DK177227B1

DK177227B1 - Proces til kantbehandling på emner fremstillet af MDF materiale

Info

Publication number: DK177227B1
Application number: DKPA200800968A
Authority: DK
Inventors: Soeren Wienke Iversen
Original assignee: Si Holding Aulum Aps
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2012-07-23
Also published as: WO2010003418A1; EP2310173A1; DK200800968A; CN102149522B; CN102149522A; EP2310173B1

Abstract

En proces til kantbearbejdning af emner fremstillet af MDF materiale, hvor processen er karakteriseret ved at emnets kant udsættes for en trykpåvirkning af et roterende værktøj og at det roterende værktøj fremføres i en fremadskridende bevægelse under bearbejdn ing af emnet langs emnets kant. Friktionen mellem emnets kant og det roterende værktøj medfører en kort opvarmning lokalt, der virker som en form for varmebehandling af limkomponenten i MDF emnets fiberstruktur.

Description

i DK 177227 B1

Proces til kantbehandling på emner fremstillet af MDF materiale

Herværende opfindelse omhandler en fremgangsmåde, der anvendes til at klargøre et emne fremstillet af MDF (medium density fibreboard) materiale inden emnets slutbehandling, som f.eks. kan være en lakering.

Det er et kendt problem, al for at opnå en høj kvalitet på lakerede kantoverflader for emner fremstillet at MDF, kræves omfattende slibning, polering og sluttelig en omhyggelig lakering. Den samlede fremstillingspris for et emne baseret på MDF er stærkt påvirket af denne kantbehandling.

Kendt teknik JP 60220704 A beskriver en fremgangsmåde til kantbearbejdning af fiberplader, hvor en valse bliver opvarmet med en brænder og presset mod pladens kant.

Det er særdeles uhensigtsmæssigt at have åben ild i en trævareproduktion, og med den anførte fremgangsmåde er det meget vanskelig at opnå en ensartet kvalitet på de behandlede emner.

Formålet med herværende opfindelse er således at forsegle kanterne på en MDF plade så kantlakeringen bliver nemmere og enklere samt at der opnås en ensartet kvalitet for alle behandlede emner; behandlingen er mekanisk.

Opfindelsen vil kr aftigt reducere tidsforbrug og omkostninger, som er forbundet med anvendelse af kendt teknik.

Summarisk vil opfindelsen således medføre: • Enklere proces til slutbehandling af MDF emner.

• Processen kan automatiseres i stor udstrækning.

® Nedsat timeforbrug og dermed færre omkostninger.

• Ensartet kvalitet fra serie til serie.

Opfindelsen finder anvendelse t alle produkter, hvor MDF benyttes, f.eks. men ikke begrænset til: • Møbler 2 DK 177227 B1 • Køkken- og bad inventar ® Forretningsinventar ® Udstillingsmateriel ® Skillerum ® Plader, lister og paneler

Materialet MDF er meget anvendt i træindustrien til fremstilling af blandt andet møbler, skabe og inventar. MDF er fremstillet af line træfibre og med lim som bindemiddel.

Materialet er relativt nemt at forarbejde og ved gennemskæring efterlades en stabil struktur, der kan slutbearbejdes til en acceptabel produktkvalitet. En meget anvendt efterbehandling er slibning, spartling og polering afsluttet med lakering.

Den kendte metode er dog uhensigtsmæssig at integrere i et automatiseret produktionsanlæg. I poleringsfasen anvendes voksholdige komponenter, der hyppigt i en utilsigtet sideeffekt afsættes i forskellige værktøjselementer. Desuden kræver procesforløbet typisk manual håndtering i skift imellem de forskellige produktionsfaser.

Grundet strukturen i en plade eller liste af MDF materiale, der har lim som bindemiddel, vil en vamieproces være en brugbar behandling af emnekanter, dels for at hærde og glatte kanten og dels for at opnå en homogen og tæt overflade, som er klar til lakering.

Det er således hensigten med opfindelsen at automatisere kantbearbejdningen mest muligt, således at emnets kant vannehærdes og gøres klar til lakering, og dette uden at der skal anvendes værktøjer, hvori der indgår åben ild.

Et første aspekt af opfindelsen er en proces til kantbearbejdning af emner (10) fremstillet af MDF materiale, processen er karakteriseret ved: 3 DK 177227 B1 ® emnets kant (12) udsættes for en trykpåvirkning af et roterende værktøj (H); ® det roterende værktøj (11) fremføres i en fremadskridende bevægelse langs emnets kant under bearbejdning af emnets kant (12).

® bevægelsen af værktøjet i forhold til emnet kan være at emnet føres frem/tilbage i forhold til værktøjet eller at værktøjet føres frem/tibage i forhold til emnet; dette benævnes den relative fremføringshastighed af værktøjet.

Friktionen mellem emnets kant og det roterende værktøj medfører en kort opvarmning lokalt, der virker som en form for varmebehandling af lim komponenten i MDF emnets fiber struktur.

I det følgende beskrives foretrukne anvendelser af opfindelsen med reference til figurerne, hvor:

Figur 1 viser et eksempel på, hvorledes en MDF plade bearbejdes af et værk tøj;

Figur 2 viser et andet eksempel på, hvorledes en MDF plade bearbejdes af et værktøj;

Figur 3,4,5 viser forskellige eksempler på kantfomier, der kan bearbejdes.

Figur 6 viser skematisk hvilke kontrolmidler, som anvendes til styring af processen.

Opfindelsen finder anvendelse i en fuldautomatiseret produktionsenhed, i hvilken bearbejdede MDF emner slutbehandles således, at de er klar til lakering.

4 DK 177227 B1

Et væsentligt aspekt af opfindelsen er anvendelsen af et roterende værktøj, der under tryk fremføres langs MDF emnets kant i en kontinuerlig fremadskridende bevægelse. Friktionen der opstår mellem det roterende værktøj og MDF emnet udvikler vamie, som hærder limen i MDF materialet.

Effekten af processen er en kombination af: » MDF materialets struktur og sammensætning.

® Det roterende værktøjs omdrejningshastighed.

* Det roterende værktøjs fremføringshastighed.

» Det roterende værktøjs tryk imod MDF emnet.

• Temperaturpåvirkning af emnets kant.

e Det roterende værktøjs geometriske form og materiale.

Foreløbige forsøg viser gode resultater ved anvendelse af: • MDF plade i pladetykkelse i intervallet 5mm -> 25 mm; typisk 14 mm.

e Værktøjets omdrejningshastighed i intervallet 1100 omdrejninger/min. -> 1300 omdrejninger/min.; typisk 1200 omdrejninger/min.

® Værktøjets/emnets fremføringshastighed, jævn og kontinuert med 6 -> 10 me-ter/min.; typisk 8 meter/min.

» Værktøjets tryk mod emne 1 -> 4 bar; typisk 3 bar. ved et 14 mm emne, hvis der er en tilstødende fals parallelt med og tæt på kanten.

® Værktøjets tryk mod emne 1 -> 8 bar; typisk 6 bar, ved et 14 mm emne uden tilstødende fals parallelt med og tæt på kanten.

• Værktøjets geometriske form og materiale: cirkulært værktøj og størrelse vil være afhængig af maskinens kapacitet, 10-20 cm i diameter, udført i hærdet værktøjsstål, chrom/vanadium stål, stål K330 eller lignende; diameter typisk 17 cm.

• Stålemnet kan være forkromet.

® Alternativt kan anvendes et keramisk værktøj eller et kombineret stål og keramisk værktøj .

® Temperatur interval i værktøjets berøringsflade er 45 grader celsius -> 70 grader celsius; typisk 60 grader celsius.

5 DK 177227 B1

Alle geometriske kantprofiler kan bearbejdes, formen af det pågældende bearbejdningsværktøj tilpasses tilsvarende, f.eks. men ikke begrænset til: ellipse, cirkel, trekant og afrundet kvadrat.

Et andet aspelet af opfindelsen er at værktøjets anlæg mod emnekanten kan variere, afhængig af den ønskede kantprofil: * en proces, hvor trykpåvirkningen (13) af det roterende værktøj er parallel med emnets X - Y plan; • en proces, hvor trykpåvirkningen (13) af det roterende værktøj er vinklet 0 -> 90 grader i forhold til emnets X - Y plan.

Det afgørende i processen er at det roterende værktøj bevæges frem eller tilbage relativt i forhold til emnet. Dette betyder, at om emnet bevæges eller om værktøjet bevæges, opnås det samme resultat.

En proces hvor: • at MDF emnet (10) bevæges i forhold til det roterende værktøj (11) eller ved, • at det roterende værktøj (11) bevæges i forhold til MDF emnet (10).

Figur 1 viser et eksempel på, hvorledes kanten (12) på en MDF plade (10) bearbejdes af et roterende værktøj (11).

Det roterende værktøj har en udfasning, som passer til kantprofilen med en tolerance på typisk 1/10 mm.

Det roterende værktøj er ikke et skærende værktøj, men affaset på en sådan måde, at der udøves et homogent tryk over hele kanten. Værktøjet fremføres langs kanten og ligger fysisk an mod kanten med et konstant tryk.

6 DK 177227 B1

Det roterende værktøj har en omdrejningsakse (15) som er vinkelret på pladens overflade.

I det angivne eksempel rettes trykket (13) ind mod pladens kant parallelt med pladens X,Y plan; dvs. parallelt med pladens overflade.

Standardmidler (5) til at frembringe rotationen af værktøjet kan være en motor med fast omdrejningstal eller en motor, hvor omdrejningstallet kan varieres op/ned.

Alternativt kan de roterende midler være styret af pneumatik eller hydraulik.

Standardmidler (16) til at foretage det nødvendige tryk (13) af værktøjet imod emnet, kan være implementeret med hydraulik, med pneumatik eller som et styrbart fjederar-rangement felts, en torsionsmekanik og et stempel.

Figur 2 viser et andet eksempel på, hvorledes kanten (12) på en MDF plade (10) bearbejdes af et roterende værktøj (11). Det roterende værktøj har ingen udfasning.

Det roterende værktøj er ikke et skærende værktøj, men alfaset på en sådan måde, at der udøves et homogent tryk over hele kanten. Værktøjet fremføres langs kanten og ligger fysisk an mod kanten med et konstant tryk.

Det roterende værktøj har en omdrejningsakse (15) som er vinklet ca. 45 grader i forhold til pladens overflade.

I det angivne eksempel rettes trykket (13) ind mod pladens kant vinkelret på kantens flade; således vinklet i forhold til pladens X,Y plan, dvs. vinklet i forhold til pladens overflade.

Figur 3, 4 og 5 viser forskellige eksempler på kantformer, der kan bearbejdes. Emnekanten kan have en vilkårlig geometrisk form felts, men ilcke begrænset til: rektangel, ellipse, cirkel, trekant og afrundet kvadrat.

7 DK 177227 B1 Værktøjets form udformes så det passer til den givne opgave, og kan have en form med udfræsning, som værktøjet (11) angivet i Figur 1, eller uden udfræsning, som værktøjet (11) angivet i Figur 2.

Figur 6 viser en foretrukken procesopstilling.

Det roterende værktøj (11) drives af en motor, der inkluderer midler til at kontrollere rotation af værktøjet (17) med et stabilt omdrejningstal. Værktøjet fremføres (14) langs emnet (10) via midler, f.eks. en motor og en spindel, og inkluderer midler (18) der silaer en stabil og kontinuert fremføringshastighed.

Alternativt til fremføring af værktøjet (11,18) kan pladen (10) via et standard transportbånd system (22,23), der samtidig fastholder pladen, føre denne fremad (26) og i kontakt med værktøjet (11).

Onidiejningsretningen af værktøjet (11) kan med fordel være medløbende i forhold til emnets fremføringsretning (26).

For at forbedre kvaliteten af emnebearbejdningen og opnå en kontinuerlig og ensartet fremføring af værktøjet anvendes midler (16) som kan påvirke værktøjets angrebstryk mod emnet (10). Under bearbejdningen vil der således kompenseres for inhomogenitet i emnets hårdhed. Disse midler kan være en simpel fjederbelastning eller en styret hydraulisk indretning.

Temperaturen af værktøjets (11) angrebsflade mod emnet (10) er en vigtig og afgørende faktor for at opnå en høj finish på den bearbejdede kant. Temperaturen kan måles via standard midler f.eks. ved hjælp af et optisk/termografisk eksternt måleapparat (20), eller alternativt via et indbygget termometer i værktøjets metaldel.

I en mere avanceret procesopstilling kan der yderlige anvendes elektroniske midler (19) til en automatisk styring og optimering baseret på parametrene og arbejdspunk- 8 DK 177227 B1 terne for værktøjstryk mod emne, temperatur af værktøjet, omdrejningstal for rotation og fremføringshastighed af værktøjet.

Standard udstyr kan anvendes til den nødvendige styring (19), f.eks. men ikke begrænset til: pneumatik, fjedre, gummiruller, PC’er, mikroprocessorer og PLL styringer. Styringsenheden kan inkludere en stand-alone enhed, som indeholder computer, skærm, betjeningsmidler, hukommelse og lagringsmedie og/eller den kan være en komponent i et integreret automatiseret produktionsanlæg, som er netværksbaseret client/server teknologi med adgang til intranet samt til Internet.

Opfindelsen kan finde anvendelse ved produktion af objekter, som er fremstillet af MDF materiale, og hvor kravet til høj kvalitet i de synlige kanter, er til stede.

Emnelisten er lang og følgende er blot eksempler: reoler, hylder, skabe, kasser, lister, paneler, skillevægge, rammer osv.

Claims

9 DK 177227 B1

1. En fremgangsmåde til kantbearbejdning af emner (10), hvor emnets plan er defineret af et X-Y plan og emnets tykkelse vinkelret på dette X-Y plan udstrækker sig i ct Z-plan, hvor emnet cr fremstillet af MDF materiale, processen er karakteriseret ved: ® et værktøj er monteret i midler som bringer værktøjet i rotation, ® emnets kant (12) udsættes for en trykpåvirkning af det roterende værktøj (Π), ® MDF emnet (10) bevæges i forhold til det roterende værktøj (11) eller ved, • at det roterende værktøj (11) bevæges i forhold til MDF emnet (10).

2. En fremgangsmåde som angivet i krav 1, hvor temperaturen af værktøjets berøringsflade imod emnet bestemmes af: • den relative frem følings hastighed af det roterende værktøj, • trykpåvirkningen af det roterende værktøj, ® værktøjets materiale og overfadestruktur, og • værktøjets omdrejningshastighed.

3. En trem gangsmåde som angivet i krav 2, hvor temperaturintervallet af værktøjets berøringsflade med emnet er fra 45 grader celsius til 70 grader Celsius.

4. En fremgangsmåde som angivet i krav 2, hvor trykpåvirkningen (13) af det roterende værktøj er parallel med emnets X-Y plan.

5. En fremgangsmåde som angivet i lerav 4, hvor det roterende værktøj er fremstillet af chromstål stål.

6. En fremgangsmåde som angivet i krav 5, hvor det roterende værktøj helt eller delvist er fremstillet af keramisk materiale. DK 177227 B1 ίο

7. En fremgangsmåde som angivet i et eller flere krav ovenfor, karakteriseret ved at der anvendes elektroniske midler (19) til en automatisk styring og optimering baseret på parametrene og arbejdspunkteme for værktøjstryk mod emne, temperatur af værktojet og/eller temperatur af værktøjets angrebspunkt mod emnet, omdrejningstal for rotation af værktøjet samt fremføringshastighed af værktøjet.