Авиационная фанера

Введение

Фанера — это многослойный материал, который изготавливается из шпона. Количество слоев шпона всегда нечетное, то есть существует трехслойная, пятислойная и многослойная. Встречается фанера, у которой может быть 23 слоя

Для максимизации прочности всегда слои располагаются перпендикулярно, хотя, конечно, могут встретиться варианты и с параллельным расположением, но это очень редкий случай и его принимать не стоит во внимание. Фанера отличается своей прочностью от других древесных плит, например ДСП

Обрабатывается и распиливается фанера без применения каких-либо специальных промышленных инструментов, можно использовать даже обыкновенный бытовой электролобзик и простые пилки по дереву.

Фанера общего назначения.

Фанеру общего назначения изготовляют
из трех и более слоев шпона и используют в производстве мебели,
тары, в строительстве, а также в ряде других отраслей.

В зависимости от вида применяемого
клея фанера выпускается следующих марок: ФСФ—фанера повышенной
водостойкости, с применением фенолоформальдегидных клеев;
фанера ФК — плита
средней водостойкости, с применением карбамидоформальдегидных
клеев; ФБА—фанера средней водостойкости, с применением
альбуминоказеиновых клеев.

Обычно фанеру выпускают с нечетным
числом слоев шпона, причем направление волокон древесины в
смежных слоях взаимно перпендикулярно. При четном количестве
слоев шпона два средних слоя должны иметь одинаковое направление
волокон. Шпон наружных (лицевого и оборотного) и внутренних
слоев фанеры изготавливают из древесины различных пород в
соответствии с ГОСТ 99—75.

Фанера считается изготовленной из
древесины той породы, из которой изготовлены наружные ее слои.
Симметрично расположенные относительно продольной оси сечения
фанеры слои шпона должны быть одной породы и одинаковой толщины.

В зависимости от качества шпона
своих наружных слоев фанера делится на пять основных сортов: E,
I, II,
III, IV.
Фанеру выпускают нешлифованной и шлифованной с одной или двух
сторон.

Шероховатость нешлифованной фанеры из древесины лиственных пород не более 200 мкм, шлифованной не более 80 мкм, а из хвойной древесины — соответственно не более 300 и 200 мкм.

Влажность фанеры ФК и ФСФ должна быть 5—10 %, марки ФБА 6—15 %. Фанера для производства мебели должна иметь влажность 6—10 %.

Фанеру выпускают длиной 2440—1220 мм, шириной 1525— 725 мм и толщиной 3—40 мм. При длине одной из сторон более 1800 мм фанеру называют
большеформатной. Фанеру, у которой больший размер совпадает с продольным направлением волокон шпона наружных слоев, называют
продольной, в противном случае — поперечной.

История

Во второй половине 1930‑х годов возможности древесины в качестве авиационного конструкционного материала оказались фактически исчерпаны — дальнейшее повышение лётных и тактико-технических характеристик боевых самолётов потребовало освоения принципиально новых материалов, имеющих более выгодное соотношение массы и прочности. Наиболее перспективны в этом отношении были высокопрочные сплавы на основе алюминия (дюралюмины), работы над применением которых в авиации были организованы в СССР ещё в начале 1920-х годов и вылились в создание серийных цельнометаллических самолётов ТБ-1, ТБ-3, ТБ-7 и других. Между тем, производство алюминия и его сплавов в стране не поспевало за быстро растущими потребностями авиации, так что наиболее массовые в советских ВВС машины — разведчики и истребители — в тридцатые годы в основном сохраняли цельнодеревянную или смешанную деревометаллическую конструкцию планера.

В предвоенные годы, в условиях назревающего масштабного военного конфликта с участием СССР, встал вопрос о резком увеличении объёмов выпуска боевых самолётов при одновременном значительном повышении их характеристик. Эта задача не могла, однако, быть решена только за счёт перехода на цельнометаллические конструкции, так как дюралюминий и другие алюминиевые сплавы всё ещё оставались остродефицитными конструкционными материалами, не хватало и металлических полуфабрикатов из легированной стали («хромансиль»), которые использовались главным образом в ферменных конструкциях, вроде моторамы. Более того — по мере увеличения объёмов выпуска начались проблемы даже с поставкой на заводы качественной древесины (до войны большая часть древесины для авиационной промышленности импортировалась, так как, несмотря на обилие лесов, из-за холодного климата отечественная древесина имеет в основном низкое качество; молодые деревья ввиду медленного роста обычно не имеют достаточного диаметра ствола, а старая древесина имеет низкие механические свойства). Невозможно было обеспечить и достаточно быструю перестройку производства на авиационных заводах, многие из которых до этого не имели опыта производства цельнометаллических конструкций — не говоря уже о расширении объёмов производства самолётов за счёт задействования предприятий иного профиля (в то время, как выпуск цельнодеревянных самолётов мог быть развёрнут в военное время на имевших практически весь необходимый набор производственного оборудования и опыт деревообработки деревообрабатывающих комбинатах и мебельных фабриках; так, Шумерлинский деревообрабатывающий комбинат в годы войны был задействован в выпуске самолётов Як-6).

Всё это подстёгивало опытные работы по применению в авиации различных древеснослоистых пластиков, или, по терминологии второй половины 1930-х годов, «облагороженной древесины» (кроме собственно дельта-древесины к этой группе материалов относились также бакелитовая фанера, балинит и другие), имевших значительно более высокие характеристики по сравнению с обычной древесиной, но при этом сходных с ней по используемым в производстве технологическим приёмам.
Процесс был разработан советским авиационным инженером Леонтием Иовичем Рыжковым в 1935 году, когда он работал на Кунцевском заводе воздушных винтов. К 1940 году он был подробно изучен и описан во Всесоюзном институте авиационных материалов Я. Д. Аврасиным. Впоследствии технология её производства была усовершенствована специалистами завода «Карболит».

Дельта-древесина имела временное сопротивление растяжению 27 кг/мм², тогда как у сосны этот параметр составлял 11 кг/мм², у термически обработанного и состаренного дюралюмина Д-1А — 37 кг/мм², термически обработанного и состаренного дюралюмина Д-16 — 43 кг/мм². Такие характеристики позволяли, хотя и с некоторыми оговорками, использовать этот материал для создания боевых самолётов, удовлетворяющих имевшимся на тот момент требованиям. В частности, дельта-древесина (наряду с древесиной сосны, липы и берёзы) широко применялась в конструкции истребителя ЛаГГ-3, разработанного ОКБ-301 под руководством В. П. Горбунова. Также из неё некоторое время изготавливались части фюзеляжей и крыльев самолётов Ил и Як, некоторые детали машин и элементы производственной оснастки (для экономии металлов).

Технические характеристики

Эксплуатационные особенности фанеры во многом определяются разновидностью.

Плотность и прочность

Эти параметры зависят от сырья, технологии склеивания и количества слоев шпона.

Листовая продукция обладает следующими параметрами:

1. Плотность. Нормативом предусмотрено варьирование от 300 до 1000 кг/м3. Стандартные изделия имеют значения 550–750 кг/м3, плиты ФБ могут достигать 120 кг/м3.
2. Прочность. Определяется показателями предела при скалывании и зависит от типа шпона и вида клея, но не менее 0,9 МПа.

Плотность и прочность листа особенно важны при устройстве нагруженных конструкций, но при монтаже следует учитывать, что чем выше плотность, тем больше вес материала

Горючесть

Как и все древесные материалы, фанера относится к пожароопасной продукции, что соответствует классу КМ-3,4 и предполагает особые условия использования. Воспламеняются плиты при температуре от 270 градусов, спонтанное горение начинается при 400°C.

Сопротивляемость листов зависит от толщины: 18-миллиметровые березовые панели способны противостоять пламени в течение 15 мин. В начале горения обугливание составляет 0,8–1,2 мм за одну минуту.

Для улучшения показателей используются специальные виды пропитки и обработки. Также существуют огнеустойчивые изделия, отличающиеся более длительным периодом воспламенения.

Влагостойкость

Степень сопротивляемости влаге зависит от применяемого клея:

• ФБА подвергается расслоению при повышенной влажности и кратковременном попадании воды.
• ФК устойчива к контакту с жидкостью продолжительностью несколько часов, в дальнейшем подвергается деформации.
• ФСФ способна выдерживать прямой контакт длительное время, после просушки сохраняет часть структуры.
• Бакелизированные разновидности устойчивы даже к морской воде. Исключение – изделия, пропитанные составом на водной основе.

При дополнительной обработке сопротивляемость любой вариации значительно возрастает.

Особенности фанеры сорта 4 4

Среди большинства потребителей очень востребована сегодня фанера сорт 4 4, что это значит и что послужило этому причиной? Прежде всего ее низкая стоимость и отличные эксплуатационные характеристики. Этот материал отличает высокое качество соединения слоев и нешлифованная поверхность (содержит много дефектов), поэтому он используется лишь для изготовления упаковочной продукции и тары. Пригоден для настилания черного пола и для базового основания под ковролин и прочие финишные покрытия.

Технические параметры листов:

• размер листов 1500х1500 мм;
• толщина полотна – 8 мм;
• отклонение по ширине/длине – в пределах 2 мм;
• ІV сорт.

Фанера ФСФ хвоя,1, 22*2, 44 18 мм, нешлифованнаяИсточник tap.az

Сорта фанеры

Для правильного использования важно знать сортность материала. Листы из склеенного шпона подразделяются на несколько разновидностей:

1. Е (Elite). Старое обозначение – А. Высококачественный вариант без изъянов на лицевой поверхности, могут встречаться незначительные случайные отклонения. Листы используются для декоративных работ и изготовления элитной мебели. Являются наилучшей основой для облицовки пленками и покрытия лаком.
2. I сорт. Устаревшая маркировка – «АВ» и «В». Качественная разновидность с минимальным числом недостатков в виде трещинок размером до 2 см на один метр ширины и визуально заметных сросшихся сучков. Червоточины (не более трех на 1 м2) не должны превышать 6 мм. Цвет плиты равномерный, с возможными отклонениями около 15%.
3. II сорт. Ранее обозначался «В» и «ВВ». В отличие от предыдущего варианта, имеет больше изъянов. Но поверхности могут присутствовать крупные сросшиеся светлые и темные сучки (до 15 мм) в количестве 10 шт. на 1 м2. Разошедшиеся трещины должны быть заделаны замазкой. Возможна нехватка шпона (около 2 мм) по краям.
4. III сорт. Старая маркировка – «ВВ» и «СР». Допускается наличие выпадающих и больших сращенных сучков, вмятин, гребешков, вырванных волокон (не более 5% площади).
5. IV сорт. Ранее обозначался «С». Продукция имеет разнообразные и многочисленные дефекты, что можно видеть на фото, представленном ниже. Применение таких плит ограниченно черновыми работами. Несмотря на недостатки, слои склеены довольно хорошо.

Листы высшего, первого и второго сорта могут использоваться практически везде, характеристики 3 сорта также довольно высокие, но рубашка имеет небольшое количество дефектов, а 4 сорт предназначен исключительно для технических нужд

Стороны панели могут иметь разное качество:

• Сорт 1/1. Продукция обладает едиными показателями, которые точно прописаны в ГОСТе 3916.1-96.
• 1/2. Изделия сочетают характеристики двух категорий.
• 2/2 и 3/3. Материалы полностью соответствуют второй и третьей группе качества.
• 2/4. Одна сторона второго сорта, другая – четвертого.

Некоторые производители указывают группу 5/5, под таким обозначением подразумевается продукция для черновых строительных работ.

Какую фанеру используют для опалубки?

Фанера делится на виды в зависимости от того, какой клей используется при её производстве. Для сооружения опалубки используют следующие виды этого материала: фанера ФБА, ФСФ, бакелизированная.

Это вид фанеры, в которой слои шпона склеены альбуминоказеиновым клеем. Это делает её экологически чистой и ставит в ряд натуральных материалов. Её можно стелить в жилых помещениях. Однако для многократного использования в качестве материала для опалубки она не лучший вариант, поскольку не устойчива к воздействию влаги.

Экологически чистая фанера ФБА используется внутри помещений, но не практична как многоразовый материал для опалубки

Эта разновидность фанеры влагостойкая. Слои в ней склеены фенолформальдегидной смолой, что и определяет её влагозащитные качества. Её рекомендуется использовать при наружных работах, в том числе создании опалубки. Она выдержит много циклов применения. Фенолформальдегидная смола отличается токсичностью, поэтому применять такую фанеру внутри помещений не экологично.

Опалубку из этого вида фанеры можно использоватьмногократно

Ламинированная фанера

Ламинирующий слой на поверхность фанеры улучшает её влагоустойчивость. Обычно ламинируют фанеру ФСФ из лиственных пород, чаще из берёзы. Такая фанера может иметь гладкую или рифлёную поверхность, придающую ей противоскользящие свойства. Именно ламинированную фанеру часто используют для опалубки.

Ламинирование повышает влагостойкость фанеры

Не ламинированная фанера может быть нешлифованной и шлифованной с одной и с двух сторон. Основная цель шлифовки — улучшить эстетические качества материала. Также она устраняет мелкие дефекты поверхности и вследствие этого делает материал более устойчивым к механическим повреждениям — сколам и короблению.

Бакелизированная фанера

В ней слои склеены бакелитовой смолой. Она придаёт материалу особую прочность и устойчивость к агрессивной среде. Благодаря этому её можно использовать в разных климатических условиях. Бакелизированная фанера стойко выдерживает перепады температур, даже существенные — от -50°C до +50°C. Её используют во влажном тропическом климате и условиях крайнего севера. Если строительство происходит в одном из таких регионов, эта разновидность фанеры подойдёт как нельзя лучше.

Бакелизированную (бакелитовую) фанеру используют в экстремальных климатических условиях

Российская или китайская фанера?

На отечественном рынке представлена фанера российского, финского и китайского производства. Первые две практически не отличаются друг от друга по качеству, фанеру некоторых финских марок даже производят на заводах в России. При этом стоимость российской существенно ниже. Китайскую фанеру можно использовать при малоэтажном строительстве как эконом-вариант. Качество её невысоко. Для многократного использования при многоэтажном строительстве она непригодна.