От дерева до готовой продукции

Информация может быть не достоверна

Дерево - материал разнообразный. Хотя в США древесина есть в изобилии, и годовой прирост твердых пород составил 25% за последние 75 лет, все же нам нужно быть уверенными, что мы не растратим этот ценный природный ресурс, и когда будем превращать его в пиломатериал, и когда будем превращать пиломатериал в мебель, дома и другие полезные продукты.
Запомните: рубке должно подвергаться только дерево хороших размеров. Ваши планы должны состоять в том, чтобы напилить из этого дерева максимально возможное количество пиломатериала высокого качества. Вы хотите делать это с минимальным количеством отходов и, в то же время, вы хотите добиться высокой ценности и полезности продукта, который вы производите. Как это сделать?
Я хотел бы поделиться с вами опытом, собранным за десятилетия. Я, впрочем, понимаю, что это - отличная причина не следовать советам, представленным здесь. Однако, надеюсь, это руководство поможет вам стать более прибыльным и сократить потери настолько, насколько это вообще возможно. Превратить наш ценный, возобновляемый ресурс в полезные и надежные продукты, которые проживут в веках - поверьте, это вам по силам.
Качество сырья
Лучше всего начинать работать с деревом сразу после того, как оно срублено. Очень трудно получить хороший пиломатериал из кривых и сучковатых бревен. От знаний о качестве бревен зависит эффективность распиловки. Следовательно, первый шаг, еще до начала пиления, состоит в том, чтобы оценить и отсортировать бревна в соответствии с их качеством. Сортировка проводится на основе внешнего вида бревен. Считается, что бревно имеет четыре грани, каждая грань состоит из окружности и занимает полную длину бревна. Эти четыре грани не заходят одна на другую. Чистая грань свободна от сучьев, рубцов на коре, трещин, сколов, гнили, повреждений, оставленных насекомыми, и т.д. Чем чище грань, тем выше ее ценность, и тем более высокого качества может быть пиломатериал, произведенный из данного бревна.
Мы располагаем данными о пилении тысяч кубометров древесины. Основываясь на этих данных, можно оценить объём (общий и по сортам) и стоимость пиломатериалов, произведённых из брёвен разных размеров и сорта. Кривые и короткие брёвна дают меньше ценного пиломатериала, чем длинные и прямые. Таким образом, из брёвен короче 2,4 метра едва ли можно получить высококачественный пиломатериал. Поэтому, когда выбираешь сырье,покупай брёвна максимальной длины и с наименьшими искривлениями. Решение по длине бревна особенно критично в случаях с бревнами больших диаметров. И наоборот, бревна диаметром меньше 40 см не дают много хорошего пиломатериала, так что решение по длине для этих бревен не так критично. На практике, длина бревна обычно на 5 см превышает указанную длину, т.е. если по документам бревно проходит как 2,4 метровое, то на самом деле оно имеет длину 2,45 м, а 3,3 метровое - на самом деле 3,35 м и так далее.
Раз брёвна используются в производстве, они должны надлежащим образом складироваться. В тёплую погоду они могут посинеть уже через несколько недель, особенно с концов и в местах, где сколота кора. Следовательно, летом правильное пиление брёвен наиболее существенно.
Концы брёвен, вероятнее всего, сразу же начнут высыхать, и, как следствие, древесина здесь сначала изменит цвет, а затем появятся трещины и щели. За несколько месяцев посинения и трещины могут внедриться в бревно на 15 см. Кроме того, высохшие концы трудно пилить. В таком материале пила даёт волну, и получаются доски непостоянной толщины.
Вывод: концы всех брёвен должны быть тщательно закрыты материалом, предотвращающим испарение влаги, чтобы не было ни концевых трещин, ни риска посинения древесины. Добавлю еще, что могут происходить и нежелательные изменения химического состава древесины. Пиломатериалы, которые хранились несколько месяцев под открытым небом без защиты от испарения влаги с концов, в 10 раз чаще дают трещины и щели при сушке и в 20 раз чаще изменяют цвет при сушке.
Качество пиления
Обсудим следующие критерии, являющиеся технической основой операции пиления.
Чистейшая, без сучков, наиболее ценная древесина находится в наружной части бревна. Качество снижается, как только вы начинаете пилить ближе к центру бревна.
Наиболее ценны широкие, длинные, чистые доски. Лучший сорт пиломатериалов гарантирует, что доски, как минимум, имеют чистую, гладкую поверхность.
Мягкие породы древесины делятся на сорта более сложно, чем твёрдые и поэтому должны быть классифицированы специалистом. Окна и двери нуждаются в сертификации. Квадратные пиломатериалы с радиальным распилом требуют на 30% больше времени для сушки.
Квадратные пиломатериалы отличаются от плоских досок по структуре, особенно, дуб, ясень, сикомора, лиственница. И такая структура некоторым покупателям не нравится. При распиловке бруса выход пиломатериалов из бревен сокращается по сравнению с более типичными размерами пиления. Брус может также усыхать на 3 мм больше на каждые 5 см толщины, чем доски, что означает, что размер материала при пилении нужно увеличивать с учетом будущего изменения размера.
Толстые пиломатериалы требуют существенно больше времени для сушки и более мягких условий сушки. Например, 20х10 требует в 2,5 раза больше времени на сушку, чем 10х10. Таким образом, в большинстве случаев нужно распиливать материал не толще, чем необходимо. Не пилите толстый материал, который потом будет перепилен в более тонкие куски после сушки. Если необходимы толстые доски, рассмотрите возможность напилить тонкие куски и склеить их потом. После распиловки складывайте их в том же порядке, что они были и в бревне, чтобы после сушки вы могли склеить их друг с другом, не нарушая рисунка годовых колец. Тогда будет трудно понять, что этот большой и толстый кусок склеен из маленьких кусочков.
Пиломатериал тангенциального распила, у которого кольца расходятся от центра (когда смотрим с конца среза) скорее всего, будет сгибаться по краям. Всегда старайтесь, центровать кольца так, чтобы 2 перпендикулярные плоскости доски имели зеркальное изображение колец.
Материал с рыхлой сердцевиной будет деформироваться со временем и почти всегда расколется или растрескается.
Пиломатериал из потрескавшихся бревен имеет скошенную структуру. Это возникает когда пиломатериал распилен не параллельно коре. Пиломатериал с такой структурой деформируется во время сушки, он непрочный. А прочность важна при распиловке мягких пород на конструкционные элементы. Пиломатериалы со скошенной структурой плохо подаются машинной обработке.
Предназначенные для строительства пиломатериалы из мягких пород с большими узлами возле краев не настолько прочны по сравнению с теми, у которых сучья находятся в центре. Сучья на краях пиломатериала, идущие к центру доски, так называемые "шпионские сучки", делают материал непрочным. Доски с большими сучьями менее прочны, чем с маленькими.
Пиломатериал, предназначенный для дальнейшей обработки, особенно, для производства мебели, наиболее ценен в том случае, если сучья находятся возле концов доски, а основная поверхность по длине и ширине - чистая, свободная от дефектов.
Распиловка твёрдых пород
Начало пиления - это ключ к получению максимальной прибыли и наиболее полезных пиломатериалов из каждого бревна. Распиловщик должен иметь в виду весь спектр потенциально нужных продуктов, чтобы манипулировать бревном для достижения максимума по выходу. Это требует шестого чувства или даже рентгеновского зрения - ведь нужно "увидеть", что находится внутри бревна до начала распиловки.
Чтобы работа распиловщика была эффективной, он должен получить брёвна, которые были срублены и складированы надлежащим образом. Брёвна не должны иметь больших выпуклостей, изгибов, грязи и потрескавшихся, полопавшихся концов. Концы бревен не должны быть сухими. Короче, распиловщик - не волшебник: способ, которым деревья были срублены, отобраны по длине и отсортированы перед распиловкой, влияет на потенциальный объем пиломатериалов.
Чтобы оптимизировать объем продукции, распиловщик должен предусмотреть, как пиломатериал будет торцован. Если распиловщик не занимается торцовкой, то торцовщик и распиловщик должны тесно общаться друг с другом, обмениваться опытом. Они должны работать в команде. Как минимум, эти люди должны сопоставлять требуемые размеры досок и текущий объем древесины.
Размеры доски и цены
В США существует 5 основных сортов твердой древесины: FAS, Selects (иногда его называют FAS - 1 Face), No.1 Common, No.2 Common и No.3 Common. Вкратце охарактеризуем эти сорта.
FAS означает пиломатериал, который, как минимум, на 83% чистый с самой плохой грани распила. Чистый - это значит, без гнили, рыхлой сердцевины, трещин, щелей, обзола, сучков, пятен и других дефектов. Чистая поверхность должна быть обширной и по длине, и по ширине пиломатериала. Размер пиломатериала в этом случае не менее 15x20.
No.1 Common - чистый с самой плохой грани, как минимум, на 67%. Чистая поверхность может быть меньше по размерам, чем у сорта FAS. Обычно такой пиломатериал может быть меньше, чем 10х7,5.
Select и FAS 1-Face - это фактически то же самое, что и No.1 Common, но поверхность такого пиломатериала все же лучше, она приближается к сорту FAS.
No.2 Common чистый с самой плохой стороны только на 50%, и дефектом считаются пятна, но, начиная с сорта
No.2B Common, пятна - уже не дефект и игнорируются.
No.3A Common - это пиломатериал, который с самой плохой стороны чист только на 33%.
Самый низший сорт No.3B Common требует только 25% соответствия качеству, т.е. он не чистый.
Конечно, это только общее описание градации. В действительности, существуют инструкции, который подробно объясняют отдельные случаи, которые нужно учитывать, сортируя древесину. Начиная с сорта No.2 Common и ниже, продавать пиломатериал очень сложно, особенно, если материал не сухой. Добавлю, что из бревен низких сортов может получаться до 50% такого низкосортного пиломатериала. Возможно, наиболее выгодное решение в этой ситуации - высушить низкосортный пиломатериал и распилить его на небольшие бруски. Хотя такие бруски и не могут быть отсортированы по обычным правила, все же на рынке есть на них спрос: они нужны частным предпринимателям и любителям, у которых работа по дереву - это хобби. Тогда эти бруски можно продавать поштучно или на вес.
Способы пиления древесины твердых сортов
Какую операцию пиления использовать (а операция пиления включает решения о толщине доски, перевороте бревна и компенсации конусности бревна) - это зависит от многих факторов: от сорта древесины, качества бревна, его размеров, конструкции станка и сортности пиломатериала, который нужно получить. Вообще, я бы выделил 3 стандартных схемы распила.
Пиление по кругу
Делается пропил, и бревно переворачивается на новую грань, распиливается, и переворачивается снова, до тех пор, пока не произойдет как минимум 5 переворотов. С финансовой точки зрения этой наилучший способ для бревен среднего и высокого качества, хотя, в то же время, на некоторых пилорамах осуществлять такой переворот бревна тяжело, а дневная производительность окажется невысокой. Разумеется, станок с гидравликой решает эту проблему.
Простое пиление (или Пиление насквозь)
Бревно распиливается до тех пор, пока не откроется его сердцевина, а затем переворачивается на 180% и допиливается до конца. Хотя это, может быть, самый быстрый и легкий метод пиления, все же он означает, что каждый кусок пиломатериала нужно обрезать по бокам. Далее, распиленный таким образом пиломатериал несколько шире и тяжелее, более низкого качества и имеет много отходов. Он чрезвычайно подвержен короблению во время сушки. Короче говоря, пиление насквозь оправдано только в случае с бревнами очень низкого качества, когда все вышеперечисленные недостатки уже не особенно важны.
Пиление бруса
В этом случае бревно распиливается вначале как при пилении по кругу, но центральная часть бревна, которая может иметь размеры 18x23 или 25x25 и так далее либо передается в обработку на другой станок по технологической линии, либо продается как большой (и тяжелый) брус. Пиление бруса максимизирует производительность распиловочного станка (количество досок в день) и, как правило, применяется в промышленности при работе с бревнами среднего и большого размеров. Преимущественно таким образом пилятся бревна среднего и низкого качества, когда невозможно из центральной части бревна получить ценный пиломатериал. Таким образом, экономится время и усилия при производстве продукта не очень высокого качества и, следовательно, не очень высокой цены.
Первый пропил
Из всех проблем, стоящих перед распиловщиком, решение о том, с какой стороны бревна начинать пиление (и следовательно, какую поверхность распила открыть первой) - самое важное. Выбор первой грани определяется положением всех других. До начала распиловки, бревно может быть распилено миллионами способов, но только сотня из них действительно принесут выгоду! Приняв решение о первом пропиле, распиловщику осталось сделать всего только несколько тысяч других решений.
В случае с Пилением по кругу и Пилением бруса действуют 2 основных правила.
Правило 1. Самая плохая грань бревна распиливается первой без всякого учета конусности бревна. (Учет сбега бревна означает поднятие или наклон бревна таким образом, чтобы пила пилила параллельно коре). Поскольку это самая плохая часть бревна, это означает что из нее получатся короткие доски и много горбыля. Так как мы не учитываем конусность бревна, это дает нам возможность с противоположной, лучшей стороны бревна производить пиление параллельно коре, при этом не поднимая и не наклоняя бревно. Значит, из этой наилучшей части бревна выйдет больше досок высокого качества, к тому же совпадающих по длине с длиной бревна.
Правило 2. Первой распиливать лучшую грань дерева, учитывая при этом конусность бревна. Это значит, что бревно нужно поднимать или наклонять так, чтобы первый пропил производился параллельно коре. Конечный результат обоих методов будет примерно тот же самый, но у метода 2 есть одно преимущество. В этом случае распиловщику легче позиционировать бревно (т.е. вращать его), потому что открытая грань - самая чистая, на ней нет дефектов. В случае с правилом 1 лучшая часть дерева - та часть, что противоположна открытой грани. Ее не видно, и точно позиционировать бревно невозможно. Обычно, если древесина хорошего качества, правила 1 и 2 работают практически одинаково. Однако, стоит вам столкнуться в бревном похуже, берите на вооружение правило 2.
Советы распиловщику
Большие высококачественные бревна (это бревна из нижней, комлевой части дерева) дают наиболее ценный пиломатериал. При пилении таких бревен, распиловщик должен определиться с толщиной получаемых досок, чтобы максимизировать объем и стоимость получаемого материала. Поскольку цены на пиломатериал зависят от его толщины, и кроме того, при распиловке на толстый брус получается меньше опилок, это решение серьезно влияет на доход. Однако, если при этом качество толстого материала - No.2 Common или ниже, даже если лучшая грань почти чистая, - то продать его за хорошую цену будет не просто. Распиловщик должен постараться уменьшить размер напиливаемого материала, когда увидит, что качество древесины начинает падать. Помните: вы не заработаете денег, просто распиливая доски, - доски еще нужно продать. По этой причине критическим фактором для вас является не сам процесс пиления, а продукт - его сортность, ценность и полезность.
Если бревно хорошее, производить пиломатериал большого размера и железнодорожные шпалы из центральной части бревна, по меньшей мере, неразумно. Потому что цена бруса всегда меньше, чем цена доски. Для бревен высоких сортов рекомендуется Пиление по кругу. Фактически, пиление с учетом конусности бревна (т.е. с наклоном бревна так, чтобы пиление происходило параллельно коре) - рекомендуется для всех "хороших" граней. Результатом будет получение чистой древесины по всей длине, более ценных кусочков пиломатериала, и это позволит избежать необходимости распиливать чистую древесину потом на коротыши. Когда дойдете до низкосортной части бревна, переходите к форме бруса и минимизируйте при этом операцию обрезки бруса по бокам.
Прочные, но не качественные бревна, из которых невозможно получить материал сорта выше No.2 Common, нужно пилить так быстро, как только возможно. Другими словами, от этих бревен толку мало - прибыль очень маленькая, либо вообще никакая - значит эти бревна нужно вынимать из станка чем быстрее, тем лучше. Здесь подходит любой способ пиления. Чаще всего их пилят на брус (это хорошо и с финансовой точки зрения), либо просто пилят насквозь. Помните, что каждая минута пиления стоит денег, значит, нужно найти компромисс между затратами на производство и ценами на конечный продукт. Перевороты бревна в данном случае вообще лучше свести к абсолютному нулю.
Непрочные бревна дают такую несущественную прибыль и такой огромный риск поломать продукт, что лучше вообще не иметь с ними дела. Инвестируйте деньги в хорошую древесину, вместо того, чтобы клевать на дешевенькое - вот мой главный совет.
Бревна среднего качества - вот это настоящая задачка для распиловщика. Я говорю это потому, что такие бревна могут давать значительное количество хорошего пиломатериала, и тут уже многое зависит от распиловщика, от того как он будет переворачивать бревно. Здесь решение о вращении бревна - критично для прибыли.
Для начала распиловщик, руководствуясь Правилом 1, выбирает наихудшую часть бревна и спиливает ее без учета сбега. Но не пилите с этой стороны слишком много. Для небольших бревен вообще нужно спилить один пласт (то есть пропилить один раз во всей длине бревна) или пласт и короткую доску, а затем перевернуть бревно на противоположную сторону.
Другой способ состоит в том, что распиловщик, руководствуясь Правилом 2 выбирает наилучшую сторону бревна и начинает распил с учетом конусности бревна. Затем долго распиливается именно эта часть, прежде чем бревно будет перевернуто.
Переворот бревна
Пиломатериал напиливается с одной грани до тех пор, пока распиловщик ожидает, что следующая доска с этой стороны бревна будет не ниже по качеству, чем доски, которые можно получить из другой грани. (Исключение: если вы начали пилить с наихудшей грани бревна, то пилите, пока не получите абсолютно гладкую поверхность распила, чтобы перевернуть на нее бревно). Другими словами, хорошую сторону бревна нужно распиливать глубоко, а с плохой стороны просто снимается пласт или пласт и одна доска.
Априори считается, что при пилении бревно переворачивается на 180 градусов. Поскольку многие пилорамы не имеют приспособлений для переворота бревна (хотя эти приспособления являются промышленным стандартом с 1956 года), необходимо обсудить преимущества вращения в деталях.
Возьмем к примеру бревно диаметром 60 см (хотя это справедливо для всех бревен любых размеров). При пилении с поворотом на 180 градусов мы получаем 8 досок, которые нужно дополнительно обрезать по бокам, а с использованием менее эффективного метода (поворачивая всегда на соседнюю грань) мы уже получим 13 таких досок. Одно это обстоятельство уже может быть значительным доводом в пользу переворота бревна на 180 градусов, особенно для небольших предприятий. Кроме того, такой способ пиления дает больше широких досок, а они обычно более ценные. Добавим еще, что при перевороте на соседнюю грань получается 8 досок тангенциального распила, которые подвержены сильному короблению при сушке. Далее, если это орех или красный дуб с узкой заболонной частью, то при 180 градусном перевороте бревна мы получим 10 досок с заболонью, при другом методе переворота - 13 досок. Заболонь вызывает проблемы при сушке и, кроме того, некоторым клиентам не нравится цвет такой древесины. А при 180 градусном перевороте бревна внутреннее напряжение древесины снимается, что в результате позволяет избежать щелей и трещин.
Мы понимаем, что переворот на соседнюю грань может быть легче, но с экономической точки зрения и с точки зрения безопасности пиления выгоднее вращение бревна на 180 градусов.
После того, как распилены две противоположные грани бревна, нужно переходить к третьей и четвертой. Как обычно первой распиливается худшая из этих граней без учета конусности бревна. Однако грань хорошего качества всегда должна распиливаться параллельно коре, чтобы увеличить выход хороших пиломатериалов из бревна.
Решение о размере пиломатериала
Ширина первого пласта при пилении со всех четырех сторон бревна является критичной.
Грань хорошего качества.
Если распиловщик считает, что первая спиленная доска может быть отнесена к хорошему сорту, тогда минимальная ширина распиливаемого пиломатериала должна быть 15-1 см. Почему? Потому что пиломатериал сортов FAS или FAS 1-Face должен иметь ширину не менее 15 см. Конечно, это зависит от размеров самого бревна. Чтобы учесть дальнейшую обработку доски (строгание или даже обрезку по бокам) рекомендуется именно 15-1 см, а не 15 см. Хотя сорт Select должен иметь ширину 10 или 12,5 см, все же специально производить именно такой размер не рекомендуется, потому что требования по размерам слишком жесткие и можно промахнуться.
Грань плохого качества
Если распиловщик видит, что лучший пиломатериал, который он может напилить из данного бревна, едва ли будет выше по сортности, чем No.1 Common, тогда имеет смысл пилить доски шириной не менее 10-1 см. Имейте в виду, что длина таких досок должна быть не меньше 1,2 м. Нужно вообще производить на своей пилораме доски не меньшей длины.
Бревна из отходов
Когда дело доходит до бревен откровенно плохого качества, имеет смысл распиливать их с "брюха" или с "ушек", а не искать хорошую грань. "Ушки" обычно снимаются за 1 или 2 прохода пилы, открывая гладкую поверхность внутри бревна. Распил с "брюшка" требует большего числа манипуляций, а в результате вы получаете несколько коротких, но чистых досок.
Но вообще-то такие доски никогда не должны попадать на станок, по крайней мере до тех пор, пока не объявлено, что данная пилорама - бесприбыльная организация.
Брус
Брус имеет ряд преимуществ по сравнению с тонкими досками. Брус часто имеет красивый узор древесины, который нравится покупателям. При сушке он усыхает вдвое меньше, чем доски (3% против 6% у досок). Меньше растрескивания во время сушки. При изменении влажности окружающей среды брус более стабилен. Когда им покрывают пол, он почти не изнашивается.
С другой стороны, при пилении бруса выход полезного продукта из бревна на 20% ниже. Также скорость его производства гораздо ниже. Он требует времени сушки на 15% больше. Брус усыхает по толщине в 2 раза больше, чем узкие доски. Острые сучья, которые остаются в брусе, в отличие от круглых сучьев в досках, сильно снижают прочность материала.
Способы пиления древесины мягких сортов
Многие методы, используемые при пилении твердой древесины, подходят и для мягких сортов. Но есть и некоторые различия. Описанные ниже шаги демонстрируют наилучший способ (с экономической точки зрения) пилить мягкую древесину. Конечно, соображения безопасности должны преобладать на желанием произвести как можно больше продукта.
Пиление стройматериалов
Шаг 1. Расположите бревно так, чтобы при пилении незначительные дефекты материала оказывались внутри пиломатериала (разумеется, если эти дефекты не столь серьезны, чтобы повлиять на прочность конечного продукта). Если возможно, пилите так, чтобы все сучья и дефекты располагались с одной стороны пиломатериала, в то время как другая сторона оставалась чистой. Правда, в случае со стройматериалами чистая поверхность не влияет на конечную цену продукта. А вот большие сучья или дефекты могут влиять на прочность конструкции.
Шаг 2. Выберите наихудшую сторону бревна и начинайте пилить с нее, производя короткий пиломатериал. Забудьте о компенсации конусности бревна, пока работаете с этой плохой гранью. Первый пиломатериал будет наихудшим и, соответственно, он должен быть коротким, чтобы его можно было продать.
Шаг 3. После того, как бревно распилено с плохой грани по всей длине бревна, переходите к противоположной грани, пилите параллельно коре. С хорошей грани ширина распиливаемой доски должна быть не меньше 15 см. На меньших бревнах (менее 30 см в диаметре) первая доска должна быть 10 см шириной. Огромные бревна будут иметь меньше дефектов внутри и, следовательно, не нужно их переводить на большие строительные конструкции, лучше распилить на пиломатериал, который на рынке стоит дороже.
Шаг 4. Всегда переворачивайте бревно с одной грани на другую, если видите, что пиломатериал из новой грани будет лучшего качества, чем из той, которую вы только что пилили.
Шаг 5. Бревна из отходов. Распилите "ушки" за один проход пилы, потом переверните бревно на "брюшко", возможно из него можно сделать хоть немного коротких досок. Вообще, я уже говорил, пиление таких бревен - потеря времени.
Пиломатериал для производства мебели
Операции пиления - такие же, как и в случае с материалами для строительства, исключая первый пропил. С хорошей грани бревно должно быть распилено так, чтобы получить доски 15-1 см шириной и по всей длине бревна. На бревнах диаметром менее 30 см нужно делать доски шириной 10-1 см.
Выводы
Пиление бревен может быть выгодным бизнесом, если делается с умом и безопасно. Хранение бревен на складе должно быть минимальным по времени. Бревна нужно защищать с концов от высыхания. Бревна нужно пилить с самой плохой грани без компенсации конусности бревна или с самой хорошей, но с учетом конусности бревна. Доски должны быть шириной 10-1 см или 15-1 см из твердых сортов древесины и 15 см из мягких сортов. Бревна нужно переворачивать на станине каждый раз, когда другая грань бревна обещает дать доски лучшего качества, чем та, которую вы пилите сейчас.