Polski przemysł drzewny, a zwłaszcza meblarski, należy do czołówki europejskiej pod względem wielkości produkcji. Co czwarte krzesło sprzedawane w Europie jest wykonane w Polsce. Drewnem zajmuje się wiele różnych zakładów produkcyjnych, jak tartaki czy fabryki mebli, ale też wiele zakładów związanych z budową konstrukcji drewnianych dla budownictwa. Wydaje się, że drewno nie ma w naszym kraju żadnych tajemnic, ani pod względem tradycji, rodzajów drewna występujących w naszych lasach, ani pod względem własności mechanicznych, a projektowanie i wykonawstwo wyrobów drewnianych jest w maksymalnym stopniu opanowane. Może i tak jest w niektórych zakładach, zwłaszcza w dużych fabrykach. Jednak funkcjonuje też mnóstwo zakładów produkujących różne wyroby z drewna, w których jakościowy poziom produkcji daleki jest od doskonałości.

Aleksander Łukomski

Drewno to jeden z najlepszych i najpopularniejszych materiałów konstrukcyjnych, a przy tym jeden z najładniejszych i najprzyjemniejszych w dotyku. Znany jest od tysięcy lat. Najlepiej nadaje się na meble, ale też na różne konstrukcje drewniane, zwłaszcza elementy drewniane w budynkach, takie jak schody, poręcze, okna, drzwi, bramy czy elewacje; także na szkielety budynków i więźby dachowe. Jednak żeby stało się ono w pełni materiałem konstrukcyjnym musi spełniać określone przepisy, normy i klasyfikacje oraz podlegać procesom technologicznym i fitosanitarnym.

Wstępne przygotowanie drewna dokonywane jest już w tartakach. Pierwszym procesem jest obróbka drewna pod względem fitosanitarnym. Wszystkie produkty pochodzenia naturalnego, a więc i drewno, znajdujące się w międzynarodowym obrocie towarowym, aby nie stały się przyczyną rozprzestrzeniania się szkodliwych organizmów, muszą podlegać ciągłemu nadzorowi odpowiednio wyszkolonych służb fitosanitarnych. W krajach Unii Europejskiej podstawowymi dokumentami regulującymi zasady ochrony fitosanitarnej dotyczącej drewna są: dyrektywa Rady Unii Europejskiej nr 2000/29/WE z 8.05.2000 r oraz uzupełniająca ją decyzja Komisji nr 2001/219/WE z 12.03.2001. Zgodnie z tą ostatnią, drewno sprowadzane do krajów UE spoza Unii musi być poddane jednemu z następujących zabiegów:

– Obróbce cieplnej lub suszeniu w suszarni w taki sposób, by we wnętrzu poddawanego zabiegowi elementu, przez co najmniej 30 minut była temperatura co najmniej 56 °C. Zabieg ten musi być przeprowadzony w suszarni specjalnie do tego celu wypróbowanej, ocenionej i oficjalnie zatwierdzonej. W rzeczywistości proces suszenia drewna jest często łączony z suszeniem dla celów produkcyjnych. Jest bardziej skomplikowany i ma kilka faz, najczęściej zaprogramowanych i sterowanych komputerem z ciągłą kontrolą wilgotności. Procesowi temu podlega większość drewna używana później do produkcji konstrukcji drewnianych, czy mebli. Fakt dokonania procesu suszenie dla celów fitosanitarnych musi być potwierdzony oficjalnie przyjętym znakiem: „traktowane cieplnie” – HT lub „suszone w suszarni - komorowo” – KD.

– Impregnacji ciśnieniowej oficjalnie uznanym impregnatem. Fakt dokonania zabiegu musi być potwierdzony znakiem, umożliwiającym identyfikację gdzie i przez kogo impregnacja została przeprowadzona,

– Gazowaniu oficjalnie uznanym środkiem zabezpieczającym. Fakt dokonania tego zabiegu także musi być potwierdzony znakiem, umożliwiającym identyfikację gdzie i przez kogo gazowanie zostało przeprowadzone.
Komory suszarnicze poddawane są specjalnym audytom wg odpowiedniej procedury.

Przepisy nakładają też na tartak obowiązek uzyskania prawa do znakowania drewna konstrukcyjnego symbolem CE. Jest to obowiązkowe, jeśli tartak produkuje drewno konstrukcyjne. Znak CE informuje o tym, że drewno jest zgodne z normą PN-EN 14081-1+A1:2011 co do wymagań ogólnych. Poza tym każdy producent drewna konstrukcyjnego powinien wdrożyć Zakładową Kontrolę Produkcji. Jest to gwarancja dla klientów tartaków, że została przeprowadzona ocena procesu produkcyjnego oraz jakości w zgodzie z obowiązującymi normami. Poprzez certyfikację, oznakowanie CE oraz Zakładową Kontrolę Produkcji inwestor ma pewność, że kupuje drewno przeznaczone do konkretnych elementów konstrukcyjnych o optymalnej wytrzymałości i jakości.

Zgodnie z normą PN-EN 338 klasy drewna konstrukcyjnego litego są oznaczane od C14 do C50 w przypadku gatunków iglastych oraz od D30 do D70 w przypadku gatunków liściastych. Dla poszczególnej klasy wytrzymałości zostały określone parametry odpowiadające danej klasie drewna. Są to: odporność na zginanie, rozciąganie wzdłuż i w poprzek włókien oraz średnie moduły sprężystości wzdłuż i w poprzek włókien, a także gęstość. Najczęściej można nabyć drewno konstrukcyjne klasy C24 oraz C27. Klasy wyższe są trudne do osiągnięcia w polskich warunkach. Ich produkcja jest nieekonomiczna, a drewno w wyższych klasach jest bardzo kosztowne, gdyż po przetarciu tę klasę osiąga zaledwie od 3 do 6% drewna. Jednak drewno trochę inaczej niż inne materiały konstrukcyjne zmienia właściwości w zależności od gęstości, a zwłaszcza od wilgotności. Oprócz wymienionej powyżej klasyfikacji występuje również klasa sortownicza drewna. Wyróżnia się trzy klasy sortownicze:

• KW - klasa wyborowa,
• KS - klasa średniej jakości,
• KG - klasa gorszej jakości.

• wytrzymałość na ściskanie, zginanie, rozciąganie, ścinanie i docisk miejscowy. Jednak wytrzymałość zależy tu przede wszystkim od kierunku działania sił w stosunku do włókien, długotrwałości działania obciążeń i wilgotności.
• moduł sprężystości przy ściskaniu, zginaniu i rozciąganiu, zależny od kierunku działania sił w stosunku do włókien.

Wytrzymałość, moduł sprężystości i moduł odkształcenia postaciowego są najważniejszymi właściwościami wpływającymi bezpośrednio na projektowanie konstrukcji drewnianych. Dodatkowo rozróżnia się jeszcze takie mechaniczne właściwości drewna, jak odporność na uderzenia, twardość, ścieralność, łupliwość, giętkość i inne.

Budowa drewna jest anizotropowa, stąd charakterystyki sprężysto-wytrzymałościowe określa się oddzielnie dla kierunku wzdłuż włókien i prostopadle do włókien.

Wartości wytrzymałości drewna na ściskanie, w zależności od klasy wytrzymałościowej, dla wilgotności 12%, dla gatunków iglastych przy ściskaniu wzdłuż włókien wynoszą od 16 do 29 MPa oraz od 2,0 do 3,2 MPa przy ściskaniu w poprzek włókien. A dla gatunków liściastych – od 23 do 34 MPa przy ściskaniu wzdłuż włókien oraz od 8 do 13,5 MPa przy ściskaniu w poprzek włókien.

Gdy występują sęki to wpływają one ujemnie na wytrzymałość drewna na ściskanie wzdłuż włókien, zwiększają natomiast wytrzymałość w poprzek włókien. Żywica w drewnie wpływa pozytywnie na wartość wytrzymałości drewna na ściskanie, powiększając ten parametr w obu kierunkach.

Wytrzymałość drewna na rozciąganie wzdłuż włókien jest około 2,5 raza większa od wytrzymałości drewna na ściskanie. Zależnie od rodzaju drewna wytrzymałość na rozciąganie w poprzek włókien jest od 5 do 40 razy mniejsza niż wytrzymałość na rozciąganie wzdłuż włókien.

Zakres korzystania z wysokiej wytrzymałości drewna na rozciąganie jest ograniczony ze względu na jego niską wytrzymałość na ściskanie, a także ze względu na odchylenia włókien od przebiegu prostoliniowego i ujemny wpływ sęków.

W drewnie stosowanym w budownictwie wytrzymałość na rozciąganie ulega dużemu zmniejszeniu z uwagi na sęki i odchylenia włókien od przebiegu prostoliniowego. Na obniżenie tej wartości duży wpływ mają również pęknięcia, które mogą obniżyć wartość normową nawet o 30%.

Ważnym parametrem wytrzymałościowym w budownictwie, ale też w budowie mebli, jest wytrzymałość drewna na zginanie. Duży wpływ na obniżenie wytrzymałości drewna na zginanie mają sęki znajdujące się w zginanej belce po stronie przeciwnej do działania siły. Wytrzymałość na zginanie statyczne rośnie wraz ze wzrostem gęstości drewna. Największą wytrzymałość wykazuje drewno o przebiegu włókien maksymalnie zbliżonym do kierunku elementów konstrukcyjnych. W przypadku gdy kierunek odchylenia przebiegu włókien w stosunku do osi belki wynosi około 20°, wytrzymałość obniża się nawet o połowę. Wytrzymałość drewna na zginanie odgrywa zasadniczą rolę w pracy większości elementów konstrukcyjnych drewnianych budynku.

Ścinaniu w drewnie towarzyszy zginanie i rozciąganie. Wytrzymałość na ścinanie w kierunku równoległym do włókien wynosi 12÷25% wytrzymałości na ściskanie w kierunku równoległym do włókien. Wytrzymałość drewna na ścinanie wzdłuż włókien jest – poza jego wytrzymałością na rozciąganie w poprzek włókien – jedną z najniższych wytrzymałości drewna.

Wszelkie odchylenia od prawidłowej budowy drewna np. pęknięcia czy skręt włókien, mają ujemny wpływ na jego wytrzymałość na ścinanie. Ścinanie odgrywa dużą rolę w drewnie warstwowym i w sklejce, gdzie wytrzymałość na ścinanie warstw drewna i spoin klejowych wywiera decydujący wpływ na jego wytrzymałość.

Na wytrzymałość drewna wielki wpływ ma wilgotność. Ze wzrostem wilgotności wytrzymałość drewna maleje. Przy całkowitym nasyceniu wodą, tj. 30%, wytrzymałość drewna spada w stosunku do wilgotności 15% o 50% przy ściskaniu, a o 40% przy zginaniu.

Duży wpływ na wytrzymałość drewna ma gęstość objętościowa. Im większa jest gęstość drewna, przy tej samej wilgotności, tym większa jego wytrzymałość. Zależność wytrzymałości na ściskanie i zginanie od gęstości objętościowej ma charakter prostoliniowy. Przy zmianie gęstości objętościowej z 600 do 400 kg/m3 wytrzymałość przy ściskaniu i zginaniu zmniejsza się o ok. 50%. Wobec tego na konstrukcje drewniane należy stosować drewno o dostatecznie dużej gęstości objętościowej. Należy tu zaznaczyć, że np. sosna sośnie nie równa. Sosny skandynawskie mają gęstość nawet o 50% wyższą od sosny z naszego pasa klimatycznego.

W tabeli 1 podano klasy wytrzymałości dla drewna konstrukcyjnego, a w tabeli 2 charakterystyki wartości wytrzymałości dla drewna klejonego.

Coraz częściej i więcej sprowadza się do Unii Europejskiej drewna egzotycznego. Najczęściej sprowadza się je z Afryki, Azji czy Ameryki Południowej. Dostępnych jest bardzo wiele rodzajów drewna, np. bangkirai, meranti, sapeli czy iroko i wiele innych. Drewna egzotyczne charakteryzują się ciekawym rysunkiem słojów, ciekawą barwą oraz wyróżniającymi się innymi właściwościami. Mają wysoką trwałość ze względu na swoją gęstość. Według normy europejskiej EN 350 większość dostępnych gatunków drewna egzotycznego jest zaliczana do I lub II klasy trwałości i oznaczanych jako wysoko trwałe lub trwałe co wiąże się z cenioną wysoką odpornością na uszkodzenia mechaniczne. Wiele gatunków drewna egzotycznego jest również bardzo odpornych na warunki atmosferyczne, np. często używane jako podłoga tarasów drewno bangkirai. Cechą charakterystyczną większości gatunków drewna egzotycznego jest mała podatność na działanie mikroorganizmów. Drewno to jest też odporne na grzyby i pleśnie.

Niestety, własności drewna egzotycznego nie są, na razie, powszechnie unormowane i skatalogowane, wobec czego trzeba ostrożnie podchodzić do ich własności mechanicznych. Najlepiej przed użyciem sprawdzać te własności we własnym zakresie, na próbkach.

Przykładowo dla drewna bangkirai podstawowe własności mechaniczne wynoszą:
– gęstość: 1100 kg/m³
– wytrzymałość na ściskanie: 85 N/mm²
– wytrzymałość na zginanie: 150 N/mm²

Trwałość drewna bangkiriai w architekturze ogrodowej określa się na 30-50 lat. A w  przemyśle ciężkim, drewno to wykorzystuje się na podkłady kolejowe czy na podłogi w kontenerach.

Po zakupie właściwego drewna przez fabrykę konstrukcji drewnianych, stolarki drewnianej czy fabrykę mebli, następuje dalsza przeróbka drewna. Ramowy klasyczny proces w produkcji mebli (np. regału do późniejszego samodzielnego montażu przez klienta) wygląda następująco:

Proces produkcyjny w dzisiejszych realiach, powodujący optymalizację wydajności i jakości produkowanych wyrobów, np. elementów mebli, niesie pewne wymagania co do planowania produkcji, dalszego optymalizowania kosztów, nie tylko samej produkcji, ale i kosztów działanie przedsiębiorstwa. Wymuszają one większą komputeryzację przedsiębiorstwa poprzez zastosowanie komputerowego projektowania i konstruowania wyrobu, czy komputerowego technologicznego projektowania produkcji. Jest to więc proces, który wymaga wyższego poziomu jakości pracy wszystkich pracowników, niezależnie od działu.

W wielu przypadkach posiadane w przedsiębiorstwie opracowanie technologiczne jest zbyt uproszczone i nieadekwatne do planowanej produkcji. Nieposiadanie opracowań technologicznych zgodnych z wiedzą i sztuką techniczną, oraz odpowiednimi przepisami i normami, często nie świadczy o tym, że tej wiedzy w ogóle w przedsiębiorstwie nie ma. Wiedza ta może być rozproszona i niesformalizowana. Spisanie tej wiedzy jest jedną z procedur jakości produkcji i spowoduje, że np. odejście z przedsiębiorstwa kilku osób, a nawet jednej, ale posiadającej dużą wiedzę, nie stworzy zagrożenia dla ciągłości produkcji i realizacji zaplanowanych celów.

Niezbędnym krokiem do udoskonalenia procesu obsługi produkcji jest więc posiadanie dwóch projektów:

• Technologii procesowej
• Projektu technologicznego zakładu

Dokumentacja technologiczna w technologii procesowej powinna być wykonana wg poniżej podanych zasad. Dopiero wykonanie tej dokumentacji daje podstawy do szczegółowego analizowania kosztów produkcji, szukania możliwości ich zmniejszenia oraz szukania oszczędności materiałowych.

Dokumentacja technologiczna procesowa zawiera wszystkie niezbędne dane do prawidłowego przebiegu procesu technologicznego. W skład dokumentacji technologicznej wchodzi wiele pozycji. Do najważniejszych należą: karta technologiczna i instrukcja obróbki.

Kartę technologiczną wykonuje się dla konkretnego wyrobu. Stanowi opis operacji uzupełniony stanowiskami roboczymi dla każdej z nich oraz koniecznych pomocy warsztatowych. Podaje się w niej czas przygotowawczo-zakończeniowy, czas jednostkowy oraz łączny czas wykonania operacji dla serii.

Dla produkcji jednostkowej i małoseryjnej karta technologiczna stanowi całość dokumentacji i dlatego poszczególne informacje są opisane szerzej (oprócz karty technologicznej dostarczona się także rysunek warsztatowy).
Oprócz danych informacyjnych w karcie technologicznej podaje się: numer operacji i oznaczenie, wydział i stanowisko, wymienia się operacje i krótko ich treść. Podaje się też numer instrukcji obróbki, w której znajdują się informacje szczegółowe. Instrukcję obróbki sporządza się w celu podania treści operacji pracownikowi obsługującemu obrabiarkę lub nawet pracę wykonywaną ręcznie na stanowisku pracy. W karcie wyszczególnia się: stanowisko robocze, liczbę i kolejność zabiegów, warunki obróbki w poszczególnych zabiegach, niezbędne pomoce do wykonania operacji z podaniem ich oznaczenia przyjętego w fabryce lub numeru inwetaryzacyjnego. Na szkicu powierzchnie obrabiane zaznacza się grubą linią, a naniesione wymiary są wymiarami końcowymi dla danej operacji.

Istotne jest podanie na szkicu sposobu ustalenia przedmiotu i jego zamocowania, zwłaszcza gdy przewiduje się stosowanie przyrządów obróbczych lub oprzyrządowania montażowego, do czego służą symbole umowne (wg PN). Sposób ustalenia i zamocowania podany przez technologa stanowi podstawę do projektowania uchwytu lub przyrządu dla danej operacji (albo ustalenia i zamocowania bezpośrednio na obrabiarce).

W instrukcji wpisuje się też pomoce, uchwyty, przyrządy, narzędzia, sprawdziany wg PN oraz wg oznaczeń przyjętych w danym zakładzie. Dodatkowymi dokumentami technologicznymi są:

• instrukcja uzbrojenia lub przezbrojenia obrabiarki,
• instrukcja kontroli,
• instrukcja montażu,
• karta kalkulacyjna i inne.

Niekiedy technolog wykonuje rysunek technologiczny, gdzie na rysunku wykonawczym dorysowuje najczęściej czerwoną linią ciągłą naddatki obróbcze, przewidując i obliczając naddatki na obróbkę. Naddatki te należy na tym rysunku zwymiarować. W bardzo kosztownej produkcji, nawet jednostkowej, a zwłaszcza seryjnej, gdzie używa się drogich materiałów, zachodzi potrzeba wykonania tzw. pierwszej sztuki, dla jej sprawdzenia i sprawdzenia prawidłowości przyjętej technologii obróbczej np. sprawdzenie programu obrabiarki CNC. Sztukę taką wykonuje się z tańszego materiału. Po sprawdzeniu wymiarów dopuszcza się wykonanie właściwego detalu (z drogiego materiału) lub serii produkcyjnej.

Opracowanie procesu technologicznego kończy się na obliczaniu czasów trwania poszczególnych operacji, które wykonują technolodzy-kalkulatorzy. Norma czasu pracy to technicznie uzasadniona ilość czasu dla wykonania określonego zakresu pracy, w danych warunkach techniczno - organizacyjnych zakładu, przez określoną liczbę wykonawców, o określonych kwalifikacjach. Norma czasu pracy dotyczy najczęściej operacji, niekiedy zabiegu. Obliczone czasy podaje się w minutach.

Powyżej skrótowo opisany proces technologiczny przedstawia podstawowe pojęcia występujące przy projektowaniu technologii procesowej. Do opracowania technologii procesowej potrzebne są normatywy technologiczne branżowe umożliwiające dobranie parametrów obróbczych i wyliczenie czasów operacji. Jest również możliwość obliczenia parametrów i czasów na podstawie odpowiednich wzorów, lecz jest to działanie niezwykle pracochłonne. Ostatecznie można czasy oszacować i z czasem aktualizować.

Wzory karty technologicznej zawarte są w PN-57/M-01161, a instrukcji technologicznej w PN-56/M-01161. Opisy przygotowania tych dokumentów można znaleźć na portalu: Dokumentacja Technologiczna.

Drugim niezwykle ważnym projektem jest: projekt technologiczny zakładu. Jest on najczęściej najważniejszym projektem dotyczącym fabryki, ponieważ jest wynikiem przemyślanej koncepcji projektowanego zakładu, w której uwzględniono i skoordynowano problemy natury ekonomicznej, technicznej i organizacyjnej. Projekt ten powinien wykonać doświadczony projektant technolog. Najczęściej wykonuje się go do projektu budowlanego, wymaganego do uzyskania pozwolenia na budowę modernizację lub zmianę wykorzystania obiektu. Wystarczy tu uproszczony projekt technologiczny, obejmujący podstawowe parametry technologiczne oraz oddziaływania na środowisko i podstawowe uzgodnienia. Jednak dla skomplikowanej produkcji projekt technologiczny jest później mocno rozbudowany.

Zgodnie z wymaganiami kodeksu pracy projekt fabryki powinien być uzgodniony z odpowiednimi rzeczoznawcami i z branżowym instytutem pod kątem szkodliwego wpływu procesu na zdrowie. Dotyczy to przykładowo szkodliwości niektórych pyłów drewna, np. dębu czy buku, lub stref zagrożonych wybuchem od wszelkich pyłów drewna.

Projekt technologiczny zakładu powinien zawierać:

• plan zagospodarowania zakładu. Na nim na podstawie mapy powinny być narysowane wszystkie obiekty na działce w logicznym układzie, zaznaczone drogi komunikacyjne, źródła mediów, parkingi itp.
• plan zagospodarowania poszczególnych hal, z zaznaczeniem ustawienia obrabiarek i odległości pomiędzy nimi i ścianą, zgodnie z przepisami i normami, drogi komunikacyjne i awaryjne, pola odkładcze na materiał i gotowe produkty wraz z miejscami buforowymi, oraz punktami zasilania obrabiarek i urządzeń w media. Także wyposażenia hal w punkty sanitarne i szatnie wg odpowiednich przepisów.
• zestawienia: powierzchni produkcyjnej i przemysłowej, mediów i załogi oraz szczegółowy wykaz maszyn i urządzeń technologicznych;
• podobne dokumentacje dotyczące biur, strażnic, portierni itd.
• wyznaczenie stref przeciwpożarowych i przeciwwybuchowych. Przy produkcji mebli występuje duża ilość wiórów i pyłu drzewnego, który tworzyć może w określonych warunkach mieszaniny wybuchowe.
• gospodarka magazynowa, w tym postępowanie z odpadami, zwłaszcza substancjami niebezpiecznymi;
• tabele i obliczenia;
• zespół dokumentacji i dokumentów przeciwpożarowych, zgodnie z odpowiednimi przepisami;
• wytyczne branżowe dotyczące: budowlanki, instalacji, koniecznych przebudowań itp.

Wszystkie te dokumenty powinny mieć opis i uzasadnienie.

Jednym z podstawowych problemów w stolarniach i zakładach przemysłu drzewnego jest pył drzewny powstający podczas mechanicznej obróbki drewna. Do najbardziej zapylonych należą stanowiska pracy na szlifierkach, pilarkach tarczowych i formatowych oraz tokarkach. Pyły drewna twardego (dębu i buku) mają działanie rakotwórcze, a niektóre gatunki drewna tropikalnego działają toksycznie na organizm ludzki. Zapylenie może być nie tylko przyczyną dolegliwości zdrowotnych i chorób zawodowych lecz również może stwarzać warunki zagrożenia pożarem i wybuchem.

Jest wiele innych jeszcze parametrów technologiczno-organizacyjnych, które dają możliwość lepszego planowania i wykorzystania posiadanych obiektów i zasobów oraz dokonania analiz i optymalizacji kompletnego procesu, nie tylko technologicznego, ale i produkcyjnego. Projekt technologiczny zakładu, prawidłowo i w miarę dokładnie wykonany, jest źródłem wielu informacji potrzebnych nie tylko ze względów technicznych, ale też i księgowych, np. do celów inwentaryzacji, czy wykonania tabel amortyzacyjnych. Jednym słowem, projekt ten porządkuje większość spraw w zakładzie, co już jest wartością samą w sobie. Najczęściej wymusza właściwy schemat organizacyjny, z podziałem kompetencji i obowiązków. Umożliwia planowanie różnych przebiegów np. remontów, przeglądów, odnawiania dokumentów. Wznosi działanie przedsiębiorstwa na wyższy poziom.

W Unii Europejskiej obowiązują odpowiednie wymagania i przepisy dotyczące bezpieczeństwa użytkowania mebli. Od mebla oczekuje się spełnienia wymagań wymiarowo-funkcjonalnych według kryteriów ergonomicznych, a także odporności na narażenia mechaniczne i odpowiedniej wytrzymałości. Meble powinny spełniać wymagania norm europejskich.

Przykładowo, regały i półki do nich to meble do przechowywania (zwane inaczej skrzyniowymi). Od mebli tych, z punktu widzenia bezpieczeństwa użytkowania, wymaga się odporności na narażenia mechaniczne na wysokim poziomie, a także spełnienia wymagań wymiarowo-funkcjonalnych według kryteriów ergonomicznych. Z faktu tego wynika konieczność obliczeń wytrzymałościowych mebli, weryfikacji ich parametrów wytrzymałościowych oraz atestacji. Program badań mebli obejmuje: sprawdzenie konstrukcji pod względem bezpieczeństwa użytkowania, sprawdzenie higieniczności, sprawdzenie wymiarów funkcjonalnych, sprawdzenie zgodności wymiarowej ze wzrostem użytkownika. Priorytetowym parametrem jest jednak zespół cech, składających się na bezpieczeństwo użytkowania mebla. Badania mebli, np. szkolnych, atestuje się przyjmując następującą kolejność prób: badanie wytrzymałości zawieszenia i ugięcia półek, badanie wytrzymałości wieńców górnych i dolnych, badanie wytrzymałości drzwi, szuflad i prowadnic, wytrzymałości konstrukcji i wieńca dolnego oraz badanie wytrzymałości urządzeń mocujących do ściany. Mebel uzyskuje pozytywny wynik badań jeśli:

• współczynnik sztywności konstrukcji stołu lub biurka spełnia wymagania normy, a ugięcie blatu nie przekracza dopuszczalnej wartości,
• nie stwierdzi się złamań, pęknięć jakiegokolwiek elementu, części składowej lub połączenia, włączając w to zawieszenie siedzisk i szkieletu konstrukcyjnego,
• nie wystąpi deformacja jakichkolwiek części wyrobów lub pęknięć, które byłyby wynikiem pojawienia się deformacji,
• brak jest przesunięć oparć, poręczy, nóg czy innych części składowych mebli, większych niż zarejestrowane podczas początkowej kontroli,
• jeśli nie nastąpi poluzowanie przy naciśnięciu ręką na odpowiednie części lub połączenia mebla, które powinny być sztywne,
• nie stwierdzi się niesprawności działania którejkolwiek części mechanicznej, ani wyraźnie słyszalnego trzasku, pojawiającego się w czasie obciążenia.

Inne meble też mają swoje wymagania.

Wynika stąd, że meble powinny być zaprojektowane zgodnie z zasadami wytrzymałości, a więc powinny mieć przeprowadzone obliczenia wytrzymałościowe, przynajmniej newralgicznych zespołów, czy części mebla mających wpływ na bezpieczeństwo użytkowania oraz powinny przejść procedurę atestacji, czyli sprawdzenia fizycznie konstrukcji i obliczeń mebla wg ustalonej procedury i przynajmniej stworzenia dokumentu – sprawozdania z badań. Istnieje mnóstwo programów komputerowych do projektowania mebli. Niektóre bardziej złożone umożliwiają dokonanie rozkrojów płyt na poszczególne części mebla. Jednak w zasadzie nie można za pomocą tych programów dokonać dokładnych obliczeń wytrzymałościowych. Te często trzeba wykonać osobno, albo w innych ogólnodostępnych programach, albo wręcz przy pomocy znanych wzorów wytrzymałościowych i kalkulatora. Jednak w żadnym przypadku nie należy z tych obliczeń rezygnować.

Technologia produkcji wyrobów z drewna jest w znacznym stopniu opanowana. Jest wiele fabryk mebli, stolarki okiennej, czy elementów budowlanych z drewna, gdzie proces produkcji obejmuje wszystkie fazy produkcji, łącznie z prawidłowym projektem, dokumentacją konstrukcyjną wraz z wszelkimi obliczeniami, także wytrzymałościowymi i dokumentacją technologiczną. Gdzie przeprowadza się badania produkowanych wyrobów i je atestuje. Jednak jest też mnóstwo zakładów produkcyjnych, w których pomija się wiele elementów wymienionego powyżej procesu produkcyjnego.

Omówione w tym artykule zagadnienia dotyczące produkcji wyrobów z drewna są jedynie małym, ale ważnym wycinkiem całego pakietu zagadnień z tym związanych.

Aleksander Łukomski

artykuł pochodzi z wydania 7/8 (166/167) Lipiec/Sierpień 2021

Czytaj także:

Obróbka wykończeniowa materiałów lekkich; cz. 6

Modyfikacja drewna styrenem

Pianki z drewna

„Metalowe drewno” lżejsze od tytanu