При механической резке древесины дисковыми и ленточными пилами на торцах заготовок могут появляться темно-коричневые и черные следы. Это результаты перегрева пильного полотна, возникающего из-за трения между оснасткой и деревянной поверхностью. Подпалины можно удалить с торцов строганием или фрезеровкой, но это – лишняя операция, которая усложняет производственный процесс, увеличивает время изготовления деревянных изделий.
Почему подпалины на древесине после резания являются дефектом
Подпалины считаются дефектом, потому что они портят физические и эстетические свойства древесины. Если не удалить несколько слоев волокон, которые расположены ниже испорченного наружного слоя, то после лакировки или окраски детали недостаток может вновь проявиться.
При резании дерева из-за высокой температуры происходит разложение целлюлозы и лигнина – это вещества, из которых состоит клеточные стенки. Древесина меняет цвет на молекулярном уровне. Отшлифовать или зачистить пятна можно, но они часто снова появляются после покрытия лаком или маслом в виде темных разводов, что портит вид изделия.
Обожженные древесные волокна теряют прочность. В месте подпалины слои становятся ломкими и рыхлыми. При финишной обработке или эксплуатации на этом месте могут образоваться сколы и трещины. Для детали, работающей на изгиб, таких как ступени лестниц, мебельные полки, это критический дефект.
При лакировке деталей возникают проблемы с покрытием – полироли, масла, воск или клей не ложатся на подпалины. Обугленная поверхность имеет низкую адгезию – плохо впитывает растворы и не дает сцепляться с плоскостью заготовки. Покрытие будет пузыриться или шелушиться по темным полосам, даже если до блеска отшлифовать доску.
При наличии подпалин на заготовках возникают проблемы во время последующей обработки. В микротрещины дефектов забивается угольная пыль, зона прижога становится плотнее, она закаливается как стекло. Ножи строгальных станков и шлифовальная шкурка при контакте с этой зоной тупятся в несколько раз быстрее, чем при работе с чистым деревом.
Поэтому доски с подпалинами либо идут в утиль, если это чистовое изделие, либо потребуют снятия слоя в 1-3 мм. Это увеличивает расход древесины на 15–20%, что имеет значение, если на производстве используют ценные породы: палисандр, орех, карельскую березу, махагон.
Какие породы древесины склонны к образованию подпалин при их распиле
К образованию подпалин при распиле ленточными или дисковыми пилами склонны плотные, смолистые и абразивные породы. Во время резки между ними и режущим инструментом действуют повышенные силы трения, а тепло хуже отводится из рабочей зоны.
Самыми склонными к образованию прижогов считаются следующие породы;
- твердые лиственные – дуб, бук, ясень, клен. Это плотные и вязкие сорта. При их распиле возникает значительные силы трения. Тепло не успевает рассеиваться, и пила начинает греть древесину. Бук, например, темнеет даже от небольшого перегрева. Также эти породы сильно притупляют пилу. Тупая пила не режет, а мнет волокна, превращая кинетическую энергию в тепло. Поэтому при обработке твердых лиственных сортов необходимо внимательно следить за остротой оснастки;
- экзотическая древесина: венге, мербау, падук. Содержат твердые минеральные включения и диоксид кремния – по сути – песок, который при резании заготовки работает как наждак, быстро затупляя зубья пилы и вызывая прижоги;
- смолистые хвойные: сосна, лиственница. При нагреве смола плавится, превращаясь в липкую пасту, и прилипает к зубьям пильного полотна. Пила перестает резать, начинает скользить и нагревать поверхность до появления черноты;
- породы, содержащие дубильные вещества – орех, береза. Дубильные вещества при нагреве, контакте с железом и влагой вступают в реакцию. В результате на поверхности детали появляются темные пятна, которые уходят глубоко в массив и не удаляются шлифовкой.
Распил сухой древесины (менее 12% влажности) затруднен, даже при небольшом заступлении зубьев на торцах заготовки появляются прижоги. С сырым материалом (больше 20% влажности) работать проще, так как тепло из зоны реза отводится быстрее. Но при неправильной разводке или большой вязкости дерева в пропиле появляется пар, оставляя на плоскостях темные влажные полосы – гидротермические прижоги.
Чтобы пилить проблемные породы без подпалин, нужно делать максимально широкую разводку зубьев полотна. Также необходимо использовать смазку для оснастки – воду с мылом или специальную жидкость для резки смолистых пород.
Как настроить ленточный станок, чтобы избежать появления подпалин на деревянных торцах
Перед работой проверяют полотно для ленточной пилы по дереву – чистоту его зубьев, боковых частей ленты, а также остроту режущих кромок. Если древесная смола накапливается на зубцах, скорость резания замедляется, увеличивается вероятность появления дефектов. Для очистки оснастки от смол применяют щелочные составы, растворители или самодельные жидкости. Если пила имеет тефлоновое или антипригарное покрытие, нельзя использовать щелочь или абразивы – это разрушит защиту оснастки, мыть ее можно теплой мыльной водой.
Для чистки пил без тефлона и антипригарного слоя применяют следующие средства:
- щелочные концентраты – HEK 5000, «Пилочист». Это средства на основе гидроксида калия. Разводятся водой в пропорции 1:2 или 1:5. Режущий инструмент замачивают в растворе на 10-15 минут, затем промывают водой;
- аэрозоли Trend CLEAN/900, Boeshield. Состав распыляется на полотно, через 1-5 минут стирается ветошью;
- уайт-спирит, ацетон, керосин являются растворителями смол. После очистки инструмент нужно тщательно просушить, особенно при использовании ацетона. В керосине полотно замачивают на 10-60 минут;
- смесь спирта с нашатырем (3:1) – можно наносить на нагретый инструмент (до 40-50 градусов) на 10 минут, затем просушить.
После очистки оснастки проверяют разводку зубьев. Если они разведены недостаточно или неравномерно, лента пилы будет тереться о стенки пропила, нагревая древесину до появления на кромках коричневых пятен. После разводки зубьев делают пробный рез заготовки. Пропил должен быть шире толщины полотна минимум на 60%. При распиловке сырой древесины развод делают шире, чем для сухой.
Также нужно проверить натяжение пильной ленты. Из-за слабого натяжения пила вибрирует и трется о дерево, а из-за слишком сильного – перегревается из-за внутренних напряжений.