Производство мебели: история технологий
Растущее разнообразие мебельного ассортимента влечет за собой и возникновение новых технологических процессов изготовления мебели, и изменение существующих. Развитию технологий производства мебели из древесины и древесных материалов посвящена настоящая статья.
Сегодня существует огромное разнообразие видов мебельных изделий. Мебель различается:
- по назначению: бытовая – для гостиной, спальни, детской и подростковой комнат, для кабинетов, кухонь, прихожих, столовых, для отдыха (мягкая); гостиничная; корабельная; для поездов; для самолетов; для общественных зданий; офисная; садово-парковая;
- по материалам, из которых она изготовлена, и по способам изготовления: из массивной древесины, из плитных материалов, металлическая, пластмассовая, стеклянная; гнутоклееная, плетеная;
- по конструкции: корпусная, встроенная, решетчатая;
- по стилям, видам отделочных материалов и т. д.
Этот перечень не претендует на точность классификации мебельных изделий и не охватывает всего разнообразия, которое постоянно пополняется появляющимися на рынке предложениями разработчиков мебели. Ведь производители стремятся не только удовлетворить высказываемые требования покупателей, но и выполнить скрытые пожелания потребителей. Поэтому не все предложения новых видов мебели приживаются на рынке − если новшества не отвечают ожиданиям покупателей, то они не станут платить за ненужную вещь.
Древнейшая мебель создавалась при строительстве жилища и была неподвижной (сегодня её назвали бы встроенной). Современное понимание мебели связано с возможностью передвигать изделия по помещению при обустройстве жилища. Что, разумеется, не исключает и варианты встроенных шкафов, столов, полок и т. п.
Для работы с древесиной издавна использовались разнообразные инструменты: топоры, тесла, пилы, долота, токарные резцы, скобели, сверла, стамески, резцы для резьбы по дереву. Лесопиление на Руси узнали в XVII веке. Бревно и кряж с помощью клиньев раскалывали на три части и получали срединную толстую доску и два горбыля. Эти доски тесали до нужной толщины. Для соединения деталей мебели использовали шипы разных конструкций, шпонки, нагели и различные клеи. Щитовые элементы мебели изготавливали, соединяя между собой бруски поперечными брусками в форме клина.
В том же веке появились декор мебели и резьба на мебельных изделиях.
Крепежная фурнитура стала использоваться мебельщиками только в XX веке.
На рубеже XIX–XX веков производство носило индивидуальный характер. Ведь даже при изготовлении партии одинаковых изделий не применялся обязательный в серийном производстве принцип взаимозаменяемости. Необходимое качество сборки достигалось подгонкой, доработкой деталей. В этот период были изобретены первые специализированные станки для столярного и мебельного производства. Многие из них принципиально сохранили конструкцию: круглопильный станок с кареткой, фуговальный станок, ленточнопильный станок и др.
Появившиеся столярные плиты (клееная конструкция из брусков с наружными слоями из фанеры) значительно повысили производительность мебельных фабрик и мастерских и качество щитовых деталей. Широко применялась технология облицовывания: оклеивание пластей и кромок деталей, сделанных из дешевых пород древесины, и столярных плит шпоном более ценных пород.
Переходу мебельного производства на промышленную основу способствовали:
- применение металлической крепежной фурнитуры;
- появление оборудования, позволяющего уменьшить долю ручного труда;
- использование фанеры и столярных плит в конструкциях;
- заимствование из машиностроения принципа взаимозаменяемости, то есть соблюдение требований к точности изготовления деталей (в виде предельных отклонений размеров), позволяющее собирать мебель без предварительной подгонки.
Наиболее значительное развитие мебельные технологии получили во второй половине XX века. И на темпы, и на направления этого развития оказывало большое влияние появление новых и совершенствование используемых материалов для мебельных изделий.
Можно по-разному относиться к древесно-стружечной плите (ДСтП) как материалу для мебельных конструкций, но нельзя недооценивать её значения для развития мебельных технологий. С её появлением производители получили возможность раскраивать полноформатные плиты на заготовки нужных размеров, не обращая внимания на направление волокон.
Проблема с сушкой древесины уже была не так остра для производственников, оставалось только обеспечить сушку деталей из массивной древесины.
Вот как изменились мебельные технологии с появлением ДСтП. Были созданы станки для раскроя полноформатных плит, а затем и линии, выполняющие весь набор операций раскроя, в том числе и такую интеллектуальную функцию, как составление карт раскроя. Разработан специальный инструмент для обработки ДСтП с твердосплавными вставками, напаянными пластинами: пилы, фрезы, сверла; развилась целая отрасль по производству и обслуживанию дереворежущего инструмента. Необходимость наращивать производительность требовала повышения скорости обработки при всех операциях. Для выполнения многих операций стали внедряться станки проходного типа. Изменилась технология облицовывания пластей щитовых деталей из ДСтП, так как плита в качестве основы для облицовывания потребовала другого подхода к подготовке и режимам производственного процесса. Появились материалы для облицовывания в виде пленок на основе пропитанных смолами бумаг; использовавшиеся многопролетные прессы уступили место однопролетным «короткоконтактным» прессам проходного типа, применение которых стало возможным благодаря созданию клеев быстрого отверждения. Такие прессы хорошо встраивались в линии облицовывания. Возникли линии каширования. Для формирования отверстий стали использовать многошпиндельные сверлильно-присадочные станки проходного типа, которые значительно повысили производительность и не требовали много времени для перенастройки. Облицовывание кромок заготовок тоже приобрело проходной характер − этому способствовал клей-расплав, который отвердевал сразу после охлаждения. Станки проходного типа были созданы в 60-х годах прошлого века и позволили механизировать эту трудоемкую операцию и значительно повысить производительность фабрик.
Предприятия выстраивали серийные, даже крупносерийные производства: станки проходного типа, полуавтоматические, автоматические линии обработки, укладчики, передающие устройства между операциями, − все это увеличивало скорость, производительность труда работников, давало больше возможностей для обеспечения высокого качества продукции, но… привело к существенному сужению ассортимента выпускаемой продукции.
Следующий этап серьезного развития мебельных технологий пришелся на период появления на рынке древесно-стружечных плит, облицованных пленками на основе бумаг, пропитанных смолами. В России такие плиты называются ламинированными. Стало возможно не думать об операции облицовывания пласти и об отделке защитно-декоративными материалами. Технология производства мебельных щитовых заготовок сводилась к нескольким операциям:
- раскрою уже облицованных полноформатных плит, заранее выбранного цвета и текстуры (при таком раскрое, однако, следовало учитывать направление рисунка облицовки);
- облицовыванию кромок заготовок (при этом выполнялся весь комплекс сопутствующих операций обработки облицованных кромок - снятие свесов и формирование фаски, шлифование или полирование, если этого требовал кромочный материал);
- сверлению отверстий под фурнитуру.
Неискушенному предпринимателю такая технология покажется простой и легкой. Но это не так. «Простая» технология таила в себе новые проблемы:
- при раскрое ламинированных плит обычным способом от пилы неизбежно образовывались сколы облицовочного материала, которые нельзя зашлифовать или зашпаклевать и закрыть лакокрасочным слоем;
- на уже готовом покрытии заготовок при проведении последующих операций образовывались царапины, а финишной отделки, которая «исправляла», скрывала возникающие в процессе производства деталей мелкие проблемы, не было;
- отсутствие процедуры нанесения защитного покрытия на уже облицованные кромки деталей потребовало особого внимания к снятию свесов облицовочного кромочного материала и формированию фаски. Дело в том, что фаска оставалась теперь без защиты при эксплуатации, а её толщина уменьшилась, ведь материал на основе пропитанных бумаг намного тоньше шпона.
Все эти проблемы потребовали от работников мебельного предприятия более аккуратного, бережного отношения к объекту обработки на всех операциях − и технологических, и транспортных. Первым решением проблемы сколов было введение обработки кромок раскроенных заготовок фрезерованием − трудоемкой и дорогостоящей операции. Затем появились станки с подрезной пилой, которые за счет точности настройки взаимного расположения основной и дополнительной пилы позволили избежать сколов и дополнительного фрезерования.
С начала широкого использования ламинированных ДСтП в мебельном производстве прошло больше 30 лет. Технологии совершенствовались, сам материал изменялся: появилось много разнообразных рисунков и текстур, а также плиты, облицованные пленками, пропитанными меламиновыми смолами, которые более стойки к механическим воздействиям.
На дальнейшее развитие технологий и конструкции мебельных изделий, безусловно, повлияло и появление плит MDF. Их плотная однородная структура позволила облицовывать детали тонкими материалами без дополнительной подготовки основы, а способность равномерно впитывать лакокрасочные материалы дала возможность покрывать поверхности глянцевыми эмалями.
Стоит отметить, что запросы мебельщиков привели к изменениям и в технологии выпуска древесно-стружечных плит: теперь они поступают от деревообработчиков уже калиброванными, шлифованными, со специальными мелкоструктурными наружными слоями. А ведь ещё в 70-80-х годах прошлого века перед мебельными фабриками стояла проблема калибрования заготовок из ДСтП, а также дополнительного шпаклевания поверхностей (или применения дополнительного слоя облицовочного материала, так называемого подслоя) заготовок перед их облицовыванием тонкими пленками.
Завоевывающий сегодня все большую популярность плитный материал с сотовым заполнением тоже даст толчок новым разработкам в технологиях мебельного производства. Хотя крупнейшие производители крепежной фурнитуры прилагают немалые усилия, для того чтобы мебельщикам не пришлось менять присадочное оборудование при переходе на новый материал. Они предложили для плит с сотовым заполнением специальные конструкции стяжек, петель и т. п.
А вот операция облицовывания кромок таких плит потребовала создания дополнительного опорного слоя кромочного материала и фрезерования специального паза под него. Тем не менее специалисты прогнозируют широкое применение этого материала в мебельной промышленности из-за его несомненного преимущества − небольшого удельного веса.
А вот пример того, как изменение качества облицовочного материала, в частности декоративного бумажно-слоистого пластика (ДБСП), привело к изменению технологии изготовления мебели. Ещё 1970–1980-е годы на мебельных фабриках использовался ДБСП, который терял декоративные свойства при нагревании в горячем прессе, поэтому его наклеивали только холодным способом. Современные ДБСП не только могут иметь глянцевую, матовую или специальную бугристую поверхность, но и не боятся кратковременного нагрева, что позволяет проводить облицовывание этими материалами в тех же прессах, где проводятся подобные операции с использованием других пленок или шпона.
А способность ДБСП «постформироваться» (при нагреве его можно изгибать) позволила разнообразить конструкцию таких деталей мебели, как столешницы и фасады. Так возникла новая операция − постформинг.
Стоит отметить и такой широко применяемый облицовочный материал, как пленки ПВХ, которыми облицовывают мебельные поверхности в вакуумных прессах. Этот способ и этот материал позволяют облицовывать самые разнообразные рельефные поверхности быстро и с высоким качеством. А прессы этой же группы − мембранные − дают возможность использовать для рельефных поверхностей и другие облицовочные материалы (шпон, различные пленки).
На современном этапе меняется и концепция мебельного производства, которое теперь стремится удовлетворить разнообразные желания потребителя.
Фабрики в пылу конкурентной борьбы расширяют ассортимент выпускаемой продукции. Но конструкции оборудования проходного типа, которым требуется немало времени на перенастройку, сдерживают это движение вперед.
Современные обрабатывающие центры различной функциональной направленности решают эту проблему. Эти станки с ЧПУ, относящиеся к позиционному оборудованию, быстро настраиваются, имеют высокую производительность и точность. Обрабатывающие центры, как правило, не расставляют по технологическому потоку − из них формируют самостоятельные участки.
Операции, выполняемые на таком оборудовании, носят комплексный характер, то есть укрупняются: при одной установке заготовки выполняется несколько простых операций. Процесс развития технологий и организации мебельного производства вплотную подошел к изготовлению изделий по индивидуальному заказу потребителя, но теперь на высокопроизводительной автоматизированной основе. Передовые мебельные предприятия уже работают по этим современным принципам.
Ирина БАТЫРЕВА, доцент СПбГЛТА
