 25 25 35 20 20 20 20

Freza D80 mm, cu plăcuăţe amovibile P, kW 0,120 0,106 0,133 0,124 0,10 0,229 0,323 0,470 0,02 0,04 - 0,017

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 - 9732

u, m/min 9 9 9 9 9 9 9 9 4,5 4,5 - 4,5

h,mm 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1

b, mm 25 25 25 35 25 25 25 35 20 20 - 30

Freza D120 mm, cu plăcuţe amovibile P, kW 0,365 0,172 0,491 1,543 0,20 0,503 0,333 0,18 0,02 - - 0,10

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 - - 9732

u, m/min 9 18 9 9 9 9 18 9 4,5 - - 4,5

h,mm 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - - 1

b, mm 25 30 25 30 25 25 25 35 20 - - 30

Freza D100 mm, cu plăcuţe brazate înclinate P, kW 0,356 0,300 0,546 0,853 0,07 0,477 0,142 1.17 0,05 0,04 0,28 0,02

n,rot/min 6624 9720 6624 9720 6620 9732 6620 9732 6620 9732 6620 9732

u, m/min 18 18 18 9 9 9 9 9 4,5 4,5 4,5 4,5

h,mm 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1

b, mm 25 25 25 25 25 25 35 35 20 20 20 20

- Prelucrarea prin frezare dreaptă a lemnului de păr respectă în general

elementele specifice ale teoriei aşchierii şi anume: a. consumul de putere este mai mare la tăierea transversală decât la cea longitudinală având în vedere că rezistenţele la forfecare şi despicare ale lemnului de păr sunt mult mai mare după direcţia transversală decât cea longitudinală;



b. consumul de putere creşte odată cu creşterea vitezei de avans ca urmare a modificării grosimii aşchiei (grosimea aşchiei creşte odată cu avansul). c. consumul de putere scade odată cu creşterea turaţiei sculei ca urmare a modificării grosimii aşchiei (grosimea aşchiei scade odată cu creşterea turaţiei sculei). d. consumul de putere creşte odată cu creşterea adâncimii de aşchiere ca urmare a creşterii grosimii aşchiei, pentru ceilalţi parametrii constanţi. e. consumul de putere creşte odată cu creşterea lăţimii suprafeţei de aşchiere ca urmare a creşterii volumului aşchiei detaşate.

În Tabelul 4.4.4.1 sunt prezentate comparaţii privind puterea minimă înregistrată la

frezarea lemnului de păr, mesteacăn (Fotin 2009) şi arin (Salcă 2008). 4. 5. Studiul puterii consumate la frezarea profilată

Pentru oricare din frezari care depăşesc la adâncimea de aşchiere o anumită grosime, la realizarea unui profil, operaţia de frezare trebuie realizată prin mai multe faze: una de degroşare şi una de finisare. Variţia puterii consumate la operaţia de degroşare a fost înregistrată şi reprezentată grafic în funcţie de viteza de avans (4,5; 9; 13,5; 18; 22,5), iar adâncimea de aşchiere rămâne constantă la o valoare constantă 23 mm. Pentru operaţia de degroşare au fost eliminate din analiză, vitezele de avans extreme 4,5 şi 22,5 m/min.

Puterea minima si maxima la frezarea de degrosare cu freza

profilata D140 cu pl. brazata

0

2

4

6

8

10

12

14

n1=6624 rot/min n1=6624 rot/min n2=9720 rot/min n2=9720 rot/min

Longitudinal Transversal Longitudinal Transversal

Directia de prelucrare, turatia n1=6624si n2=9720

Pu

tere

a,

[kW

]

Pmin

Pmax

Figura 4.5.2. Frezare profilată. Puterea minimă şi maximă la degrosare cu freza profilată D140 cu plăcuţe brazate

Variţia puterii consumate la operaţia de finisare a fost înregistrată şi reprezentată

grafic în funcţie de viteza de avans (4,5; 9; 13,5; 18; 22,5) şi de adâncimea de aşchiere ( 1; 1,5; 2; 2,5; 3;), prin comparaţii pentru cele două direcţii de prelucrare şi turaţii (Figurile 4.5.3; 4.5.4; 4.5.6).



Pentru operaţia de finisare au fost eliminate din analiză vitezele de avans extreme 4,5 şi 22,5 m/min.

Puterea minimă şi maximă la frezare finisare la freza profilată

D140 cu pl. brazate

0

0.5

1

1.5

2

2.5

n1=6624 rot/min n1=6624 rot/min n2=9720 rot/min n2=9720 rot/min

Longitudinal Transversal Longitudinal Transversal

Direcţia de prelucrare, turaţia n='6624 şi n2=9720

Pu

tere

a,

kW

Pmin

Pmax

Figura 4.5.6. Frezare profilată. Puterea minimă şi maximă la finisare cu freza profilată D140 cu plăcuţe brazate

Concluzii privind consumul de putere la frezarea profilată - La operaţia de degroşare longitudinală valorile puterii consumate sunt mai

scăzute decât la direcţia transversală pentru ambele turaţii. - Puterea consumată la operaţia de degroşare este în medie de 4 – 5 ori mai

mare decât la finisare.

4.6 CERCETĂRI TEORETICE CU PRIVIRE LA ŞLEFUIREA LEMNULUI DE PĂR

Procesul de şlefuire urmăreşte eliminarea proeminenţelor şi neregularităţilor

suprafeţelor pieselor de lemn care rămân de la operaţiile anterioare. Prin şlefuire detaşarea

aşchiilor este executată de o serie de granule abrazive care sunt fixate prin încleierea pe un

suport de hârtie sau pânză.

Ca şi în cazul procesului de frezare factorii care determină rugozitatea suprafeţelor

obţinute în urma şlefuirii şi consumul de putere se pot grupa în jurul a trei factori principali:

- materialul lemnos supus prelucrării

- benzile abrazive utilizate

- maşina de şlefuit cu caracteristicile sale tehnice



4.7. DETERMINAREA RUGOZITĂŢII SUPRAFEŢELOR OBŢINUTE PRIN ŞLEFUIREA LEMNULUI DE PĂR 4.7.1. Material şi metodă Testele experimentale de şlefuire s-au desfăşurat la SC ARTBAR SRL Târgu Secuiesc, judeţul Covasna, pe maşina de şlefuit cu bandă lată cu contact de sus VIETMAC (Figura 4.7.1.1), fabricat în Italia, cu două capete de lucru, utilizându-se al doilea capăt de lucru, cu bară de presare, destinat şlefuirii finale. Maşina de şlefuit este prevăzută cu sistem pneumatic de oscilaţie şi cu sistem de desprăfuire a benzii.

Figura. 4.7.1.1. Maşina de şlefuit cu bandă lată Vietmac S.P.A.

În tabelul 4.7.1.1. sunt prezentate caracteristicile tehnice ale maşinii de şlefuit, iar parametrii de influenţă la prelucrarea lemnului de păr sunt prezentaţi în tabelul 4.7.1.2.

Tabelul. 4.7.1.1 Caracteristici tehnice ale maşinii de şlefuit VIETMAC

Caracteristica Valoarea

Viteza de maşinii (în sens contrar avansului) 16 m/s

Viteza de avans 4 – 20 m/s

Putere motor prinicpal 10 kW

Putere motor avans 1,5 kW

Lăţimea de lucru 1000 mm

Dimensiunile benzii abrazive 2100 X1050 mm

2

Tabelul. 4.7.1.2.

Parametrii regimurilor de prelucrare la şlefuire

Denumirea parametrului Valoare

Adâncimea de prelucrare h (mm)

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Viteza de avans u (mm) 4 8 12 16 20

Viteza de şlefuire v = 16 m/s

Presiunea P = 4 bar



Pentru stabilirea planului experimental s-a utilizat din nou experimentul factorial (Laurenzi 2000) cu două variabile (adâncimea de aşchiere si viteza de avans), care a permis utilizarea unui număr redus de piese, care s-a dorit a fi efectuată cu regimuri de lucru variate, obţinute prin combinarea a celor cinci valori ale vitezelor de avans şi adâncimilor de aşchiere menţionate în tabelul 4.7.1.3. pe trei direcţii de prelucrare: paralel, perpendicular şi la 45 de grade faţă de orientarea structurii lemnului.

Tabelul. 4.7.1.3 Valorile parametrilor regimurilor de prelucrare la şlefuire

Cod Denumirea parametrilor Valorile parametrilor

Poziţia parametrilor -2 -1 0 1 2

x1

Viteza de avans, u (m/min) 4 8 12 16 20

x2

Adâncimea de aşchiere, h (mm) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Din aplicarea algoritmului experimental factorial cu două variabile a rezultat că sunt necesare 13 epruvete cu repartiţia valorilor pentru variabilele x1 şi x2 prezentată în Tabelul 4.7.1.3. S-au alcătuit 16 seturi de câte 13 epruvete fiecare, pentru cele trei direcţii de prelucrare, paralel, perpendicular, la 45 de grade faţă de direcţia fibrei. În experiment au fost folosite în total 624 de epruvete. Procedura de lucru la şlefuire (Modul de lucru la efectuarea testelor de şlefuire pentru o singură direcţie de prelucrare)

Calibrarea a 16 seturi de epruvete (programe) cu bandă abrazivă de granulaţie60 Separarea setului (programului) nr. 1 pentru măsurarea rugozităţii Şlefuirea seturilor nr.2, nr.3, nr.4, nr.5, nr.6 (5 seturi) cu bandă de granulaţie 80 Separarea setului nr. 2 pentru măsurarea rugozităţii Şlefuirea seturilor nr.3, nr.4, nr.5 şi nr.6 astfel:

setul nr. 3 cu granulaţia de 100 setul nr. 4 cu granulaţia de 120 setul nr. 5 cu granulaţia de 150 setul nr. 6 cu granulaţia de 180

Separarea seturilor nr. 3, nr.4, nr. 5 şi nr. 6 pentru măsurarea rugozităţii Şlefuirea seturilor nr. 7, nr. 8, nr. 9, nr. 10 (4 seturi) cu bandă de granulaţie 100 Separarea setului nr. 7 pentru măsurarea rugozităţii Şlefuirea seturilor 8, 9 şi 10 astfel:



setul nr. 8 cu granulaţia de 120 setul nr. 9 cu granulaţia de 150 setul nr. 10 cu granulaţia de 180

Separarea setului nr. 8 pentru măsurarea rugozităţii

Şlefuirea seturilor nr.11, nr.12 şi nr. 13 (3 seturi) cu bandă de granulaţie 120 Separarea setului nr. 11 pentru măsurarea rugozităţii

Şlefuirea seturilor nr. 12 şi nr. 13 astfel: setul nr.12 cu granulaţia de 150 setul nr.13 cu granulaţia de 180

Separarea seturilor nr. 12 şi nr.13 pentru măsurarea rugozităţii

Şlefuirea seturilor nr.14 şi nr.15 cu bandă de granulaţie 150 Separarea setului nr.14 pentru măsurarea rugozităţii

Şlefuirea seturilor nr.15 şi nr.16 cu bandă de granulaţie 180 Separarea seturilor nr. 15 şi nr.16 pentru măsurarea rugozităţii.

Epruvetele au fost codificate după direcţia de prelucrare, după numărul setului şi după

numărul epruvetei. Acestea au fost umezite pe jumătatea suprafeţei epruvetei înaintea fiecărei şlefuiri, pentru a se putea analiza influenţa umezirii asupra rugozităţii. (Figura 4.7.1.2).

Figura 4.7.1.2. Codificarea epruvetelor şi umezirea pe jumătate a suprafeţei acestora

Figura 4.7.1.3. Şabloane speciale pentru asigurarea direcţiei de prelucrare

S-au folosit şabloane pentru asigurarea direcţiei de prelucrarea faţă de direcţia fibrei la şlefuirea lemnului de păr executate din plăci din aşchii de lemn calibrate (Figura.4.7.1.3.).



Prin combinarea a 6 granulaţii, cea de 60, 80, 100, 120, 150 şi 180, s-au utilizat 16 programe de şlefuire (seturi), epruvetele fiind iniţial calibrate cu granulaţia de 60. Programele de şlefuire sunt prezentate în tabelul 4.7.1.4.

La experimentele efectuate, hârtiile abrazive utilizate provin de la firma SIAROM, Marca hârtiei abrazive este Siawood.

Tabelul 4.7.1.4 Programele de şlefuire (seturile) utilizate la şlefuirea lemnului de păr

Program

de şlefuire

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Granulaţii

folosite la şlefuire

60 60

80

60

80 100

60

80 120

60

80 150

60

80 180

60

100

60

100 120

60

100 150

60

100 180

60

120

60

120 150

60

120 180

60

150

60

150 180

60

180

Măsurarea rugozităţii, s-a efectuat pe aparatul MicroProf FRT, care se află în dotarea Laboratorului de Testare a Preciziei de Fabricaţie în Industria Lemnului – LTPFIL din cadrul Facultăţii de Industria Lemnului Braşov, Laborator acreditat de câtre RENAR număr de marcă LI 665/2008, aparat unic din ţară achiziţionat în decembrie 2007, în cadrul proiectului CEEX numărul 168/10.08.2006 (Figura 4.7.1.4.)

Figura 4.7.1.4. Epruvetele şlefuite, pregătite pentru măsurarea rugozităţii, şi aparatul

MicroProf FRT Tabelul. 4.7.1.5

Parametrii de scanare ai aparatului MicroProf FRT

Denumirea parametrului Modul 2D Modul 3D

Viteza de scanare 750 μm/s 375 μm/s

Număr puncte scanate pe linie 10.000 puncte 3500 puncte

Numărul liniilor măsurate 1 10 linii

Lungimea de evaluare (x) 50 mm 17,5 mm

Lăţimea de evaluare (Y) 8,75 mm

Lungimea de bază 2,5 mm 2,5 mm

Rezoluţie 5 μm 5 μm

Direcţia de măsurare paralel cu direcţia

de prelucrare paralel cu direcţia de

prelucrare

Parametrii de scanare ai profilometrului Microprof FRT au fost setaţi în tabelul 4.7.1.5.



4.7.2. Înregistrarea datelor şi prelucrarea datelor Elementele referitoare la înregistrarea, prelucrarea, inclusiv modelarea datelor au fost

prezentate în cadrul capitolului 4.2. 4.7.3. Discuţii privind rugozitatea suprafeţelor şlefuite la lemnul de păr cu ajutorul graficelor rezultate

În scopul realizării unei analize cât mai corecte pentru rezultatele studiului asupra rugozităţii suprafeţelor şlefuite, din cadrul datelor s-au eliminat extremele nereprezentate suficient prin experimentul real factorial. Astfel variabilele regimului de lucru sunt următoarele:

- viteza de avans cu valorile de: 8; 12 şi 16 m/min - adâncimea de aşchiere cu valorile de 0,1; 0,2; 0,3 mm Piesele de la programul 1 au fost supuse şlefuirii de calibrare cu viteza de avans 12

m/min şi adâncimea de aşchiere de 0,3 mm, iar rezultatele masurătorilor sunt prezentate în tabelul 4.7.3.1.

Tabelul 4.7.3.1 Rezultatele la măsurători la calibrare cu granulaţia de 60, valorile în μm.

Număr epruvetă

Calibrare gr.60 45 de grade

Calibrare gr.60 paralelă Calibrare gr.60 perpendiculară

Ra Rk Rpk Ra Rk Rpk Ra Rk Rpk 1 14.446 45.205 14.452 20.175 62.964 33.627 13.248 39.904 10.657

2 14.959 48.542 12.337 21.052 67.629 25.87 16.946 54.505 19.558

3 13.749 44.532 13.277 18.338 61.152 21.918 14.686 48.169 15.684

4 18.154 58.488 24.837 15.391 45.797 18.421 13.125 44.553 12.776

5 16.646 55.309 15.586 17.222 56.409 18.494 16.476 52.99 25.62

6 15.325 48.826 16.572 13.072 40.326 28.87 16.173 51.478 20.813

7 14.327 45.579 15.907 15.035 49.524 13.835 17.111 55.234 15.836

8 16.555 53.851 20.663 20.175 62.964 33.627 14.082 43.294 14.654

9 20.021 61.981 28.419 18.274 58.971 17.54 16.723 54.736 23.11

10 16.082 51.086 17.943 11.696 38.626 17.37 19.002 60.757 21.69

11 14.311 48.055 16.575 19.135 58.512 24.501 16.477 54.548 14.394

12 16.301 51.559 19.651 20.421 62.748 22.775 14.162 44.286 19.49

13 20.094 65.389 22.679 17.832 56.961 24.675 15.716 50.221 13.409

Analiza rezultatelor se poate clasifica după numărul de operaţii de şlefuire efectuate

pe epruvetă, adică două sau trei treceri (programele 2,7,11,14,16), şi după ultima şlefuire pe epruvetă, adică după granulaţia hârtiei abrazive.

4.7.4.Concluzii

După comentarea fiecărui program de şlefuire, putem trage concluziile următoare: - odată cu creşterea granulaţiei pe hârtia abrazivă, valorile parametrilor de rugozitate

au valori mai bune din punct de vedere calitativ (Tabelul 4.7.4.1.) - la şlefuirea cu umezire s-au inregistrat valori mai mici la parametrii de rugozitate.

Există însă şi excepţii: programul 2 cu prelucrarea perpendiculară, programul 7 la fiecare direcţie de prelucrare şi programul 16 la prelucrarea înclinată pe diecţia fibrei.

- rugozitatea are tendinţă de scădere odată cu creşterea adâncimii stratului de şlefuit de la 0,1 la 0,3 mm acesta având ca explicaţie faptul că este posibil că la adâncimi mici să nu poate fi eliminate ondulaţiile de la frezare.

- rugozitatea este mai mică totdeauna la şlefuirea longitudinală (în lungul fibrelor) faţă de cea perpendicular pe fibre, pentru aceleaşi condiţii de lucru (aceaşi



Rugozitatea (Ra uscat) la şlefuirea la 45 de grade, comparaţie între

granulaţiile 80, 100, 120, 150 şi 180 după calibrare cu gr. 60, f(u) dupa h

0

24

68

10

1214

16

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16

Adancimea de aschiere, [mm]


Ra u

scat,

[m

icro

ni]

pr2_60_80

pr7_60_100

pr11_60_120

pr14_60_150

pr16_60_180

Rugozitatea (Rk uscat) la şlefuirea la 45 de grade, comparaţie între


0

10

20

30

40

50

60

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Rk u

scat,

[m

icro

ni]

pr2_60_80

pr7_60_100

pr11_60_120

pr14_60_150

pr16_60_180

Rugozitatea (Rpk uscat) la şlefuirea la 45 de grade, comparaţie între


0

5

10

15

20

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Rp

k u

scat,

[m

icro

ni]

pr2_60_80

pr7_60_100

pr11_60_120

pr14_60_150

pr16_60_180

Figura 4.7.3.1. Şlefuire. Rugozităţile Ra,Rk, Rpk la şlefuire înclinată la 45˚,

comparaţie între granulaţiile 80, 100, 120, 150 şi 180 după calibrare cu granulaţia 60; pentru partea uscată a epruvetei; f(u) după h



Rugozitatea (Ra uscat)la şlefuirea perpendicular pe

fibrele, cu programele 6,10,13,15 şi 16, f(u) după h

0

2

4

6

8

10

12

14

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Ra u

scat,

[m

icro

ni]

pr6_60_80_180 pr10_60_100_180 pr13_60_120_180

pr15_60_150_180 pr16_60_180

Rugozitatea (Rk uscat)la şlefuirea perpendicular pe

fibrele, cu programele 6,10,13,15 şi 16, f(u) după h

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Rk u

scat,

[m

icro

ni]

pr6_60_80_180 pr10_60_100_180 pr13_60_120_180

pr15_60_150_180 pr16_60_180

Rugozitatea (Rpk uscat)la şlefuirea perpendicular

pe fibrele, cu programele 6,10,13,15 şi 16, f(u) după

h

0

2

4

6

8

10

12

14

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Rp

k u

scat,

[m

icro

ni]

pr6_60_80_180 pr10_60_100_180 pr13_60_120_180

pr15_60_150_180 pr16_60_180

Rugozitatea (Ra umed) la şlefuirea perpendicular

cu fibrele, cu programele 6,10,13,15 şi 16, f(u)

după h

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Ra u

med

, [m

icro

ni]

pr6_60_80_180 pr10_60_100_180 pr13_60_120_180

pr15_60_150_180 pr16_60_180

Rugozitatea (Rk umed) la şlefuirea perpendicular


după h

7

12

17

22

27

32

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Rk u

med

, [m

icro

ni]

pr6_60_80_180 pr10_60_100_180 pr13_60_120_180

pr15_60_150_180 pr16_60_180

Rugozitatea (Rpk umed) la şlefuirea perpendicular


după h

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Rp

k u

med

, [m

icro

ni]

pr6_60_80_180 pr10_60_100_180 pr13_60_120_180

pr15_60_150_180 pr16_60_180

Figura 4.7.3.6. Şlefuire. Rugozităţile Ra,Rk, Rpk la şlefuire perpendiculară pe fibre, cu

programele de şlefuire (seturile) 6, 10, 13, 15 şi 16, pentru partea uscată şi umedă a epruvetei; f(u) după h



parametrii ai regimului de lucru) pentru că la şlefuirea după direcţie de perpendiculă rămân fibre rupte şi nedesprinse de suprafaţă.

- rugozitatea este mai mică la şlefuirea cu umezire decât la cea uscată pentru acelaşi condiţii de lucru având în vedere că prin umezire se realizează o „ridicare prin capilaritate” a fibrelor rupte şi nedesprinse de suprafaţă care se elimină mai bine prin şlefuire.

- rugozitatea nu se mai modifică simţitor odată cu creşterea granulaţiei abrazivelor peste valoarea de 120, ca urmare a structurii uniforme şi omogene a lemnului precum şi ca urmare a porilor uniform împrăştiaţi.

- rugozitatea este mai bună la şlefuirea suprafeţelor radiale decât tangenţiale ca urmare a existenţei razelor medulare de mici dimensiuni şi foarte dese când se realizează o mai mare omogenitate structurală.

- valorile rugozităţii transversale sunt influenţate relativ puţin şi de existenţa porilor cu dimensiuni relativ mici ( 20 – 30 μm) şi uniform împrăştiaţi.

Tabelul 4.7.4.1 Alegerea programului de şlefuire pe criteriul de rugozitate minimă la şlefuirea

lemnului de păr .

Direcţia de prelucrare

Parametru de

rugozitate

Granulaţia finală şi programul selectat

Prg1 60

Prg 2 80

Prg 7 100

Prg 4 120

Prg 12 150

Prg 16 180

La 45 grade Ra,μm 13,749 5,930

um

ed

6,263

uscat

4,099

um

ed

3,305

um

ed

2,098

us

cat

Rk,μm 44,532 27,531 18,910 13,802 10,048 7,218

Paralel Ra,μm 11,696 5,408 6,538 4,731 5,679 3,371

um

ed

Rk,μm 38,626 16,568 20,985 14,681 17,483 10,510

Perpendicular Ra,μm 13,125 8,988

us

cat 6,870 5,164 3,908 3,399

Rk,μm 39,904 22,705 21,378 16.384 12,408 10,410

4.8. Rugozitatea suprafeţelor şlefuite la plăcile din aşchii de lemn furniruite cu

furnir din lemn de păr

În aceast subcapitol este prezentat studiul influenţei parametrilor regimurilor de

şlefuire asupra rugozităţii suprafeţelor plăcilor din aşchii de lemn, furniruite cu furnir din lemn de păr în vederea stabilirii condiţiilor de asigurare a unei rugozităţi impuse.

Rugozitatea a fost măsurată cu un rugozimetru cu rază luminoasă focalizată Microprof produs de firma germană FRT (Fries Research & Tehnologies). Şlefuirea panourilor a fost efectuată la o maşină de şlefuit cu bandă lată folosind granulaţii ale benzii abrazive de 100, 120, 150 şi 180.

4.8.1 Metoda de lucru (condiţii de lucru): - Plăcile din aşchii de lemn calibrate, cu o grosime de 18 mm, au fost furniruite pe

ambele feţe cu furnir tăiat pe direcţie radială din lemn de păr de 0,55 mm grosime. - Plăcile furniruite au fost şlefiute cu o maşină de şlefiut cu bandă lată (tipul:

S3T231TM, fabricat de Viet Italia), folosind benzi abrazive cu granulaţia de 100, 120, 150 şi 180, în următorul regim de lucru:

Viteza de avans: 10m/min

Adâncime de şlefuire: 0,2 mm

Presiune de şlefuire: 5 bar



- S-au utilizat 4 tipuri de piese (2000 x 1000 mm), în funcţie de granulaţia benzilor abrazive utilizate:

Piese şlefuite cu bandă abrazivă de 100

Piese şlefuite succesiv cu benzi abrazive de 100 şi 120

Piese şlefuite succesiv cu benzi abrazive de 100 şi 150

Piese şlefuite succesiv cu benzi abrazive de 100 120 şi 180 - Pentru efectuarea măsurătorilor, din piesele prelucrate au fost decupate câte 5

epruvete de dimensiuni: 300 x 95 mm, poziţionate ca în Figura 4.8.1. Necesitatea decupării celor cinci epruvete (conform schemei din figura) se datorează dorinţei de apreciere a influenţei poziţiei epruvetei asupra rugozităţii totale a suprafeţei.

- Pe fiecare epruvetă decupată s-au efectuat 3 măsurători la diferite distanţe, ajungând astfel în total la 300 de măsurători pentru studiul efectuat pe zece plăci diferite. În cazul fiecărei măsurători au fost înregistrate parametrii de apreciere: în forme nefiltrate P, şi cele cu semnificaţie reală : Ra, Rpk, Rk, după filtrarea datelor înregistrate.

Figura 4.8.1. Decuparea epruvetelor din piesele prelucrare

4.8.2. Prelucrarea datelor experimentale şi rezultatele obţinute

Datele obţinute în urma măsurătorilor au fost sintetizate şi s-a calculat media fiecărui

parametru al rugozităţii, atât în funcţie de granulozitatea benzilor abrazive utilizate cât şi în funcţie de poziţia epruvetei de pe suprafaţa piesei prelucrate.

Din figurile 4.8.4., 4.8.5. şi 4.8.6. reiese faptul că poziţia epruvetei nu are influenţă

decisivă asupra rugozităţii totale ale piesei, deoarece generează variaţii arbitrare ale valorilor parametrilor de caracterizare. De mare importanţă este granulaţia benzilor abrazive folosite: astfel cu cât banda are o granulaţie mai mare, cu atât parametrii înregistraţi au valori mai mici, deci rugozitatea suprafeţei este mai mică.



2

3

4

5

6

100 120 150 180

granulozitatea benzii abrazive

μm

intrari mijloc iesiri

Figura 4.8.4. Abaterile medii de la mediana profilului (Ra)

6

8

10

12

14

16

18

100 120 150 180


μm

intrari mijloc iesiri

Figura 4.8.5. Adâncimile nucleului (Rk)



2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

100 120 150 180


μm

intrari iesiri mijloc

Figura 4.8.6. Înălţimea redusă a rugozităţii (Rpk)

În urma experimentelor efectuate se pot formula următoarele concluzii:

- prin creşterea granulaţiei pânzei abrazive creşte şi calitatea suprafeţei obţinute - poziţia epruvetei nu influenţează semnificativ calitatea suprafeţelor obţinute - şlefuirea plăcilor furniruite cu lemn de păr au rezultate mai bune din punct de vedere calitativ decât lemnul masiv de păr (Tabelul 4.8.1).

Tabelul 4.8.1 Valorile minime la slefuirea lemnului de păr şi plăcilor furniruite cu furnir de păr la

şlefuire fără umezire

Parametru de

rugozitate

Granulaţia finală

100 120 150 180

masiv furnir masiv furnir masiv furnir masiv furnir

Ra, μm 6,538 5.410 7.389 3.786 3,546 2.943 3,849 2.323

Rk, μm 20,985 16.67 22,704 11.609 10,096 8.866 12,273 6.969

Rpk, μm 9,450 5.350 12,790 4.915 5,414 3.723 5,057 3.335



4.9 DETERMINAREA PUTERII CONSUMATE LA ŞLEFUIREA LEMNULUI DE PĂR.

4.9.1.Material. Metodă. S-au alcătuit 16 seturi de câte 13 epruvete fiecare, pentru cele trei direcţii de

prelucrare, paralel, perpendicular, 45 de grade faţă de direcţia fibrei. În experiment a fost folosit în total de 624 de epruvete.

Prin combinarea a 6 granulaţii, cea de 60,80,100,120,150,180, s-a utilizat 16 programe de şlefuire, epruvetele fiind iniţial calibrate cu granulaţia de 60. Programele de şlefuire sunt prezentate în tabelul 4.7.1.4.

4.9.2. Înregistrarea datelor şi prelucrarea datelor.

Elementele referitoare la înregistrarea, prelucrarea, inclusiv modelarea datelor au fost prezentate în cadrul capitolului 4.2.

Figura. 4.9.1. Montajul electronic şi placa de achiziţie Velleman şi programul

PC – Lab 2000 4.9.3. Discuţii privind puterea consumată la şlefuirea lemnul de păr cu ajutorul

graficelor rezultate În scopul realizării unei analize cât mai corecte la rezultatele studiului asupra

puterii consumate la şlefuirea lemnul de păr din cadrul datelor s-au eliminat extremele nereprezentate suficient prin experimentul real factorial. Astfel variabiele regimului de lucru sunt următoarele:

- viteza de avans cu valorile de: 8; 12 şi 16 m/min - adâncimea de aşchiere cu valorile de 0,1; 0,2; 0,3 mm - Piesele la programul 1 a fost supuse şlefuirii de calibrare cu viteza de avans 12 m/min

şi adâncimea de aşchiere de 0,3 mm.



Puterea la slefuire la 45 de grade, comparaţie între granulaţiile 80, 100, 120,

150 şi 180 după calibrare cu gr. 60, f(u) dupa h

0

1

2

3

4

5

6

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Pu

tere

a,

[kW

] pr2_60_80

pr7_60_100

pr11_60_120

pr14_60_150

pr16_60_180

Puterea la slefuire paralel cu fibrele, comparaţie între granulaţiile 80, 100,

120, 150 şi 180 după calibrare cu gr. 60, f(u) dupa h

0

1

2

3

4

5

6

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Pu

tere

a,

[kW

] pr2_60_80

pr7_60_100

pr11_60_120

pr14_60_150

pr16_60_180

Puterea la slefuire perpendicular cu fibrele, comparaţie între granulaţiile

80, 100, 120, 150 şi 180 după calibrare cu gr. 60, f(u) dupa h

0

1

2

3

4

5

6

0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3

8 12 16



Pu

tere

a,

[kW

] pr2_60_80

pr7_60_100

pr11_60_120

pr14_60_150

pr16_60_180

Figura 4.8.1. Puterea consumată la cele trei direcţii de şlefuire,

comparaţie între granulaţiile 80,100,120,150 şi 180 după calibrarea cu granulţia 60, f(u) după h.

4.9.4 Concluzii privind puterea la şlefuirea lemnului de păr

Din analizele prezentate de mai sus putem trage concluzia că indiferent de granulaţia benzii, odată cu creşterea adâncimii de aşchiere creşte şi consumul necesar de aşchie, iar cele mai bune rezultate din punct de vedere al consumului de putere le are programul 11 care are granulaţia finală 120.Consumul de putere la valorile prezentate conţine şi consumul de putere la calibrarea pieselor folosind hârtie abrazivă cu granulaţia de 60, nu numai consumul de putere cu şlefuire finală.



5. OPTIMIZAREA PARAMETRILOR DE LUCRU LA FREZARE ŞI ŞLEFUIRE ÎN FUNCŢIE DE CALITATEA IMPUSĂ SUPRAFEŢELOR REZULTATE ŞI ÎN FUNCŢIE DE CARACTERISTICILE DE PUTERE ALE MAŞINILOR

5.1 Conceptul de optimizare

Orice proces de prelucrare a lemnului are la bază un material lemnos, scule de prelucrare şi maşini cu diferite caracteristici tehnologice. În acelaşi timp fiecare proces are un scop bine stabilit şi chiar precis măsurabil.

Acest scop în fiecare caz trebuie să îndeplinească criteriile economice, şi anume atingerea celei mai bune calităţi în condiţiile unui cost cât mai scăzut. Astfel raportul calitate – preţ trebuie să fie menţinut mereu între cele mai ridicate valori.

Diferitele variabile care influenţează procesul de prelucrare au repercursiuni şi asupra calităţii şi cantităţii suprafeţelor obţinute. Teoretic calitatea suprafeţelor obţinute poate fi calculată cu ajutorul unor formule, care însă presupun anumite condiţii idealizate. În practică pentru a putea calcula cu formule calitatea suprafeţelor obţinute ar trebui să ţinem cont de toţi factorii care influenţează un proces de prelucrare.

Astfel un proces de prelucrare poate fi reprezentat cu ajutorul formulei următoare:

nxxxfy ,..., 21

Unde: y – rezultatul procesului de prelucrare x1, x2, ... xn – factorii de influenţă asupra procesului de prelucrare

Rezolvarea unei ecuaţii cu n – variabile duce la o soluţie cu un interval prea mare de valori. Acest lucru a condus la necesitatea optimizării proceselor de prelucrare a lemnului. Optimizarea proceselor de prelucrare a lemnului reprezintă alegerea celor mai adecvate valori pentru parametrii regimului de lucru în condiţiile în care urmărim atingerea unei calităţi prestabilite ale suprafeţelor prelucrate.

Prin optimizare se alege un criteriu de optimizare (de exemplu calitatea suprafeţelor

obţinute sau consumul de energie minimalizat) ce implică stabilirea unei valori fixe (optime) pentru un factor de influenţă care împreună cu valorile celorlalte variabile reprezintă soluţia optimă.

Optimizarea nu are rost dacă nu se corelează criteriile de optimizare pentru păstrarea raportului maxim între calitate şi preţ.

Deci optimizarea presupune cunoaşterea valorilor de intrare “input” şi pe baza acestora în condiţiile anumitor restrângeri vom avea valorile de ieşire sau “output”. Însă procesul se poate petrece şi în direcţie inversă, în condiţiile cunoaşterii datelor de ieşire (date impuse) vom găsii valorile datelor de intrare (fatorilor de influenţă).

Astfel având un material lemnos, o anumită maşină de prelucrat (cu anumite dotări) şi anumite scule pentru prelucrare, putem să stabilim calitatea maximă a suprafeţelor obţinute în condiţiile de lucru (viteză de avans, adâncime de aşchiere, lăţime de aşchiere, turaţie etc.) prestabilite. Sau putem să prestabilim un anumit consum maxim pentru atingerea celor mai bune suprafeţe iar prin optimizare aflăm dotările necesare, regimul de lucru necesar.

Optimizarea are la bază datele experimentale: rugozitatea obţinută şi puterea consumată în urma prelucrării materialului lemnos în diferite condiţii de lucru, pentru diferite valori ale parametrilor regimului de lucru.



Necesitatea optimizării este susţinută atât din punct de vedere calitativ cât şi din punct de vedere economic, rezultatul acesteia fiind stabilirea regimurilor optime de prelucrare pentru obţinerea calităţii prestabilite şi cu consumul minim de putere, material şi manoperă.

Optimizarea unui proces de prelucrare cu ajutorul calculatorului presupune introducerea datelor experimentale (obţinute în urma înregistrării acestora pe parcursul experimentelor) într-un program de calcul, care determină relaţiile de dependenţă între variabilele regimului de lucru şi rugozitatea respectiv consumul de energie.

Pentru realizarea optimizării trebuie să stabilim funcţia obiectiv (calitatea suprafeţelor obţinute sau costul prelucrării) şi restricţiile aferente. Restricţiile pot fi de natură tehnică (dotarea existentă cu caracteristicile sale tehnice: turaţiile posibile, vitezele de avans etc.; sau rugozitatea – calitatea suprafeţelor obţinute) sau de natură economică (costul minim, cantitatea sau productivitatea maximă).

Funcţiile obiectiv pot conţine mai multe restricţii combinate. În concluzie optimizarea urmăreşte determinarea valorilor optime ale parametrilor

dinamici şi cinematici (“input”) ai procesului de prelucrare în scopul obţinerii unor suprafeţe de calitate prestabilită, cu costurile minime şi cu productivitatea maximă.

5.2 Determinarea parametrilor regimurilor de lucru prin optimizare Programul de calcul, cu ajutorul căruia s-a realizat optimizarea parametrilor regimurilor

de lucru pentru procesele de frezare şi şlefuire, este un soft creat în DELPHI care facilitează stabilirea interactivă a regimului de aşchiere în funcţie de tipul acestuia (frezare sau şlefuire) şi în funcţie de caracteristicile tehnice ale maşinilor şi sculelor de prelucrare.

După deschiderea programului de optimizare se încarcă fişierele care conţin coeficienţii ecuaţiilor pentru fiecare parametru de rugozitate. Aceşti coeficienţi au fost calculaţi cu ajutorul programului de modelare şi simulare a datelor. Pentru calculul lor s-a avut la bază următoarele ecuaţii matematice de regresie:

2

2

2

12121 xfxexxdxcxbaY

2

3

2

2

2

1323121321 xjxixhxxgxxfxxexdxcxbaY

Programul de optimizare al regimului de frezare a fost conceput astfel încât să se permită corelarea corespunzătoare a restricţiilor de optimizare de ordin tehnic cu cele de ordin economic, urmărindu-se păstrarea constantă a raportului calitate preţ. Metoda de optimizare constă din două fraze:

calculează şi afişează toate variantele de regim pentru care se pot obţine valori mai mici ale parametrului dependent ales ca obiectiv de optimizare decât, valoarea maximă impusă de utilizator corespunzătoare cerinţelor documentaţiei tehnice a produsului din care face parte reperul prelucrat.

sortează în ordine crescătoare a valorii puterii medii consumate, variantele de regim

obţinute conform primei restricţii de ordin tehnic, pentru respectarea principiului de corelare a restricţiilor tehnice cu cele economice, oferindu-se astfel posibilitatea alegerii cu uşurinţă a unui regim de frezare care respectă condiţiile primei restricţii de optimizare dar are şi o valoare cât mai mică a puterii consumate.



Varianta de regim optim va fi aleasă corelând valoarea parametrului dependent cu

valoarea puterii medii consumate şi cu valoarea vitezei de avans care permite obţinerea unei productivităţi bune şi poate fi reglată corespunzător pe maşina- unealtă folosită la prelucrare (Fotin 2008).

Etapele realizării optimizării sunt următoarele: 1. Deschiderea programului de optimizare şi selectarea operaţiei supuse

optimizării (Figura 5.1.). De exemplu: Şlefuire -.>

Câte şlefuiri conţine programul 2 şlefuiri -.>

Program şlefuire: (2_60_80)

Mod de şlefuire: (fără_umezire)

Direcţia de şlefuire: (longitudinală) _

Moment în care se încarcă coeficienţii ecuaţiei de modelare şi valorile parametrilor independenţi respectiv, minima, media şi maxima vitezei de avans (u) şi a adâncimii de aşchiere (h).

Figura 5.1. Programul de optimizare, selectarea operaţiei

supuse optimizării .



2. Selectarea parametrului dependent pentru care se calculează regimul, cu ajutorul butoanelor radio (Figura 5.2.).

De exemplu: Pmed

Figura 5.2. Selectarea parametrului pentru care se calculează regimul

3. Calculul regimului cu ajutorul butonului de „Calcul regim” (Figura 5.3.) Prin apăsarea butonului Calcul regim, se obţine valoarea Pmed pentru u=12m/min şi h=0.3.

Figura 5.3. Calculul regimului pentru viteză de avans şi adâncime impuse

Valorile u şi h medii pot fi schimbate de la tastatură obţinându-se valoarea Pmed pentru oricare valoare dorită a acestora (Figura 5.4.).



Figura 5.4. Obţinerea valorii Pmed în urma schimbării valorilor

u şi h din tastatură

4. Simularea regimului se realizează prin apăsarea butonului Simulare având ca efect obţinerea a n variante de regimuri de lucru (nx1, nx2) (Figura 5.5.)

Figura 5.5. Simularea regimului de lucru

5. Stabilirea regimului optim (Figura 5.6.) Constă în stabilirea de la tastatură în fereastra Optimizare regim a valorii maxime a

parametrului selectat pentru optimizare, valoare maximă cerută de client sau impusă de posibilităţile maşinii, necesarul de productivate, raport calitate preţ, etc.



Se apasă butonul Stabilire regim optim şi obţin valorile maxime ale parametrilor regimului de lucru în celulele corespunzăroare coloanei Parametrii regim.

De asemenea în fereastra Tabel date simulate/optimizate se obţin toate combinaţiile parametrilor de regim care îndeplinesc condiţia impusă în faza anterioară.

Dacă parametrul selectat în vederea optimizării este Pmed., în fereastra Tabel date simulate/optim valorile acestuia sunt ordonate crescător, oferind astfel posibilitatea alegerii cu uşurinţă a variantelor optime atât din punct de vedere a valorii Pmed, cât şi a posibilităţilor de reglare a parametrilor funcţie de dotarea existentă.

Figura 5.6. Stabilirea regimului optim

În cazul în care parametrul de optimizare selectat este parametrul de rugozitate, atunci

în fereastra Tabel date simulate/optim, programul va afişa toate combinaţiile de regim care corespund cerinţei de rugozitate maximă a suprafeţei. Variantele sunt ordonate de această dată tot crescător însă după puterea medie consumată. Astfel din toate combinaţiile, primele vor avea puterea consumată cea mai mică.

Programul oferă posibilitatea analizării mai multor variante de regim care se încadrează în condiţia de calitate, pentru a se realiza la final o optimizare economico-energetico-calitativă, (ţinându-se cont şi de influenţa vitezei de avans asupra productivităţii) – economie se poate face prin reducerea consumului de energie dar şi prin creşterea productivităţii. Astfel se poate alege o rugozitate care se încadrează în limita maximă dar care se obţine cu un consum mai mare decât minima posibilă, dar cu o productivitate ridicată datorită valorii mai mari a vitezei de avans.

Din Figura 5.7. se poate observa că pentru o corelare cât mai bună a rugozităţii, cu puterea consumată şi cu productivitatea varianta a 2-a este optimă din toate punctele de vedere.



Figura 5.7. Tabel de date simulate/optimizate

Datorită faptului că rugozitatea permisă era 3.3, varianta a 2-a îndeplineşte condiţiile şi

pentru cazul în care pot interveni abateri datorate funcţionării maşinii (de la 1.95 până la 3,3 este loc de variaţie). Dacă totuşi, se doreşte o rugozitate şi mai mică se poate alege varianta 3 în care se poate observa, o creştere nesemnificativă a puterii consumate (0.2 KW) în comparaţie cu reducerea rugozităţii (0.74 microni).

6. Dacă maşina nu permite reglarea parametrilor decât între anumite

valori, programul permite modificarea acestora (Figura 5.8.).

Figura 5.8. Reglarea parametrilor

Toate datele care sunt prelucrate şi afişate în ferestra Tabel date simulate/optim pot fi importate în programul Excel (prin apăsarea butonului Excel), urmând ca să fie tipărite şi distribuite operatorilor pentru a putea alege varianta optimă în funcţie de cerinţe şi de condiţiile de lucru dintr-un anumit moment.

5.3. Concluzii privind optimizarea proceselor de frezare şi şlefuire După cum s-a arătat mai sus optimizarea proceselor de prelucrare a lemnului prin frezare şi şlefuire constă în realizarea unei baze de date complete şi complexe care având la bază datele experimentale şi ecuaţiile de regresie permite modelarea şi simularea proceselor de prelucrare stabilind parametrii optimi ai regimurilor de lucru pentru aceste procese. Astfel activitatea de optimizare aduce o serie de avantaje pentru industria de prelucrare a lemnului de păr:



- Asigură realizarea unei baze de date complexe şi complete, prin introducerea tuturor datelor obţinute în urma experimentelor a ecuaţiilor de regresie; prin modelarea datelor în scopul obţinerii relaţiilor de dependenţă între diferitele variabile ale regimurilor de prelucrare; şi prin simulare, ce asigură determinarea parametrilor optimi pentru operatorii fizici.

- Avantajează determinarea parametrilor regimului de lucru pentru o anumită calitate impusă a suprafeţelor şi pentru anumite costuri maxime prestabilite.

- Asigură posibilitatea alegerii unui regim de prelucrare corelat cu calitatea şi costurile impuse a pieselor prelucrate păstrând raportul de calitate – preţ între anumite limite de rentabilitate, şi implicit profitabilitatea producătorului.

- Există posibilitatea modificării anumitor parametrii de prelucrare în regimul de lucru optimizat, în cazul în care maşina de prelucrare sau sculele folosite care stau la dispoziţia producătorului impun anumite condiţii.

- Asigură compararea mai multor regimuri de lucru prin alegerea unui pas de variaţie a parametrilor variabili independenţi vizualizând variaţia calităţii, cantităţii, a costurilor sau a productivităţii programului de producţie.

- Oferă posibilitatea listării regimurilor optime determinate în urma derulării soft-ul pentru a le da la producţie, urmând ca în funcţie de condiţii să se aleagă varianta optimă.

- Permite vizualizarea rapidă a tendiţelor valorilor parametrilor regimurilor de lucru şi crearea unor plot-uri 3D – reprezentări grafice.

- Facilitează comparaţia regimurilor de lucru pentru specii diferite cu condiţia ca baza de date (cu datele experimentale, ~modelate şi ~simulate şi cu ecuaţiile de regresie) să fie introdusă în program.

6.CONCLUZII FINALE

Acest capitol are rolul de a prezenta cele mai importante concluzii trase în urma cercetărilor şi analizelor făcute şi prezentate în această lucrare.

Primele concluzii se referă la caracteristicile generale, proprietăţile fizico-mecanice şi structura macro~ şi microscopică a lemnului de păr:

- Aria de răspândire a lemnului de păr în Europa cuprinde ţările din zonele sub mediterane şi ajunge prin Vestul-, Centrul-, şi Sud-estul Europei până la zonele subcontinentale. În regiunea Carpatică apare aproape oriunde, dar mai ales în regiunile de câmpie şi deal.

- În general este o specie a regimurilor joase, dar în Europa de sud s-a răspândit şi la atitudini mai mari până la 1000 m.

- Arborele de păr sălbatic nu atinge dimensiuni şi vârtse extreme. În general creşte la înălţimi de 10-15 m şi are diametre de 50-70 cm. Înălţimea maximă înregistrată era de peste 20 m cu diametrul de 1m.

- Deoarece necesită un timp îndelungat pentru creştere are o pondere redusă în cantitatea de material disponibil (în România sub 1%).

- Materialul lemnos se rupe greu, este tare, elastic şi uşor de îndoit. Prelucrarea lui este uşoară din toate punctele de vedere: sculptură, strunjire rândeluire, frezare, lipire, uscare.



- Domeniile de utilizare a lemnului de păr sunt: elemente de precizie (rigle de calcul, echere), diferite piese mici (scule, prese), piese ornamentale – estetice (sculpturi, ornamente), furnir estetic, lucrări de intarsii, industria mobilei.

- Lemnul de păr are o culoare alb-gălbui-roşiatică, are o textură fină, o suprafaţă netedă şi lucioasă

- Are o structură complexă, omogenă, prezintă inele anuale distincte, cu contur regulat

- Este considerat un lemn stabil deoarece după uscare nu-şi modifică forma. - Se prelucrează şi se finisează uşor şi bine, se îmbibă bine cu ulei, se

colorează şi se lustruieşte bine.

Concluziile referitoare la calitatea suprafeţelor obţinute prin prelucrarea la frezare dreaptă şi profilată pot fi însumate astfel :

- Dintre frezele cu plăcuţe brazate drepte freza cu diametrul de 80 mm generează cele mai bune rezultate din punct de vedere a calităţii suprafeţelor obţinute în urma frezării drepte în direcţie longitudinală. În direcţia transversală freza cu diametrul de 63 mm poate fi considerată cea mai avantajoasă.

- În cazul frezelor cu plăcuţe amovibile cu ajutorul frezei cu diametrul de 120 mm s-au înregistrat cele mai bune rezultate ale rugozităţilor obţinute.

- Dintre frezele cu plăcuţe brazate drepte şi cu plăcuţe brazate înclinate (ambele cu diametrul de 100 mm) se alege freza cu plăcuţe brazate înclinate deoarece a generat la prelucrare cele mai bune suprafeţe din punct de vedere calitativ.

- Din comparaţia calităţii suprafeţelor obţinute freza cu diametrul de 80 mm poate fi aleasă drept optimă pentru toate prelucrările analizate.

- S-a constatat că viteza de avans de 9 m/min a generat cele mai bune valori ale rugozităţii suprafeţelor drepte pentru prelucrarea la frezare profilată atât pe direcţie longitdinală cât şi pe direcţie transversală, cu turaţia de 9720 rot/min.

- Cele mai fine suprafeţe curbe s-au obţinut la o viteză de avans de 13,5 m/min, în cazul frezării profilate pentru o turaţie de 6624 rot/min.

În urma analizei privind puterea consumată în cursul proceselor de frezare s-au tras

următoarele concluzii: - Odată cu creşterea vitezei de avans, adâncimii de aşchiere şi a lăţimii de

aşchiere a crescut puterea consumată, din acest lucru rezultă că valorile minime de consum s-au înregistrat în mare parte la un regim de lucru de 9 m/min viteza de avans, 1 mm adâncimea de aşchiere şi 25 mm lăţime de aşchiere.

- Dintre diferitele tipuri de freze cu plăcuţe brazate pentru turaţia de 6624 rot/min atât la prelucrare longitudinală cât şi transversală se preferă freza cu diametrul de 80 mm. Iar pentru turaţia de 9720 rot/min (pentru ambele direcţii) freza cu diametrul de 63 mm.

- În ceea ce priveşte compararea puterii de prelucrare cu frezele cu diametrul de 100 mm cu plăcuţe brazate drepte şi înclinate se departajează freza cu plăcuţe înclinate, care are valori mai scăzute la consumul de putere.

- Dintre frezele cu plăcuţe amovibile cu diametrul de 80 şi 120 mm, freza care a generat consumul cel mai mic este freza cu diametrul de 80 mm pe direcţiile



de prelucrare longitudinală şi transversală la turaţia de 9720 rot/min; iar pe direcţia transversală la turaţia de 6624 rot/min freza de D120 amovibile.

- La comparaţia frezelor D80 brazate şi D80 amovibile s-a constatat că de cele mai multe ori freza D80 amovibile are consum mai scăzut decât freza D80 brazate.

- În cazul frezei profilate cu diametrul de 140 mm puterea consumată este mai scăzută la o turaţie mai mare (de 9720 rot/min) decât pentru o turaţie a maşinii de frezat mai mică (de 6624 rot/min).

Executarea experimentelor de prelucrare prin şlefuirea epruvetelor din lemn de păr

masiv şi a celor din PAL furniruite cu furnir de lemn de păr a condus la date experimentale conform cărora s-au tras următoarele concluzii referitoare la calitatea suprafeţelor obţinute:

- Creşterea granulaţiei pe hârtia abrazivă duce la îmbunătăţirea parametrilor de rugozitate ale suprafeţelor obţinute.

- Şlefuirea cu umezire a înregistrat în general valori mai mici la parametrii de rugozitate, aşa cum a fost de aşteptat. Există însă şi excepţii la programul 2 (60,80) la prelucrarea perpendiculară, la programul 7 (60,100) la fiecare direcţie de prelucrare, şi la programul 16 (60, 150) la prelucrarea înclinată pe direcţia fibrei.

- În cazul suprafeţelor furniruite şi şlefuite se poate afirma că poziţia epruvetei nu are influenţă decisivă asupra rugozităţii totale ale piesei, deoarece generează variaţii arbitrare ale valorilor parametrilor de rugozitate. De mare importanţă este granulaţia benzilor abrazive folosite: astfel cu cât banda are o granulaţie mai mare, cu atât parametrii înregistraţi au valori mai mici, deci rugozitatea suprafeţei este mai mică.

- Şlefuirea plăcilor furniruite cu lemn de păr a condus la rezultate mai bune din punct de vedere calitativ decât la lemnul masiv de păr.

Din analizele puterii consumate în cursul putem trage concluzia că indiferent de

granulaţia benzii, odată cu creşterea adâncimii de aşchiere creşte şi consumul necesar de aşchie, iar cele mai bune rezultate din punct de vedere al consumului de putere le are programul 11 (60, 120) care are granulaţia finală de 120. Consumul de putere conţine şi consumul de putere la calibrarea pieselor folosind hârtie abrazivă cu granulaţia de 60, nu numai consumul de putere cu şlefuire finală.

Concluziile principale privind optiminarea datelor obţinute sunt următoarele: - Necesitatea optimizării este susţinută atât din punct de vedere calitativ cât şi

din punct de vedere economic, rezultatul acesteia fiind stabilirea regimurilor optime de prelucrare pentru obţinerea calităţii prestabilite şi cu consumul minim de putere, material şi manoperă.

- Optimizarea unui proces de prelucrare cu ajutorul calculatorului presupune introducerea datelor experimentale într-un program de calcul, care determină relaţiile de dependenţă între variabilele regimului de lucru şi rugozitatea respectiv consumul de energie, iar cu ajutorul acestora se pot determina valorile optime ale regimurilor de lucru.

- Optimizarea asigură realizarea unei baze de date complexe şi complete, prin introducerea tuturor datelor obţinute în urma experimentelor a ecuaţiilor de regresie; prin modelarea datelor în scopul obţinerii relaţiilor de dependenţă



între diferitele variabile ale regimurilor de prelucrare; şi prin simulare, ce asigură determinarea parametrilor optimi pentru operatorii fizici.

- Această operaţie ssigură posibilitatea alegerii unui regim de prelucrare corelat cu calitatea şi costurile impuse ale pieselor prelucrate păstrând raportul de calitate – preţ între anumite limite de rentabilitate, şi implicit profitabilitatea producătorului.

- În acelaşi timp există posibilitatea modificării anumitor parametrii de prelucrare în regimul de lucru optimizat, în cazul în care maşina de prelucrare sau sculele folosite care stau la dispoziţia producătorului impun anumite condiţii.

Programul utilizat pentru optimizare oferă posibilitatea listării regimurilor optime astfel încât aceste regimuri pot fi aplicate de către producători. 7. CONTRIBUŢII PERSONALE ŞI DIRECŢII VIITOARE DE CERCETARE Prezenta teză de doctorat realizează un studiu amplu referitor la lemnul de păr, din punctul de vedere al structurilor macro şi microscopice, a proprietăţilor fizico-mecanice, a parametrilor regimului de lucru la frezare şi şlefuire, a rugozităţii suprafeţelor obţinute în urma prelucrării prin frezare şi şlefuire, a puterii consumate în cursul prelucrărilor sus menţionate şi din punct de vedere al optimizării regimurilor de lucru. Acest studiu a avut ca scop obţinerea datelor experimentale şi prelucrarea acestor date în vederea optimizării prelucrării lemnului de păr în vederea înglobării sale în industria mobilei. Principalele contribuţii proprii prezentate în cadrul acestei teze sunt următoarele:

- Realizarea unui studiu succint referitor la stadiul actual al fondului forestier de pe Glob, la fondul forestier din România şi la caracteristicile generale ale lemnului de păr, caracteristici observate de alţi cercetători.

- Efectuarea experimentelor de testare a proprietăţilor fizico-mecanice ale lemnului de păr, experimente care au dus la valori numerice comparate cu datele obţinute de alţi cercetători.

- Realizarea prelucrării prin frezare dreaptă şi profilată a epruvetelor din lemn de păr masiv, înregistrând variabilele regimului de lucru şi puterea consumată la fiecare experiment în parte, prelucrând cu ajutorul calculatorului datele înregistrate. S-a măsurat rugozitatea suprafeţelor obţinute în urma frezărilor şi s-au înregistrat datele în calculator. Datele înregistrate au fost prelucrate, analizate şi comparate atât pentru puterea consumată cât şi pentru calitatea suprafeţelor obţinute.

- După această analiză s-a făcut modelarea, simularea şi optimizarea datelor experimentale în vederea determinării parametrilor regimurilor optime, care trebuie să menţină raportul calitate – preţ la cele mai mari valori. Cu ajutorul optimizării se pot determina regimuri de lucru care satisfac anumite criterii şi pot fi integrate în planurile reale de producţie.

- Experimente similare s-au făcut şi pentru procesul de prelucrare a lemnului de păr prin şlefuire. În urma prelucrării efective s-au analizat şi comparat datele obţinute atât pentru calitatea suprafeţelor obţinute cât şi pentru puterea consumată la fiecare operaţie în parte.



- Epruvete din MDF au fost furniruite cu furnir obţinut din lemn de păr. La fel ca şi în cazul celorlalte tipuri de prelucrare s-au măsurat suprafeţele obţinute şi s-au comparat cu cele de pe lemn de păr masiv.

- Cu ajutorul modelării, simulării şi optimizării datelor experimentale s-au determinat regimurile optime pentru prelucrare prin şlefuire, care asigură posibilitatea de a ţine cont de anumite restricţii tehnice sau economice, care ţin de proprietăţile speciei lemnoase, a benzilor abrazive utilizate şi a maşinii de şlefuire, sau restricţii care au în vedere un anumit nivel de calitate cerut pentru suprafeţele obţinute sau propun un nivel maxim al costurilor şi un nivel minim al productivităţii.

Efectuarea acestor experimente a permis cunoaşterea prelucrabilităţii lemnului de păr, lucru ce facilitează înglobarea lemnului de păr în industria mobilei. Cu toate că prezenta lucrare a încercat să acopere un capitol important din domeniul cercetărilor referitoare la lemnul de păr, multe alte capitole rămân încă drept temă a viitoarelor cercetări din domeniu. Dintre acestea amintin:

- Cercetări experimentale cu privire la alte tipuri de prelucrare a lemnului de păr, cum ar fi debitarea, uscarea sau operaţiile de ferăstruire; cercetări care să aibă în vedere atât prelucrabilitatea lemnului de păr, cât şi calităţile produselor forestiere obţinute sau productivitatea şi rentabilitatea regimurilor de lucru optimizate.

- Compararea la diferite nivele a caracteristicilor lemnului de păr cu alte specii similare, sau cu specii mult mai rare sau costisitoare dar asemănătoare din punct de vedere estetic şi calitativ (de exemplu abanosul, care poate fi imitat prin colorarea în negru a lemnului de păr).

- Cercetări referitoare la capacitatea de plastifiere a lemnului de păr prin curbare, imprimare sau pentru tăierea în furnire.

- Cercetări cu privire la diferitele soluţii de finisare ale suprafeţelor din lemn de păr, cum ar fi lăcuirea, băiţuirea, vopsirea etc.

- Efectuarea cercetărilor experimentale referitoare la capacitatea de încleiere sau adezivitatea de încleiere în vederea realizării anumitor produse lemnoase speciale.

- Cercetări privind neregularităţile structurii lemnului de păr sau cu privire la defectele specifice ale acestei specii.

Având în vedere tendinţele rapide de dezvoltare în cercetare şi industrie, temele referitoare la viitoarele cercetări menţionate mai sus reprezintă numai o parte din oportunităţile de dezvoltare şi aprofundare.



BIBLIOGRAFIE

1. ALEXANDRU, St. 1969. Teoria si calculul aschierii lemnului. Litografia I.P. Brasov. 2. BEGANU, N. 2001 . Contributii privind optimizarea structurilor tehnologice ale

masinilor de slefuit cu banda lata. Teza de doctorat. Universitatea Transilvania Brasov. 3. BOROS Mihai, TARAN Nicolae, BEGAN Nicolae, Experimentari privind rugozitatea

suprafetelor lemnului de plop prelucrate prin slefuire, Conferinta Nationala Stiinta si Ingineria lemnului, 2005, Brasov.

4. BRENCI, L. 2006 . Research concerning the influence of cutter wear upon the quality of profiled wooden surfaces. ProLigno, Vol. 2, No.1, p.65-73.

5. BUDAU, G. 1988. Cercetari teoretice si experimentale cu privire la optimizarea functionala si constructiva a mecanismelor de avans ale masinilor pentru prelucrarea lemnului. Teza de doctorat. Universitatea din Brasov.

6. BUDAU, G., RADU A. 1988. Stabilirea corelatiei dintre calitatea suprafetei 7. prelucrate, raza sculei si marimea avansului pe dinte la frezare. Revista Industria

Lemnului, nr. 1. 8. BUDĂU, G.(2008). Maşini unelte pentru prelucrarea lemnului. Editura Universităţii

Transilvania Braşov, ISBN 978-973-598-271-3 9. BUDĂU, G; ISPAS, M; CÂMPEAN, M.Kinematics of wood processing machine tools.

Editura Universitaţii Transilvania Braşov, 2003. ISBN973-635-226-9. 10. BURDURLU* Erol, Ülker USTA, Meliha ULUPINAR, Bora AKSU, T. .aÛrÝ

ERARSLAN, The Effect of the Number of Blades and the Grain Size of Abrasives in Planing and Sanding on the Surface Roughness of European. Black Pine and Lombardy Poplar, Turk J Agric For,2004.

11. CIMPOIA, I, CURTU I. 1983. Noi tipuri de capete pentru frezarea lemnului. În. Revista Industria Lemnului, nr3.

12. CISMARU, I. 1979a. Influenta gradului de înclinare a cutitelor asupra consumului de energie la prelucrarea lemnului prin frezare. Revista Industria Lemnului, nr.2.

13. CISMARU, I. 1979b. Determinarea parametrilor frezelor cu cutite înclinate în vederea reducerii consumului de energie la prelucrare. Revista Industria Lemnului, nr.3.

14. CISMARU, I. 1989. Studiu privind influenta modului de fixare a sculelor asupra calitatii suprafetelor, la prelucrarea prin frezare. Revista Industria Lemnului,nr.1/1989. 65

15. CISMARU, I., CISMARU, M. 1981. Contributii la proiectarea frezelor cilindrice cu cutite înclinate, dispuse în plan. Revista Industria Lemnului, nr.1.

16. CISMARU, I., CISMARU, M. 2000. Proiectarea şi fabricarea mobilei de artă, editura Dealul Melcilor, Brasov.

17. CISMARU, M. 2003. Fizica lemnului si a materialelor pe baza de lemn, Editura Universitatii Transilvania Brasov.

18. COTTA, N., NASTASE, V., POP, I. 1982. Slefuirea lemnului si peliculelor de acoperire. Editura Tehnica Bucuresti.

19. DE MOURA, Luiz Fernando, Æ Roger E. Hernandez Effects of abrasive mineral, grit size and feed speed on the qualityof sanded surfaces of sugar maple wood.,Received: 15 October 2005 / Published online: March 2006.

20. DOGARU, V; CÂMPEAN, M. Wood cutting and tools (part one and two). Editura Universităţii Transilvania Braşov. 2004.ISBN 973-635-260-9.

21. DOGARU, V. (2003). Frezarea lemnului. Editura Universităţii Transilvania din Braşov, ISBN 973-635-191-2



22. DOGARU, V. 1972. Prelucrabilitatea prin taiere a placilor din aschii de lemn. Revista Industria Lemnului, nr.9.

23. DOGARU, V. 1981. Aschierea lemnului si scule aschietoare. Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti

24. DOGARU, V. 1985. Bazele taierii lemnului si a materialelor lemnoase. Editura Tehnica Bucuresti.

25. FILIPOVICI, J. 1965. Studiul lemnului, vol I, vol II, Editura didactica si pedagogica,Bucuresti.

26. FOTIN, A.; CISMARU, I.; SALCĂ, E. (2008). Cercetări experimentale privind puterea consumată la şlefuirea lemnului de mesteacăn, PROLigno, vol. 4, No.3, septembrie 2008, ISSN 1841-4737, p. 37- 45.

27. FOTIN, A. (2008). Contribuţii lsa optimizarea prelucrării prin frezare şi şlefuire a lemnului de mesteacăn în vederea utilizării în producţia de mobilă şi alte produse din lemn. Teza de doctorat, Universitatea Transilvanis din Braşov.

28. FUJIWARA, Yuko, FUJII, Yoshihisa ,Shogo OKUMURA, “Relationship between roughness parameters based on material ratio curve and tactile roughness for sanded surfaces of two hardwoods”, The Japan Wood Research Society 2005.

29. GURAU, L. 2007 . Quantitative evaluation of the sanding quality in furniture manufacturing. Editura Universitatii Transilvania Brasov.

30. GURAU, L.; MANSFIELD, H.; IRLE, M. 2004b. Processing roughness of sandedwood surfaces. In. Holz roh Werkst 63. p.43-52.

31. GURAU, L.2004a. The roughness of sanded wood surfaces. Doctoral thesis. Forest Products Research Centre. Brunel University.

32. GURAU, L, HUGH, Mansfield-Williams, Irle, M “Filtering the roughness of a sanded wood”, Published online: 17 January 2006.

33. HOLZ ATLAS 34. ISPAS, M. 2000 . Contributii la studiul prelucrarii lemnului pe masinile de frezat cu ax

vertical în vederea optimizarii constructive si functionale. Teza de Doctorat. Universitatea Transilvania Brasov

35. LAURENZI, W. 2000. Contributii la modelarea si optimizarea aschierii lemnului cu pânze circulare în vederea conducerii procesului de taiere cu ajutorul calculatorului. Teza de doctorat, Universitatea din Brasov.

36. LAURENZI, W. 2008. Modelare_simulare_date, Plot_3D_3_var, Softuri create în Delphi.

37. LEMASTER, R.L., BEALL, F.C. 1996. The use of an optical profilometer to measure surface roughness in medium density fiberboard. Forest Products Journal, 46 11/12 p.73-78.

38. MALKOCOGLU, A., OZDEMIR, T. 2006. The machining properties of some hardwoods and softwoods naturally grown in Eastern Black Sea Region of Turkey. Journal of Materials Processing Technology 173, p.315-320.

39. MANOLE, G. 1983. Consumul de energie, criteriu de alegere a regimurilor de lucru la prelucrarea materialelor pe baza de lemn. Revista Industria Lemnului, nr.1.

40. MANOLE, G. 1987. Contributii la studiul prelucrabilitatii prin taiere a lemnului stratificat densificat. Teza de doctorat. Universitatea din Brasov.

41. MARINESCU, I. 1979. Uscarea lemnului. Editura Tehnica Bucuresti. 42. MARTHY, M., CISMARU, I., 2009. Cercetări experimentale privind consumul energetic

la frezarea lemnului de păr. PRO LIGNO, Vol. 5, Nr. 3.septembrie 2009, pg.47 – 53.ISSN 1841-4737, Editura Universităţii “Transilvania” Braşov.



43. MARTHY, M., CISMARU, I., 2009. The modulus of elasticity and the bending strenght of the pear wood, International conference ICWSE, Wood Science and Engineering in the Third Millenium, 7th edition, 2009, Pg 45 – 51, ISSN 1843-2689. Editura Universităţii “Transilvania” Braşov.

44. MARTHY, M., CISMARU, I., 2009. Rugozitatea suprefeţelor furniruite cu furnir de păr şi prelucrate prin şlefuire. PRO LIGNO, Vol. 5, Nr. 1.martie 2009, pg.59 – 65.ISSN 1841-4737, Editura Universităţii “Transilvania” Braşov.

45. MARTHY, M., 2005. Probleme tehnico-economice în fabricarea cherestelei. Randamentul debitării buştenilor, Conferinţa Naţională “Ştiinţa şi ingineria lemnului în milleniul III, ediţia a IV-a,vol 2, ISBN 973 -635 – 601 – 9, Editura Universităţii “Transilvania” Braşov.

46. MIHUT, I. 1971. Metode noi de frezare lemnului. Revista Industria Lemnului, nr.9. 47. MIHUT, I. 1973. Frezarea lemnului cu arbori înclinati. Revista Industria Lemnului,

nr.11. 48. MITISOR, A., ISTRATE, V. 1982. Tehnologia furnirelor, placajelor si placilor din fibre

de lemn. Editura tehnica Bucuresti. 49. NASTASE, V. 1969. Contributii la stabilirea granulatiei optime pentru slefuirea

suprafetelor. Industria Lemnului, Nr.7/1969. 50. NASTASE, V. 1981. Tehnologia fabricarii mobilei. Reprografia Universitatii

Transilvania Brasov. 51. PESCARUS, P. 1982. Studiul lemnului, vol 1, Litografia Universitatii Brasov. 52. POP, I. 1979a. Contributii la îmbunatatirea procesului de prelucrare a lemnului prin

slefuire si a sculelor abrazive. Teza de doctorat. Universitatea Brasov. 53. POP, I. 1979b. Contributii la studiul calitatii suprafetelor prelucrate prin slefuire.

Industria Lemnului, Nr.1/1979. 54. POROJAN, M. 2007. Contributii la studiul proprietatilor fizico-mecanice si

tehnologice ale lemnului de salcâm. Teza de doctorat. Universitatea Transilvania Brasov.

55. RADU, A. 1966. Calitatea suprafetelor prelucrate, factor important pentru stabilirea regimurilor optime de aschiere la prelucrarea mecanica a lemnului. Industria Lemnului, Nr.3.

56. RADU, A., TARAN, N. 1968b. Criterii de apreciere a calitatii suprafetelor prelucrate prin frezare. Revista Industria Lemnului, nr.8.

57. RATNASINGAM, J. ET F. SCHOLZ. 2006. Optimal surface roughness for highquality finish on rubberwood Hevea brasiliensis . Holz als Roh-und Werkstoff, 64 4. 343-345.

58. SALCĂ, E.; FOTIN, A.; CISMARU, I. (2008). Evaluarea calităţii suprafeţei la frezarea profilată a lemnului de arin şi mesteacăn, PROLigno, vol 4, N2, iunie 2008, ISSN 1841-4737, p.57-68.

59. SALCĂ, E. (2008). Contribuţii la optimizarea prelucrării lemnului de arin prin frezare şi şlefuire în vederea valorificării în producţie de mobilă. Teza de doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov.

60. SALONI, D., LEMASTER, R., JACKSON, S. 2005 . Abrasive machining process characterization on material removal rate, final surface texture and power consumption for wood. Forest Products Journal, Vol 55 No.12, p.35-41.

61. SAMOLEJ, A., BARCIK, S. 2006 . Influence of specific pressure on cutting power and wood removal by disc sander. Drvna Industrija 57 1 p.5-11.

62. SANDAK, J.; MARTINO, N. 2005 . Wood surface roughness- what is it. Trees and timber Research Institute IVALSA/CNR



63. SUCIU, P. 1975. Lemnul – structura, proprietati, tehnologie, Editura Ceres, Bucuresti. 64. SOFLETEA, N., CURTU, L. 2000. “Dendrologie I”, Editura” Pentru viata”, Brasov. 65. SOFLETEA, N., CURTU, L. 2001. “Dendrologie II”, Editura” Pentru viata”, Brasov. 66. TIMAR, M.C. 2009. Crearea si implementarea unei metodologii de cercetare stiintifica

performanta privitoare la restaurarea conservarea lemnului (mobilei) si ecodesign in viziunea dezvoltarii durabile. Catalog caracteristici micro-structurale materiale pentru restaurare si ecodesign proiect CNCSIS de cercetare exploratori IDEI_856/2008. Braşov.

67. TARAN, N. 2000 . Masini –unelte si utilaje moderne pentru slefuirea suprafetelor lemnoase, Editura LUX LIBRIS Brasov

68. TARAN, N. 1971a. Contributii privind studiul optimizarii regimurilor de aschiereprin frezarea lemnului. Teza de doctorat. I.P. Brasov.

69. TARAN, N. 1971b. Studiul variatiei elementelor dinamice ale frezarii în functie de regimul de lucru din timpul procesului de aschiere. Revista Industria Lemnului, nr.12.

70. TARAN, N. 1973. Rugozitatea suprafetelor frezate, principalul criteriu de alegere aregimurilor optime de aschiere. Revista Industria Lemnului, nr.10.

71. TARAN, N. 1983. Posibilitati de reducere a consumului energetic la prelucrarea lemnului prin frezare. Revista Industria Lemnului, nr.2.

72. TARAN, N. 1996. Tendinte moderne în constructia masinilor de slefuit cu banda. Revista Industria Lemnului, nr.1.

73. SR ISO 3132:2008 Încercarea la compresiune perpendicular pe fibre 74. SR ISO 3347:2008 Încercarea la forfecare 75. SR ISO 3345:2008 Determinarea rezistenţei la rupere la tracţiune paralel cu fibrele 76. STAS 336/2-88 Detrminarea modulului de elasticitate la tracţiune paralel cu fibrele 77. SR ISO 3349:2008 Detrminarea modulului de elasticitate la încovoiere statică 78. SR ISO 3346:2008 Determinarea rezistenţei la rupere la tracţiune perpendicular pe

fibrele lemnului 79. STAS 1038/82 Încercarea la despicare 80. SR ISO 3351:2008 Încercarea la încovoiere prin şoc cu ciocanul pendul 81. STAS 84-87 Determinarea masei volumice 82. STAS 85/1-91 Determinarea umflării 83. STAS 85/2-91 Determinarea contragerii 84. STAS 86/1-87 Rezistenţa la compresiune paralelă

85. SR ISO 3133:2008 Rezistenţa la încovoiere statică 86. www.asociatiaforestierilor.ro 87. www.cloudberryfurniture.se/english/alder.html 88. www.forestryimages.org 89. http:// forestpress.hu 90. www.nyme.hu 91. http://epa.oszk.hu 92. www.terra.hu 93. www.woodanatomy.ch 94. www.rosilvs.ro 95. www.faostat.fao.org 96. www.hobbithouseinc.com

http://www.asociatiaforestierilor.ro/

http://www.forestryimages.org/

http://www.nyme.hu/

http://epa.oszk.hu/

http://www.woodanatomy/

http://www.rosilvs.ro/

http://www.faostat.fao.org/

http://www.hobbithouseinc.com/

Curriculum vitae

Informaţii personale

Nume / Prenume MARTHY MÁTYÁS

Adresă(e) Str. Abator nr.24, localitate TARGU - SECUIESC , judeţul Covasna, ţara România

Telefon(oane) Mobil: 0745 - 352192

E-mail(uri) [email protected]; [email protected]

Naţionalitate(-tăţi) Maghiară

Data naşterii 18.05.1979

Sex Masculin

Locul de muncă vizat / Domeniul ocupaţional

Experienţă profesională

Perioada 2005 – 2008

Funcţia sau postul ocupat Doctorand cu frecvenţă

Numele şi adresa angajatorului Universitatea Transilvania Braşov, Facultatea de Industrializarea Lemnului

Perioada Apr. 2004 – Sept. 2005

Funcţia sau postul ocupat Director resurse umane

Tipul activităţii sau sectorul de activitate Comerţ, consultanţa

Numele şi adresa angajatorului S.c. Act – Consulting Srl.,Targu – Secuiesc

Perioada Aug. 2002 – Apr. 2004

Funcţia sau postul ocupat Inginer de industria lemnului

Activităţi şi responsabilităţi principale Proiectare şi producţie mobilier

Tipul activităţii sau sectorul de activitate Producţie mobilă

Numele şi adresa angajatorului MARTHY EDMUND P.F., Targu - Secuiesc

Educaţie şi formare

Perioada 2005 – 2008 Studii postuniversitare – doctorand cu frecvenţă

Calificarea / diploma obţinută Doctorand cu frecvenţă

Numele şi tipul instituţiei de învăţământ / furnizorului de formare

Facultatea de Industrializarea Lemnului, Universitatea Transilvania Braşov


Calificarea / diploma obţinută Inginer de industrializarea lemnului


Facultatea de Industrializarea Lemnului, Universitatea Transilvania Braşov


Calificarea / diploma obţinută Contabil

Disciplinele principale studiate / competenţe profesionale dobândite

Contabilitate, Management, Merceologie, Corespondenţă


Liceul Agro – Industrial „Apor Peter” Targu - Secuiesc

Aptitudini şi competenţe personale

Limba(i) maternă(e) maghiară

Limba(i) străină(e) cunoscută(e) Engleză

Publicaţii naţionale şi internaţionale recente

4 Articol publicate din care 2 reviste de specialitate; 1 în vol. Conferinţelor internaţională; 1 în vol. Conferinţelor naţionale

Competenţe şi aptitudini tehnice Proiectare şi execuţie în industria lemnului

Competenţe şi aptitudini de utilizare a

calculatorului

Windows, Microsoft Office, AutoCad, CadWork

mailto:[email protected]


Curriculum vitae

Personal information

Name MARTHY MÁTYÁS

Address Str. Abator nr.24, TARGU - SECUIESC , county Covasna, România

Telephone Mobil: 0745 - 352192

E-mail [email protected]; [email protected]

Nationality Hungarian

Date of birth 18.05.1979

Sex Male

Locul de muncă vizat / Domeniul ocupaţional

Work experience

Dates 2005 – 2008

Occupation or position held Phd-student

Name and address of employer Transilvania University of Braşov/ Faculty of Wood Industry/ Department of Wood

technology

Dates Apr. 2004 – Sept. 2005

Occupation or position held Human resurses director

Type of business or sector Trade and Consulting

Name and address of employer S.c. Act – Consulting Srl.,Targu – Secuiesc

Dates Aug. 2002 – Apr. 2004

Occupation or position held Wood industry engineer

· Furniture desing and production

Type of business or sector Furniture production

Name and address of employer MARTHY EDMUND P.F., Targu - Secuiesc

Education and training

Dates 2005 – 2008 Further training post-university – Phd-student

Name and type of organisation providing education and training

Faculty of Engineering Technology Transilvania University of Braşov

Dates 1997 – 2002

Title of qualification awarded Diploma of engineer


Faculty of Wood Industry Transilvania University of Braşov

Dates 1993 – 1997

Title of qualification awarded Accounting


Highschool Agro – Industrial „Apor Peter” Targu - Secuiesc

Mother language Hungarian

Other languages English

Research work

4 Published papers out of which: 2 in speciality journals; 1 in Proceeding of international Conferences; 1 in

Proceeding of national Conferences

Tehnical skills and competences Desing and construction in wood industry

Computer skills and competences Windows, Microsoft Office, AutoCad, CadWork



Teza „ Optimizarea prelucrabilităţii prin frezare şi prin şlefuire a lemnului de păr,

în vederea înglobării în produse de mobilă” cuprinde un studiu amănunţit despre lemnul

de păr atât din punct de vedere al structurii microscopice şi macroscopice cât şi din punct de

vedere al proprietăţilor fizico-mecanice.

După formularea unui punct de vedere al structurii şi proprietăţilor, comparativ cu alte

specii aflate în interesul actual al producătorilor s-a trecut la studiul prelucrabilităţii din punct

de vedere energetic şi calitativ.

Acest studiu se bazează pe cercetările experimentale efectuate care s-au axat pe

determinarea rugozităţii suprafeţelor obţinute şi a puterii minime necesare la operaţiile de

frezare şi şlefurie.

Măsurarea rugozităţii suprafeţelor obţinute în urma prelucrării prin frezare şi şlefuire s-

a realizat cu ajutorul aparatului MicroProf cu rază luminoasă din cadrul Laboratorului de

Testarea Preciziei de Fabricaţiei al Facultăţii de Industria Lemnului, acreditat RENAR.

În urma înregistrării, prelucrării, modelării şi simulării datelor cu ajutorul unor softuri

create în DELPHI s-au tras concluzii privind optimizarea regimurilor de prelucrare în funcţie

de consumul energetic şi de rugozitatea suprafeţelor rezultate.

Tema rezolvată în condiţii bune, în laboratoare dotate cu aparatură de ultimă generaţie

prezintă garanţia aplicabilităţii imediate în regim industrial.

The paper entitled “The optimization of processing by milling and sanding of pear

wood, in order to incorporate it into furniture products” presents an ample study

concerning the pear wood both in terms of macroscopic and microscopic structure as in

terms of physical and mechanical properties.

After formulating a view of the structure and properties compared with other species

that present interest to producers, it has been carried out a study concerning the wood

processing in terms of quality and power consumption.

This study is based of experimental research carried out to determine the roughness

of the obtained surfaces and the minimal power necessary for milling and sanding.

The measurement of the roughness of the resulted surfaces has been performed with

the help of Microprof optical Device from the Laboratory with RENAR accreditation of Testing

the Processing Accuracy of the Faculty of Wood Industry.

After registering, processing, modeling and simulating the database with the help of

software’s created in DELPHI, conclusions were drawn on the optimization of processing

depending on the energy consumption and the roughness of the resulted surfaces.

The theme resolved in good conditions, in laboratories equipped with last generation

equipment presents the warranty of immediate applicability in industrial systems.

OPTIMIZAREA PRELUCRABILITĂŢII PRIN FREZARE ŞI PRIN ŞLEFUIRE A LEMNULUI DE PĂR, ÎN VEDEREA...

Documents

Transcript of OPTIMIZAREA PRELUCRABILITĂŢII PRIN FREZARE ŞI PRIN ŞLEFUIRE A LEMNULUI DE PĂR, ÎN VEDEREA...