Режущие инструменты и оборудование для обработки CLT

В Европе CLT-панели1 активно используются в строительстве уже более 10 лет. За годы использования получены практические и исследовательские данные, подтверждающие высокое качество этого материала, а его потребление выросло почти в три раза.

Многоэтажные дома из CLT-панелей есть в Лондоне, Милане, Мельбурне, Бергене. Сочетание CLT-технологии с использованием металла и бетона позволяет возводить здания выше 10 этажей.

Производство и применение CLT

CLT-технология была разработана на основе исследований Австрийской ассоциации деревянной промышленности еще в 90-х годах XX века. Производство CLT-панелей напоминает одновременно производство фанеры и клееного бруса. Панели состоят из 3–12 слоев деревянных досок (ламелей), склеиваемых перекрестно. Толщина панели зависит от количества слоев и толщины используемых досок и может быть от 60 до 350 мм. Калиброванные доски, чаще всего из еловой древесины, толщиной от 10 до 45 мм склеивают перекрестно с применением безопасного клея под давлением 0,6–1,0 Н/мм² (рис. 1); расход клея примерно 0,2 кг/м².

Кромки досок в панелях могут быть в каждом слое склеены на гладкую фугу клеем на основе меламиновой смолы, а затем перекрестно склеены в трехслойную плиту.

Технические характеристики CLT-панелей

• Влажность 10–12%
• Удельная теплоемкость 1,6 кДж/кг·К
• Устойчивость к проницаемости паром 20–50
• Шумоизоляция R > 60 дБ
• Класс прочности С24
• Теплопроводность 0,1 Вт/моК
• Прочность на изгиб 10 Н/мм²
• Модуль сдвига 50 Н/мм²
• Расчетная нагрузка: на стену 60 кН/м², на перекрытие 5 кН/м²
• Пожароустойчивость s2, dO, D
• Коэффициент теплопроводности 0,1 Вт/(м·С).

За счет того что ламели расположены перекрестно, анизотропные свойства древесины нивелируются, поэтому физико-механические свойства панели повышаются, увеличивается ее несущая способность, до минимума снижается усушка.

В заводских условиях из большой бесшовной CLT-панели раскраивают детали дома с оконными и дверными проемами, каналами и отверстиями для различных инженерных коммуникаций и электрических кабелей, а затем после обработки доставляют их на строительную площадку, где в очень короткие сроки из них собирают дом.

Чаще всего для производства CLT-панелей используют ламели из древесины хвойных пород влажностью не выше 15%.

Из CLT-панелей изготавливают как несущие конструкции, балки, опоры и перекрытия, так и стеновые панели, называемые CrossLam или X-Lam. У этих панелей много преимуществ перед железобетонными монолитными конструкциями. Массивная клееная стеновая панель, как и клееный брус, может быть любых габаритных размеров, которые ограничены только возможностями производственного оборудования.

В Европе из CLT-панелей возводят жилье экономкласса, а также объекты социального назначения: школы, больницы, стадионы, торговые центры и т. п. Довольно большие объемы социального строительства объясняются экологичностью и надежностью этого строительного материала.

Технологическое оборудование

На российском рынке оборудование для производства и обработки CLT-панелей на любой вкус и кошелек предлагают много компаний, в основном европейских. Так, например, компания Ledinek (Словения) поставляет станок Rотоles 950 для калибровки пиломатериалов для CLT-панелей (рис. 2), а компания Biesse (Италия) – портальный обрабатывающий центр для крупногабаритных заготовок (рис. 3).

CLT-панели для деревянного домостроения выпускаются уже и в России – в частности, на заводе Segezha Group в г. Сокол Вологодской области. Проект разработан словенской фирмой Ledinek, также поставившей основную часть деревообрабатывающих станков и технологического оборудования и системы механизации. А на Ладожском домостроительном комбинате в Ленинградской области недавно пущено в эксплуатацию производство массивных стеновых (и не только) клееных панелей, организованное на базе уникального пресса от компании Minda (Германия).

В Европе также широко используется и аналогичное оборудование других производителей – Homag (Германия), SCM (Италия).

Основные требования к режущему инструменту

В производственных станках (особенно с числовым программным управлением), предназначенных для обработки крупногабаритных заготовок, таких как CLT-панели, необходимо использовать режущие инструменты, соответствующие следующим требованиям:

• стабильность режущих свойств (например, стойкость и неизменность профиля);
• правильное формирование обрабатываемой поверхности и отвод стружки (опилок);
• универсальность использования для обработки разного вида заготовок и деталей на разнотипных станках;
• быстрая смена для переналадки, обработки других деталей или при затуплении;
• обеспечение необходимой точности размеров обрабатываемых заготовок и деталей.

Для достижения максимальной производительности и высокого качества обработки заготовок и деталей проводится тщательный отбор и подготовка режущих инструментов, обеспечивающие их техническую надежность и автоматизацию рабочего процесса станка с ЧПУ.

По материалу режущих элементов (зубьев) режущий инструмент для обработки CLT-панелей можно подразделить на три основные группы:

• из инструментальной быстрорежущей стали (HSS), как напайные, так и со сменными пластинками;
• из твердых сплавов (HW);
• из синтетических материалов, например PSD.

При выборе режущего инструмента следует руководствоваться его производительностью и стойкостью, от которой зависит производительность, и качеством получаемой поверхности.

В заводских условиях для обработки CLT-панелей применяются круглые пилы, концевые и насадные фрезы, спиральные сверла, включая сверла для глубокого сверления, так называемые буры.

Для обгонки панелей, вырезки проемов и других видов обработки используются концевые спиральные твердосплавные фрезы (рис. 4).

При обработке CLT-заготовок из мягколиственной древесины для получения высокого качества поверхности целесообразно использовать режущий инструмент из HSS, что объясняется его конструктивными особенностями, стойкостью, а также стоимостью.

Твердосплавный (особенно со сменными пластинками), а также алмазный режущий инструмент используется только в технологическом оборудовании с высокоточными шпинделями с частотой вращения не ниже 6000 1/мин. Он обеспечивает максимальную производительность оборудования, так как реже требует замены вследствие затупления. Обработка стеновых CLT-панелей, полностью или частично изготовленных из мягколиственных пород или сосны, алмазным режущим инструментом может быть нецелесообразна из-за его угловых характеристик.

Применяемые чаще всего в производстве CLT-панелей двухкомпонентный меламиновый и полиуретановый однокомпонентный клеи в полимеризованном состоянии слабо абразивны, поэтому мало изменяют стойкость режущего инструмента. Более жесткие клеевые системы, например, на основе смол, существенно снижают стойкость режущего инструмента, а значит и производительность. 

Текст Владимир Падерин