Оборудование для постформинга
На многих сайтах в Интернете сегодня можно встретить формулировку: «Постформинг (постформирование) - способ обработки, при котором отделочный материал плавно переходит с основной плоскости на торцы» и даже узнать, что «постформинг заключается в покрытии ДСП или MDF слоистым пластиком различного цвета»...
Подобные определения никак не отражают сути процесса постформинга хотя бы потому, что у деталей из плитных материалов нет торцов, для облицовывания их кромок при постформинге используются не отделочные, а облицовочные материалы, и совсем не обязательно это могут быть слоистые пластики.
Что такое постформинг
Под постформингом понимается способ облицовывания профильных в поперечном сечении кромок щитовых заготовок путем заворачивания на них свеса облицовочного материала пласти с его одновременным приклеиванием.
Это означает, что при облицовывании заготовок предусматривается увеличенный размер облицовочного материала, свесы которого будут достаточны для полного закрытия кромки после загиба свесов.
В качестве облицовочного материала могут использоваться натуральный шпон, пленки на основе бумаг, пропитанных термопластичными или термореактивными смолами, и многослойные декоративные бумажно-слоистые пластики (ДБСП) высокого давления (HPL) либо полученные методом непрерывного прессования (CPL).
Главное требование к таким материалам - возможность их изгибания без растрескивания, с минимальным радиусом, при нормальной температуре или под нагревом.
В процессе производства чаще всего применяются клеи на основе поливинилацетатной дисперсии (ПВА), а также клеи на основе растворителей и на основе полихлоропрена (особенно в США и азиатских странах). В некоторых случаях используются также клеи-расплавы на основе этиленвинилацетата (ЭВА), полиолефинов (PO) и полиуретанов (ПУ), которые наносятся посредством сменных профильных щелевых головок или валиков (фирмы Kleiberit, Jowat, Dorus, Isar-Racoll и др.). Все эти клеи специальные, контактные - они схватываются немедленно после соединения и прижатия поверхностей, чтобы исключить их отставание друг от друга под действием сил упругого восстановления облицовочного материала.
Технология постформинга
В традиционной технологии постформинга первая технологическая операция - форматная обрезка раскроенных плитных заготовок с одновременным профилированием кромок, подлежащих облицовыванию.
Окончательный профиль кромки получается при помощи профильных фрез, оснащенных пластинками из твердого сплава или сверхтвердых материалов.
При этом во избежание вырывов материала на задней кромке заготовки часто используются дополнительные подрезные фрезы, работающие при попутной подаче и выбирающие профиль на выходе основных.
Есть один важный момент: вдоль линии перегиба заворачиваемой облицовки от пласти к профильной кромке должен формироваться небольшой уступ, в который будут выдавливаться излишки клея при облицовывании. Если такой уступ не будет образован, отвержденный клей будет заметен на поверхности детали в виде валика вне зависимости от толщины облицовочного материала, особенно на глянцевых поверхностях.
На заготовки с профильными кромками наносится клей, и во избежание последующего коробления они облицовываются одновременно с двух сторон.
Важнейшим условием при облицовывании является правильная укладка облицовки, служащей в дальнейшем для заворачивания на кромку, и исключение риска ее сдвигания при загрузке в пресс. После выгрузки детали из пресса должна быть обеспечена сохранность выступающих свесов.
Следующая операция - удаление свеса облицовки с оборотной стороны заготовки заподлицо с профилем кромки и калибрование величины вылета свеса с лицевой стороны - выполняется фрезерованием.
Затем контактный клей наносится на профильную кромку и оборотную сторону свеса облицовочного материала.
При использовании клеев на основе ПВА для приклеивания облицовки из ДБСП клей наносится методом распыления на обе склеиваемые поверхности, после чего клеевые слои нагреваются, высушиваются и вторично активируются посредством инфракрасных излучателей. При этом пластики (ДБСП) на основе термореактивных смол со специальным химическим составом, получившие название постформируемых, становятся гибкими, что дает возможность завернуть полотно свеса на кромку. После плотного прижатия или прикатывания пластика к кромке клеевые слои входят во взаимодействие и немедленно образуют плотное соединение. Охлажденный пластик приобретает форму, заданную профилем кромки.
Следующая операция - фрезерование свеса, образованного пластиком на оборотной пласти заготовки, с одновременным формированием фаски на ребре (при заворачивании свеса на угол 90°).
Если свес лицевой пласти заготовки заворачивается на угол 180° и накладывается на оборотную пласть, то в целях исключения воздействия влаги на клеевой шов вдоль края пластика пропиливается неглубокая канавка прямоугольного сечения, в которую вдавливается расплавляемая мононить из термопластичного материала.
Окончательным этапом обработки деталей с кромками, облицованными методом постформинга, является их торцевание и поперечный раскрой деталей, а также продольный раскрой, когда одновременно облицовываются две параллельные кромки исходной заготовки.
На основе плоских деталей с кромками, облицованными методом постформинга, могут быть также изготовлены элементы изделий углового и коробчатого поперечного сечения, получаемые с использованием так называемого метода складывания (англ. folding).
Позиционное оборудование
В условиях единичного ремесленного производства технология постформинга может быть реализована с использованием простейших пистолетов для распыления клея, плоскостных нагревателей и утюгов. Информацию об этом, включая видеоролики, можно найти на сайтах Интернета.
Первая позиционная установка для облицовывания кромок методом постформинга была разработана в начале 1970х годов немецкой фирмой Brandt. Принципиальная схема действия такой установки следующая: заготовка укладывается на стол, базируется по заднему упору и зажимается, после этого вручную или с помощью автоматического устройства на поверхность свеса и кромку распыляется клей. Затем включается инфракрасный нагреватель, активирующий клей и нагревающий пластик свеса. По достижении пластиком необходимой температуры и гибкости к свесу подводится утюжок, который совершает поворот на 90 или 180° и одновременно изгибает свес и прижимает облицовку к профилю кромки. Дальнейшая обработка выполняется на отдельном оборудовании.
Рис. 1. Установка с ручным загибанием свеса
В середине 1980-х годов производство подобных установок было освоено и другими компаниями, например Evans Machinery Inc. (EMI) и Midland (обе - США), а в 1990-х - несколькими фирмами в Юго-Восточной Азии. В 1990-х годах компания Evans Machinery Inc. освоила производство аналогичной установки более простой конструкции (рис. 1), предназначенной для мелких предприятий.
На станине, сваренной из прокатных профилей, установлены две качающиеся П-образные стойки. На первой закреплен ИК-нагреватель, а на второй - резиновая мембрана. Деталь в вертикальном положении помещается внутрь станины заворачиваемым свесом назад и вверх. На склеиваемые поверхности вручную распыляется клей. После этого стойка с ИК-нагревателем перемещается вперед и устанавливается над зоной с нанесенным клеем. По окончании нагрева она откидывается назад, и вперед перемещается стойка с мембраной, прижимающей свес к профильной кромке за счет эластичности резины. После выдержки до схватывания и охлаждения клеевого слоя эта стойка откидывается, деталь вынимается и цикл повторяется.
Достоинство таких установок в их невысокой цене. Однако из-за малого усилия прижима свеса к кромке под воздействием мембраны часто происходит отслоение облицовочного материала в готовом изделии.
Установки проходного типа
Рис. 2. Станок двухсторонний для облицовывания кромок мод. 6100
компании EMI
Для предприятий, на которых есть большая потребность в деталях с кромками, облицованными методом постформинга, по размерам и форме профилей, отличающихся от производимых специализированными предприятиями, требуется оборудование с высокой производительностью. Компанией EMI был разработан комплект оборудования для изготовления деталей с такими кромками, предназначенный для использования контактных клеев на основе растворителей, и клеев на основе полихлоропрена. В комплект входят станок вальцовый клеенаносящий двухсторонний, вальцы для облицовывания и станок двухсторонний для облицовывания кромок мод. 6100 (рис. 2).
В первом вальцовом станке клей наносится на внутренние пласти облицовок (преимущественно из пластика) и на обе пласти заготовкиосновы. После выдержки до высыхания клея они складываются в пакет, который передается на второй станок, где под давлением вальцов выполняется склеивание. Полученная заготовка после выдержки передается на станок для облицовывания кромок.
Это двухсторонний станок, на станине которого установлен цепной механизм подачи с верхними неприводными прижимными роликами. В начале станка установлены инфракрасные нагреватели для разогрева клеевых слоев и пластика, а за ними - батареи неприводных роликов, которые заворачивают свесы (снизу вверх) и прижимают их к профилю кромки. На ширину обработки станок настраивается за счет поперечного перемещения одной из частей станины вместе со всеми установленными на ней агрегатами.
Конструкция комплекта проста, стоит он недорого. В 1990-х годах несколько таких комплектов эксплуатировались на российских предприятиях. Однако недостатком этого оборудования является то, что они рассчитаны на использование экологически небезопасных клеев.
Большей экологической безопасностью и более высокой производительностью отличаются двухсторонние станки проходного типа для облицовывания кромок методом постформинга, выпускаемые немецкими компаниями Homag и IMA, итальянскими IDM, Stefani, Manea и другими и предприятиями Юго-Восточной Азии.
Первый такой станок был запатентован в 1976 году компанией IMA.
Конструкция этого оборудования аналогична конструкции других комбинированных двухсторонних кромкооблицовочных станков. Отличие состоит в составе обрабатывающих агрегатов.
Фрезерные агрегаты удаляют свес облицовки с оборотной стороны заготовки и калибруют вылет свеса с лицевой стороны. Следующие за ними агрегаты методом распыления и валиками наносят клей на оборотную сторону свеса и профильную кромку. Затем следуют зона инфракрасного подогрева и зона заворачивания свеса (снизу вверх) и его прикатывания к кромке.
Изобретением компании IMA стало включение в конструкцию длинного конического стержня для заворачивания свеса. Этот стержень направлен в сторону, противоположную подаче, и расположен под острым углом к ее направлению. Он поддерживает разогретую и размягченную облицовку и не дает ей опуститься вниз, что предотвращает образование складок и других дефектов на облицованной кромке.
На выходе из станка установлены фрезерные агрегаты, удаляющие остаток завернутого свеса и одновременно формирующие фаску на ребре детали. В дополнение к ним могут быть установлены агрегат для пропиливания паза и устройство для вдавливания в него расплавленной пластмассовой мононити (пластмассовой проволоки) для защиты клеевого шва от воздействия влаги.
Рабочая скорость таких станков - около 20 м/мин. Они, как правило, используются специализированными предприятиями, которые поставляют детали с кромками, облицованными методом постформинга, как полуфабрикат для других потребителей.
Для предприятий с небольшой производительностью могут представлять интерес односторонние кромкооблицовочные станки, подобные мод. T-PF 190 турецкой компании Turanlar (рис. 3). У них и скорость подачи ниже - до 8 м/мин., и невысокая стоимость.
Рис. 3. Станок односторонний кромкооблицовочный мод. T-PF 190 компании Turanlar
В подобных станках отсутствуют устройства для предварительного удаления и калибрования свесов, клей должен наноситься вручную заранее, на отдельном оборудовании. На таком оборудовании не выполняется защита клеевого шва пластмассовой мононитью. По сути, эти станки по составу агрегатов соответствуют правой или левой части станков мод. 6100 компании Evans Machinery Inc. Поэтому для многих предприятий предпочтительнее могут оказаться комплекты оборудования, подобные выпускаемым именно этой компанией.
Серьезный недостаток метода постформинга состоит в том, что после облицовывания пластей заготовок остающийся на них свес облицовочного материала может повреждаться в процессе их хранения и перемещения.
Поэтому в конце 1990-х компанией Homag был разработан способ, названный Direkt postforming («прямой постформинг»), заключающийся в том, что свес облицовочного материала формируется в уже облицованной плите путем выфрезеровывания в ней профиля кромки в самом кромкооблицовочном станке. При этом фрезерные агрегаты удаляют весь лишний материал плиты, оставляя неприкосновенным только тонкий слой облицовки, которая сразу же заворачивается на кромку и приклеивается к ней. Такой способ позволяет использовать уже готовые, облицованные по пластям ламинированные плиты, упрощая технологию за счет полного исключения всех операций, связанных с облицовыванием пластей заготовок.
Недостаток способа состоит в необходимости серьезного усложнения группы агрегатов предварительного фрезерования в станке и использовании большого числа сложного и дорогого дереворежущего инструмента, нуждающегося в постоянной заточке. Кроме того, тонкий слой облицовки, подвергающийся обработке изнутри, при высоких скоростях подачи может легко повреждаться, что предъявляет высокие требования к качеству исходных материалов заготовок.
Поэтому способ прямого постформинга, несмотря на имеющиеся достоинства, широкого распространения не получил.
В современных условиях детали с кромками, облицованными методом постформинга, находят применение в изделиях мебели для кухни и ванных комнат, лабораторной, больничной, торговой и детской мебели, а также используются для изготовления подоконников и других столярно-строительных изделий. При этом поставляемые на рынок полуфабрикаты не всегда соответствуют запросам производителей готовой продукции, и поэтому для некоторых компаний-изготовителей конечной продукции целесообразно организовывать собственные небольшие производства таких деталей. И возможно, этот обзор, в котором перечислены основные модели оборудования для облицовывания кромок методом постформинга и его производители, поможет таким компаниям в подборе необходимых станков.
Сергей ОРЛОВ, компания «МедиаТехнологии»,
по заказу журнала «ЛесПромИнформ»
