Upload
leque
View
249
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity
Katedra technické a informační výchovy
Materiály a technologie – dřevo
PaedDr. Ing. Josef Pecina, CSc.
Mgr. Pavel Pecina, Ph.D.
2007
1. Obsahy přednášek a cvičení
1.1. Přednášky – dřevo
• Les jako zdroj dřeva- definice a funkce lesa, hospodářský les, pěstování lesů, produkční dřeviny i ostatní dřeviny, historický vývoj vztahu člověka ke dřevu.
• Těžba dřeva, postup kácení, surový kmen, sortimenty lesní výroby, ochrana vytěžené suroviny.
• /auka o dřevě (úvod), Biologická podstata tvorby dřeva, makroskopická stavba dřeva, ortogonální anizotropie dřeva, řezy, popis a použití dřev našich produkčních dřevin.
• Základní vlastnosti dřeva, kresba, vůně, hustota, elektrická, tepelná a zvuková vodivost, tvrdost.
• Fyzikální vlastnosti dřeva, pohyb vody ve dřevě, určování vlhkosti dřeva, důsledky změn vlhkosti, sesychání, bobtnání, ustrnutí,kornatění, způsoby skladování a sušení dřeva.
• Mechanické vlastnosti dřeva- pružnost, pevnost, tvrdost, houževnatost
• Technologické vlastnosti dřeva – obrobitelnost, schopnost držet mechanické spojovací prostředky, přijímání nátěrů a impregnačních hmot, ohýbatelnost dřeva.
• Trvanlivost dřeva a prostředky na zvýšení trvanlivosti, impregnační a nátěrové hmoty.
• Vady dřeva a jejich vliv na použitelnost dřeva.
• Úvod do mechanické technologie dřeva, obrábění, teorie obráběcího nástroje
• Pilařská výroba, svislá rámová pila, výroba dýh, řezivo a aglomerované materiály, velkoplošné materiály.
• Popis produkčních dřevin - důležité vlastnosti a použití
1.2. Cvičení – dřevo
• Úvod do technologie zpracování materiálu, přehled ručního nářadí pro práci se dřevem,elektrické ruční nářadí a stroje pro práci se dřevem, bezpečnost práce a údržba nástrojů.
• /ácvik operací s ručními nástroji pro práci se dřevem: orýsování, práce s ručními pilami, hoblíky, rašplemi a dalšími nástroji.
• Makroskopická a mikroskopická stavba dřeva, ortogonální anizotropie dřeva, praktické ukázky.
• Ověřování fyzikálních,mechanických a technologických vlastností u vybraných druhů dřev.
• Teoretická část:
o Měřící, rýsovací a kontrolní nástroje.
o Upevňovací a lisovací nástroje – hoblice, stužidla.
o Obráběcí nástroje I, pily- ruční pily, zásady správného řezání a práce s pilami, údržba a broušení
o Obráběcí nástroje II- sekery, hoblíky, dláta, rašple a pilníky, smirkové papíry, zásady práce s těmito nástroji a potřebami.
o Obráběcí nástroje III – vrtáky a vrtání
o Eektrické ruční nářadí pro práci se dřevem: el. ruční vrtačky, el pily, el hoblíky, el brusky na dřevo, horní frézky, aku šroubováky, tepelně lepící pistole
o Stroje k obrábění dřeva: kotoučové pily, pásové pily, srovnávačky, frézky, soustruhy
o Spojování dřeva: konstrukční spoje, mechanické spojovací prostředky, lepení dřeva
o Impregnace dřeva, nátěry dřeva.
o Broušení a údržba nástrojů pro práci se dřevem.
o Vybavení školní dílny pro práci se dřevem.
1.3. Literatura
• AMBROŽOVÁ, E. �átěry dřeva. Praha: Grada Publishing, 2000.
ISBN 80-7169-924-1.
• BRUMOVSKÝ M., RADA, O. Dřevo v rekreačním objektu. Praha: Brázda, 1991.
ISBN 80-209-0187-6.
• CORBETT, S. Práce se dřevem. Rebo Production: Čestlice, 2004.
ISBN 80-7234-212-6.
• HÁJEK, V. Truhlářské práce. Praha: Grada Publishing, 1997. ISBN 80-7169-418-5.
• JANÍČEK, F A KOL. Výrobní zařízení pro učební obory zpracování dřeva. Praha:
Informatorium, 1999. ISBN 80-86073-48-3.
• MORAVEC, R. A KOL. Bezpečnost práce a ochrana zdraví žáků na školách. Praha:
SPN, 1966.
• NUTSCH, W a kol. Příručka pro truhláře. Praha: Sobotáles, 1999.
ISBN 80-85920-60-3.
• OSTEN, M. Práce s lepidly a tmely. Praha: Grada Publishing, 1996.
• PATŘIČNÝ, M. Pracujeme se dřevem. Praha: Grada Publishing, 1999.
ISBN 80-7169-848-2.
• PECINA,P., PECINA, J. Materiály a technologie- dřevo, Brno, 2006.
ISBN 80-210-4013-0.
• PIŠKULA, F A KOL. Sklady dříví. Praha: SPN, 1969.
• POKORNÝ, J. Lepení a tmelení v dílně a domácnosti. Praha: Grada Publishing, 2000.
ISBN 80-7169-857-1.
• SZÁSZ T. Pracujeme ze dřevem jen s dobrými nástroji. Praha: SNTL, 1990.
ISBN 80-03-00237-0.
• ŠKÁRA, I. Materiály a technologie - dřevo. Brno: MU, 1996.
• ŠTAJNOCH, L. Broušení nástrojů. Praha: Grada Publishing, 2000.
ISBN 80-7169-809-1.
• TUMA, J. Pracujeme s elektrickou ruční vrtačkou. Praha: Grada Publishing, 1998.
ISBN 80-7169-548-3.
• TUMA J. Pracujeme s elektrickým ručním nářadím. Praha: Grada Publishing, 1999.
ISBN 80-7169-723-0.
1.4. Přednášky - plasty
• Podstata a rozdělení plastů, přírodní a syntetické makromolekulární látky, termoplasty a reaktoplasty.
• Obecné vlastnosti plastů, výhodné a nevýhodné vlastnosti plastů.
• Základní informace o některých plastech – reaktoplasty.
• Základní informace o některých plastech – termoplasty.
• Poznávání plastů.
• Průmyslová výroba polotovarů z plastů.
• Průmyslová výroba běžných výrobků z plastů.
• Vrstvené hmoty, lamináty a lehčené plasty.
• Lepidla, výhody a nevýhody lepení, předpoklady lepení.
• Lepení tradičních materiálů a plastů, lepení termoplastů, lepení reaktoplastů.
• /átěrové hmoty.
1.5. Cvičení - plasty
• Úvod do práce s plasty, specifika, nářadí a nástroje pro práci s plasty.
• Poznávání plastů.
• Tepelné tváření termoplastů, praktické zkoušky, zhotovení krabičky.
1.6. Literatura
• NUTSCH, W a kol. Příručka pro truhláře, Sobotáles, 1999. ISBN 80-85920-60-3.
• OSTEN, M. Práce s lepidly a tmely, Grada Publishing, 1996. ISBN 80-7169-338-3.
• PECINA, P.,PECINA, J. Materiály a technologie- plasty, Brno, 2006. ISBN 80-210-
4100-5.
• ŠKÁRA, I., HRABINA, V. Materiály a technologie – plasty, Brno, 1997 (skripta)
1.7. Pokyny k ukončení předmětů a k samostudiu Předmět „Materiály a technologie-dřevo, plasty“ (přednášky) je zakončen zkouškou.
• K úspěšnému složení zkoušky je třeba nastudovat teorii v rozsahu témat z přednášek i cvičení (viz. výše).
• Zkouška je ústní í písemná.
• Student si vylosuje dvě otázky (jednu z oblasti materiálů a technologií, dřeva a druhou z oblasti materiálů a technologií, plastů).
• Odpovědi na vylosované otázky vypracuje písemně a odevzdá k opravě vyučujícímu, ten zkoušenému ještě položí doplňující otázku podle vlastního uvážení.
Předmět „Materiály a technologie“ (cvičení) je zakončen zápočtem.
• K udělení zápočtů je nutné splnit tyto podmínky:
• Účast na cvičeních. Povoleny jsou dvě neúčasti. Pokud bude student chybět více, než dvakrát, dostane za každé nezúčastněné cvičení jeden úkol navíc.
• Vypracování a přednesení referátu na téma, zadané cvičícím. Pokud nebude možné referát přednést, odevzdá jej student cvičícímu na konci semestru.
Studenti mohou studovat ze studijních opor, vystavených na stránkách Masarykovy univerzity
www.is.muni.cz, dále potom z textů vystavených na stránkách katedry technické a informační
výchovy pedagogické fakulty MU http://www.ped.muni.cz/wtech/ a z dostupné domácí i
zahraniční literatury, uvedené v tomto sylabu.
2. Nauka o dřevě
2.1. Cíl kapitoly
Student:
• Objasní makroskopickou stavbu dřeva na podélném, příčném a tečnovém řezu.
• Vyjmenuje důležité znaky, podle kterých lze identifikovat dřevinu.
• Vysvětlí důležité fyzikální mechanické a technologické vlastnosti dřeva.
• Vyjmenuje a popíše vady dřeva a jejich vliv na použitelnost dřeva
V obecné rovině je nauka o materiálech vědním oborem, který se zabývá vlastnostmi
materiálu a metodami jejich zkoušení. V této části budeme hovořit o přirozených vlastnostech
dřeva. Ty lze definovat tak, že jsou výslednicí vztahů mezi stromem (tedy organismem) a
prostředím. Tyto vztahy určují technickou kvalitu a použitelnost dřeva. Některé vlastnosti
jsou pro nás žádoucí a ty jsou ponechány a některé jsou nežádoucí a ty musí být před použitím
změněny (tzv. umělý zásah do přirozených vlastností dřeva).
Stavba dřeva
Dřevo vzniká činností kambia, což jsou vrstvičky živých buněk, které jsou uloženy mezi
dřevem a kůrou. V procesu růstu se kambiární buňky dělí a vytvářejí na vnitřní straně kambia
buňky dřeva a na vnější straně kambia vytvářejí kůru. Ve směru dřeva se dělí buňky mnohem
rychleji, a proto přirůstá dřevo mnohem rychleji než kůra. V našem podnebném pásu pracuje
kambium tak, že se jeho činnost zastaví před zimním obdobím a začne pracovat opět na jaře.
Důsledkem této činnosti je tvorba letokruhů. Na jaře většinou vzniká světleji zbarvená část
letokruhů - jarní dřevo a v létě vzniká vnější tvrdší a tmavší část - letní dřevo.
Jarní dřevo slouží hlavně k vedení vody a letní dřevo má funkci mechanickou. V průběhu
jednoho roku vznikne jeden letokruh. V některých výjimečných případech se může stát, že
v určitém roce v některé části kmene nevznikne žádný letokruh, nebo naopak vzniknou
letokruhy dva. S tloušťkou kmene roste i jeho výška. S ohledem na to, že roční přírůstek tvoří
většinou jeden letokruh, lze na příčném řezu zjistit věk té části kmene, kterou byl proveden
řez.
Stavbou dřeva se zabývá anatomie dřeva, která je jednou z částí lesnické botaniky. Stavbu
dřeva hodnotíme podle znaků, které jsou pozorovatelné pouhým okem nebo lupou- znaky
makroskopické a podle znaků mikroskopických, které je možné pozorovat pouze při
zvětšení mikroskopem( asi 10x až 100x).
Ke zhodnocení anatomické stavby dřeva pomocí makroskopických znaků se užívají tři
základní řezy dřevem-řez příčný (transverzální), řez podélný poloměrový (radiální) a řez
podélný tečnový (tangenciální).
• Řez příčný (transverzální) je veden kolmo k podélné ose kmene. V ideálním případě je jeho průřez kruhový ( obr. 1).
• Řez podélný poloměrový (radiální) je veden podélnou osou kmene a je tedy kolmý k příčnému řezu (obr. 2).
• Řez tečnový ( tangenciální) je veden rovnoběžně s podélnou osou kmene ve směru tečny k některému letokruhu. Je kolmý na radiální řez, procházející tečným bodem na tomto letokruhu. (obr. 3)
Obr. 1 Příčný řez Obr. 2 Podélný řez Obr. 3 Tečnový řez
Nejvíce makroskopických znaků lze pozorovat na příčném řezu kmene. Zde můžeme
pozorovat: dřeň, dřevo bělové (běl), jádrové a zralé (jádro), letokruhy, suky, dřeňové
paprsky, cévy a pryskyřičné kanálky (obr. 4).
Obr. 4 Prvky kmene na příčném řezu
Dřeň
Nachází se uprostřed kmene. Většinou je více či méně posunuta mimo geometrický střed
kmene (v ideálním případě se nachází v jeho geometrickém středu). Má tvar kruhový nebo
oválný, ve výjimečných případech čtyřúhelníkový, pětiúhelníkový nebo hvězdicovitý. Její
průměr je asi 2- 5 mm.
Dřevo
Nachází se od dřeně ke kůře. U některých dřevin má odlišnou barvu vnější a vnitřní části.
Jádrové dřeviny mají vnější část světlou (běl) a vnitřní část tmavou (jádro). Mezi tyto
dřeviny patří borovice, modřín, dub, jilm, topol a jasan. Jádro se vyznačuje menším obsahem
vody a vhodnějšími parametry technických vlastností. Ty dřeviny, které mají stejnou barvu
dřeva a stejný obsah dřeva v celém objemu se nazývají bělové dřeviny. Mezi tyto dřeviny
patří lípa, habr a javor.
Letokruhy
Jsou tvořeny ročními přírůstky dřeva. Již jsme zmiňovali, že jeden letokruh je tvořen jarním
letním přírůstkem. U některých dřev je rozdíl v barvě jarního a letního dřeva velmi výrazný
s rychlým přechodem (u jehličnatých stromů). U některých dřevin jsou také rozdíly v barvě
velké, ale přechod jarního přírůstku v letní je postupný. Mezi tyto řadíme dub, jilm, jasan,
topol a javor. Naopak u lípy, buku a habru jsou tyto rozdíly malé.
Suky jsou pozůstatky po větvích. Vyznačují se různými tvary a jejich barva je velmi odlišná
od okolního dřeva.
Dřeňové paprsky
Lze je pozorovat na příčném i podélném řezu. Na příčném řezu to jsou lesklé čáry, které
vybíhají z dřeně ke kůře. U některých dřevin (dub, buk, jilm) jsou viditelné pouhým okem. U
některých dřevin je můžeme pozorovat lupou (jasan, topol, habr, lípa, všechny jehličnany).
Cévy
Lze je pozorovat na příčném řezu u listnatých dřevin. Jsou to patrné drobné otvory – řezy cév.
Podle uspořádání cév rozdělujeme listnaté dřeviny na kruhovitě pórovité a roztroušeně
pórovité. Kruhovitě pórovité dřeviny mají cévy soustředěny do jarních přírůstků v letokruzích
a vytvářejí tak prstence (dub, jasan, jilm). Roztroušeně pórovité dřeviny mají cévy rozdělené
v letokruhu rovnoměrně (javor, lípa, topol, buk, habr).
Pryskyřičné kanálky
Jsou charakteristické pro jehličnatá dřeva (smrk, borovice, modřín). Jsou to tenké kanálky,
které jsou naplněny pryskyřicí. Tyto kanálky mohou mít směr rovnoběžný s osou kmene
(svislé pryskyřičné kanálky) nebo procházejí dřeňovými paprsky. Okem lze spatřit svislé
pryskyřičné kanálky v letních přírůstcích dřeva u borovice. Mají průměr asi 0,1 mm a lze je
vidět jako bílé tečky.
Z pohledu makroskopické stavby dřeva je třeba zdůraznit, že základní částicí dřeva je buňka
(nelze spatřit okem). S poznatky o buněčné stavbě se setkáme v kapitole Fyzikální vlastnosti
dřeva, konkrétně v podkapitole o vlhkosti dřeva. Proto se tím nyní nebudeme podrobně
zabývat a uvedeme jen základní informace.
Ve dřevě se setkáváme s několika typy buněk, které se liší tvarem a svojí funkcí. Skupina
buněk stejné stavby a funkce vytváří pletiva. Ve dřevě se nachází pletiva mechanická,
pletiva vodivá a pletiva zásobní. Pro praxi mají strategický význam poznatky o buněčných
stěnách, zejména je to přítomnost vody v čerstvě poraženém stromě. Její množství se mění
podle vnějšího prostředí.
Dřevo je možné identifikovat podle makroskopických i mikroskopických znaků na základě
zkušeností. Při určování dřeva postupujeme od nejnápadnějších znaků až k podrobnostem.
Přitom zkoumáme tyto prvky:
• Barvu dřeva.
• Barevné odlišení vnější částí od vnitřní (běl, jádro).
• Barevné rozlišení jarního a letního přírůstku.
• Přechod jarního přírůstku v letní.
• Pryskyřičné kanálky.
• Kresbu dřeva.
• Dřeňové paprsky.
• Uspořádání pórů.
• U čerstvě poraženého dřeva si všímáme jeho vůně.
• Porovnání tvrdosti a hustoty (v tomto případě je třeba mít k dispozici vzorky
stejného objemu a stejné vlhkosti).
K jednoznačnému určení dřev našich produkčních dřevin vystačíme s poznatky o
makroskopické stavbě dřeva (jsou popsány v samostatné kapitole).
2.2. Fyzikální vlastnosti dřeva
Mezi fyzikální vlastnosti patří ty vlastnosti, které lze zkoumat bez narušení chemického složení a celistvosti materiálu (Škára, 1996). Mezi tyto vlastnosti řadíme následující:
• barvu a kresbu dřeva
• lesk dřeva, vůni dřeva
• vlhkost dřeva
• hustotu dřeva
• tepelné, zvukové a elektrické vlastnosti dřeva.
Vlhkost dřeva
Z hlediska použitelnosti dřeva je vlhkost jeho rozhodující vlastností. Na obsahu vody závisí,
zda rozměry a tvar výrobku zůstanou neměnné, nebo dojde ke zvětšení či zmenšení. Je pro
nás tedy podstatné tento vztah objasnit.
• Z tohoto pohledu je pojednání o vztahu dřeva a vody za nejdůležitější část nauky o dřevě.
• Zanedbání těchto vztahů by mohlo způsobit menší či větší narušení vzhledu i funkčního použití výrobku ze dřeva a vede i k znehodnocení tohoto materiálu.
Ve vodě se nachází tzv. volná voda a vázaná voda. Volná voda se nachází v dutinách buněk.
V živém stromu dopravuje živné látky. Vázaná voda se nachází v buněčných stěnách.
Bezprostředně po skácení stromu se začne obsah vody snižovat. Nejprve se odpařuje volná
voda. Při tomto procesu nedochází k žádným významným změnám. Stav, kdy ve vypaří
všechna volná voda, je určen veličinou zvanou mez nasycení buněčných stěn. V tomto
okamžiku má ještě dřevo všechnu vodu vázanou. Jakmile se začne vypařovat, dochází
k významným vlivům na mnohé vlastnosti dřeva. Voda se vypařuje tak dlouho, pokud
nenastane tzv. stav vlhkostní rovnováhy. Tento stav je charakteristický tím, že určité teplotě
a vlhkosti vzduchu odpovídá určitá hodnota vlhkosti dřeva (rovnovážná vlhkost).
Rychlost vypařování vody ze dřeva závisí na těchto faktorech (Brumovský, Rada, 1991):
• Rozdíl vlhkosti od stavu vlhkostní rovnováhy- čím je větší, tím rychleji dřevo
vysychá).
• Spád vlhkosti ve dřevě- tj. rozdíl vlhkosti ve dřevě mezi dvěma místy vzdálenými od
sebe 1 cm. S jeho růstem roste rychlost pohybu vody.
• Čím nižší je vlhkost dřeva, tím pomaleji dřevo vysychá.
• Čím je vyšší teplota okolí, tím rychleji se voda vypařuje.
• Čím vyšší je hustota dřeva, tím pomaleji se voda ze dřeva vypařuje.
Vlhkost dřeva udává množství vody ve dřevě vyjádřené v procentech. V praxi se rozlišuje tzv.
relativní vlhkost a absolutní vlhkost dřeva. Relativní vlhkost vyjadřuje podíl vody
v procentech z celkové hmotnosti vzorku v okamžiku měření. Nemůže nikdy dosáhnout
hodnoty 100%. Absolutní vlhkost vyjadřuje procentuální podíl vody z hmotnosti absolutně
suchého dřeva. Tento parametr může nabývat i hodnoty přes 100%. Podle vlhkosti lze dřevo
rozdělit do několika skupin.
V praxi se rozlišují tyto stupně vlhkosti dřeva (Škára, 1996):
• Mokré dřevo ( > 100%)- dřevo uložené dlouhodobě ve vodě.
• Syrové dřevo čerstvě poraženého stromu (50- 100%).
• Dřevo sušené dlouhodobě vzduchem v obyčejných podmínkách (15-20%).
• Dřevo sušené ve vytápěných místnostech (8- 10%).
• Absolutně suché dřevo, sušené v sušárnách (0%).
Hodnota vlhkosti při dosažení meze nasycení buněčných stěn je závislá na dřevině a na
teplotě. Pohybuje se v rozmezí 23 - 36%. Pro technické účely byla zavedena střední hodnota
30%. Pro potřeby praxe byla zavedena vlhkost technická (výrobní) a vlhkost užitková.
Výrobní vlhkostí označujeme vlhkost dřeva v době výroby výrobku. Užitkovou vlhkostí
rozumíme vlhkost v době užívání výrobku.
Je třeba, aby se výrobní vlhkost rovnala vlhkosti užitkové, nebo byla asi o 2% menší. Jinak by
mohlo dojít k nepříznivým vlivům. Z tohoto pohledu je nutné, abychom si uvedli základní
požadavky na užitkovou vlhkost výrobků:
výrobky vlhkost
Stavební konstrukce 15 – 22%
Nábytek v mírně vytápěných místnostech 10 – 22%
Dýhy, překližky, laťové středy 5 – 7%
Truhlářské výrobky (okna, dveře..apod.) 12 – 15%
Nábytek v místnostech s ústředním topením 8 – 22%
Hudební nástroje 5 – 7%
Vlhkost dřeva lze určit váhovou metodou nebo pomocí elektrických měřících přístrojů.
Při zjišťování vlhkosti váhovou metodou nejprve:
• zkušební vzorek zvážíme s přesností na 0,01g
• poté jej sušíme v sušárně při teplotě 103 °C nejméně 8 hodin
• poté dřevo zvážíme a opět necháme sušit
• jakmile se již nemění hmotnost, dřevo je zcela suché
Vlhkost dřeva před zkouškou stanovíme výpočtem takto:
• Podělíme hmotnost vypařené vody (rozdíl hmotnosti vzorku před a po sušení) hmotností zcela suchého vzorku po sušení a výsledek vynásobíme 100%.
• Tento postup dává velmi přesnou hodnotu vlhkosti, ale je časově náročný (potřebujeme 12 až 24 hodin).
Pro praxi je mnohdy nutná rychlejší metoda určení vlhkosti.Tou je měření elektrickými
přístroji. Není tak přesná, ale dostačující. Tyto přístroje využívají závislosti elektrické
vodivosti dřeva na jeho vlhkosti. Přesnost měření je v toleranci +-2 %. Těmito přístroji jsou
vybavena pracoviště na sušení dřeva.
2.3. Důsledky změn vlhkosti dřeva Vlastnosti dřeva se výrazně mění se změnami jeho vlhkosti v rozsahu od meze nasycení
buněčných stěn do 0%.
Nejdůležitějšími změnami z pohledu všech způsobů mechanického zpracování a používání hotových výrobků jsou změny rozměrů a objemu dřeva- tzv. borcení (změny tvaru dřeva). Mezi tyto změny patří:
• sesychání dřeva
• bobtnání dřeva
• borcení dřeva
• praskání dřeva
• ustrnutí dřeva
• kornatění dřeva
Sesychání dřeva
Je proces, při kterém se zmenšují rozměry a objem dřeva při vypařování vázané vody (od
poklesu vlhkosti pod mez nasycení buněčných stěn). V průběhu vypařování volné vody se
rozměry a objem dřeva nemění. Sesychání charakterizujeme tzv. lineárním a objemovým
sesycháním. Lineární sesychání se vyznačuje zmenšováním rozměrů ve třech základních
směrech- tangenciálním, radiálním a podélným. Při objemovém sesychání dojde ke zmenšení
objemu. Pro vědecké účely i pro praxi je stěžejní tzv. celkové sesychání (lineární i objemové),
které odpovídá změně vlhkosti od meze nasycení buněčných stěn do 0%. Hodnoty celkového
sesychání v základních směrech jsou velmi odlišné a liší se i u jednotlivých dřevin.
Nejvýraznější je sesychání ve směru tangenciálním (3- 6%), nejmenší ve směru podélném (je
téměř zanedbatelné, průměrně asi 0,3%). Objemové sesychání je asi 12 – 15%. Uvedená čísla
se vztahují k nejpoužívanějším produkčním dřevinám. Výsledný tvar řeziva po vysychání
vidíme na obrázku (obr. 5).
Obr. 5 Výsledný tvar řeziva po vysychání
Bobtnání dřeva
Je děj opačný než sesychání. Nastává pokud dřevo navlhá (přijímá vodu, která se ukládá do
buněčných blan) a spočívá ve zvětšování rozměrů dřeva. Tento děj podléhá stejným
zákonitostem jako sesychání. Probíhá od 0% vody do meze nasycení buněčných stěn.
Hodnoty lineárního bobtnání ve třech základních směrech jsou skoro stejné jako hodnoty
lineárního sesychání. Bobtnání nastává, jestliže je vlhkost okolního vzduchu větší než vlhkost
dřeva.
Borcení dřeva
Je děj, při kterém se mění tvary dřeva při sušení. Tento jev je způsoben vnitřním napětím ve
dřevě. Jeho příčinou jsou jednak rozdíly mezi radiálním a tangenciálním sesycháním a jednak
nerovnoměrné vysychání v důsledku pomalého pohybu vody ve dřevě při sušení.
Praskání dřeva
Je také důsledek vnitřních napětí ve dřevě, způsobených nerovnoměrným vysycháním dřeva.
Protože na povrchu dřevo vysychá rychleji a uvnitř pomaleji, vzniká na povrchu dřeva tahové
napětí. Vnitřní vrstvy jsou tak vystaveny tlakovému napětí. Pokud tahové napětí překročí mez
pevnosti v tahu, dřevo praskne a vzniká povrchová výsušná trhlina směřující od povrchu ke
dřeni. V dalším průběhu se děje opačný postup. Vlivem vysychání vnitřní části jsou
tlakovému napětí vystaveny povrchové vrstvy, které však již rozměry nemění. Tahové napětí
vzniká uvnitř, takže se mohou vytvořit vnitřní výsušné trhliny. V této fázi se povrchové
trhliny poněkud uzavírají.
Ustrnutí dřeva
Je jev, který může nastat při sušení i navlhání dřeva. Jestliže na dřevo působí při sušení nebo
vlhnutí síly, které překračují mez pružnosti, nemůže dřevo měnit svůj objem. V tom případě
mění svůj objem trvale. Jestliže vznikne při nerovnoměrném vysychání ustrnutí v sušeném
řezivu, vzniká napětí, které se vyrovnává trháním a deformací dřeva.
Kornatění dřeva
Může nastat jako důsledek nestejnoměrného ustrnutí jednotlivých vrstev dřeva. Může nastat
při rychlém sušení dřeva o velké počáteční vlhkosti. V důsledku nerovnoměrného sušení a
sesychání dřeva na povrchu a uvnitř může dojít k nestejnému ustrnutí povrchových a vnitřních
vrstev. Pokud tahová napětí ve dřevě nepřekročí mez pevnosti, dřevo nepraskne ale ustrne. Ve
dřevě v tom případě vznikají vnitřní napětí, která jsou v rovnováze. Dřevo se ale navenek
může jevit bez deformací jako dobré. Avšak zkornatění se projeví nejvíce při podélném
řezání– dřevo pilu svírá, nebo se rozestupuje a vzniklé části jsou prohnuté. Pokud není
kornatění intenzivní, nemusí se projevit při řezání dřeva, ale až po několika hodinách.
2.4. Mechanické vlastnosti dřeva
Mechanické vlastnosti dřeva jsou dány jeho schopností odporovat působení vnějších mechanických sil. Mezi tyto vlastnosti patří:
• pružnost
• pevnost,
• tvrdost
• houževnatost dřeva
Vnější mechanické síly mohou působit následujícím způsobem:
• Staticky (plynule a pomalu síla narůstá).
• Rázově (síla působí ihned plnou hodnotou).
• Kmitavě (síla mění střídavě směr i velikost).
• Trvale (síla působí dlouhou dobu).
2.5. Technologické vlastnosti dřeva
Pro výrobní praxi mají technologické vlastnosti velký význam. Řadí se mezi ně:
• obrobitelnost dřeva
• schopnost držet mechanické spojovací prostředky
• přijímání nátěrových a impregnačních hmot
• ohýbatelnost dřeva
Podrobnosti k fyzikálním, mechanickým a technologickým vlastnostem čtenář nalezne
v těchto pramenech:
• PECINA,P., PECINA., J. Materiály a technologie-dřevo. Brno MU, 2006.
ISBN 80-210-4013-0.,
• BRUMOVSKÝ M., RADA, O. Dřevo v rekreačním objektu. Praha, Brázda, 1991.
ISBN 80-209-0187-6.
2.6. Vady dřeva
Vady dřeva lze vymezit jako odchylky v pravidelné stavbě dřeva (Brumovský, Rada, 1991). Ty vznikají v průběhu růstu stromu i při těžbě dřeva. Řadíme mezi ně:
• suky
• trhliny
• vady tvaru a stavby kmene
• zapaření dřeva
• vady způsobené houbami a hmyzem
• vady způsobené poraněním kmene
Některé vady mají v určitých případech pozitivní vliv na využitelnost dřeva.
Podrobně jsou výše zmíněné vady popsány v následujících pramenech:
• PECINA,P., PECINA., J. Materiály a technologie-dřevo. Brno MU, 2006. ISBN 80-
210-4013-0.
• BRUMOVSKÝ M., RADA, O. Dřevo v rekreačním objektu. Praha Brázda, 1991.
ISBN 80-209-0187-6.
2.7. Otázky a úkoly
• Objasněte makroskopickou stavbu dřeva na příčném řezu.
• Vyjmenujte důležité znaky, podle kterých lze identifikovat dřevinu.
• Vyjmenujte důležité fyzikální, mechanické a technologické vlastnosti dřeva.
• Objasnětě pohyb vody ve dřevě. Vysvětlete, proč je pojednání o vztahu dřeva a vody nejdůležitější částí nauky o dřevě.
• Vyjmenuje a popíšte vady dřeva a jejich vliv na použitelnost dřeva
2.8. Literatura
• BRUMOVSKÝ M., RADA: O. Dřevo v rekreačním objektu. Praha, Brázda, 1991.
ISBN 80-209-0187-6.
• HÁJEK, V. Truhlářské práce. Praha, Grada Publishing, 1997. ISBN 80-7169-418-5.
• JANÍČEK, F A KOL. Výrobní zařízení pro učební obory zpracování dřeva. Praha
Informatorium, 1999. ISBN 80-86073-48-3.
• NUTSCH, W a kol. Příručka pro truhláře. Praha: Soboráles, 1999.
ISBN 80-85920-60-3.
• PECINA,P., PECINA., J. Materiály a technologie-dřevo.Brno:MU, 2006.
ISBN 80-210-4013-0
• SZÁSZ T. Pracujeme ze dřevem jen s dobrými nástroji. Praha: SNTL, 1990.
ISBN 80-03-00237-0.
3. Úvod do technologie dřeva
3.1. Cíl kapitoly
Student:
• Objasní pojmy: technologie, mechanická technologie dřeva, technologická kázeň, dřevařská prvovýroba a druhovýroba.
• Vyjmenuje sortimenty pilařské výroby a stručně je popíše.
• Objasní proces pořezu pilařské suroviny.
• Vysvětlí proces přirozeného a umělého sušení řeziva.
• Objasní pojem obrábění dřeva a na obrázku vysvětlí geometrii obráběcího nástroje.
V obecné rovině lze technologii vymezit jako nauku o způsobech zpracování surovin,
materiálů a polotovarů a o postupech výroby některého výrobku (Škára, 1996). Pokud
v technologickém procesu převažují mechanické a fyzikální děje, jde o technologii
mechanickou. S velmi dynamickým rozvojem vědy a techniky se technologie vyvíjí s cílem
zvyšovat produktivitu práce.
Při projektování technologického procesu se berou v potaz další činitele:
• pracnost výroby
• složitost a dostupnost výrobních prostředků
• množství odpadu
• spotřeba energie
• množství výrobků
• nároky na pracovníky
• výrobní doba
Podle těchto činitelů posuzujeme efektivitu technologického procesu. Cílem všech vědeckých
pracovníků je projektovat procesy tak, aby byly vysoce efektivní a produktivní. Při výrobě je
bezpodmínečně nutné dodržování tzv. technologické kázně. To jsou vědecky zdůvodněné
způsoby a postupy výroby. Požadavkem na vědecké i technické řešení je výsledná kvalita
cílového produktu.
Dřevařskou výrobu dělíme na dvě části:
• Dřevařská prvovýroba.
• Dřevařská druhovýroba.
Dřevařská prvovýroba zahrnuje prvotní zpracování dřeva. Realizují se v těch oborech
dřevařského průmyslu, které zpracovávají surové dřevo, nebo dřevní odpad. Patří sem
pilařská výroba, výroba dýh, výroba překližek, výroba dřevotřískových a dřevovláknitých
desek. Dřevařská druhovýroba zahrnuje druhotné zpracování dřeva. Uskutečňuje se
v oborech, které zpracovávají dřevařské polotovary na konečné výrobky. Do této skupiny
patří výroba nábytku, stavebně truhlářská výroba, výroba dřevěných konstrukcí, dřevěných
staveb, výroba zápalek, hudebních nástrojů, hraček atd.
Mechanická technologie dřeva je nauka o pracovních postupech, jimiž se mění tvar a objem
obrobku a ten se s pomocí nástrojů mění na výrobek.
3.2. Pilařská výroba
Sortimenty pilařské výroby
Mezi produkty pilařské výroby patří neopracované řezivo a pražce. Jsou to výrobky vzniklé
řezáním kmenů paralelně s podélnou osou kmene, u kterých jsou rovnoběžné nejméně dva
boky. Pilařské výrobky řezané souběžně ze dvou stran nazýváme omítané. Vedlejším
sortimentem jsou odřezky, kratiny, krajiny a další malé kusy vhodné např. na výrobu
aglomerovaných desek.
Podle tvaru příčného řezu a s ohledem na poměr tloušťky k šířce řezivo
dělíme na :
• Deskové řezivo
• Hraněné řezivo
• Polohraněné řezivo
• Latě a lišty
Deskové řezivo (obr. 1)
Jsou to kusy dřeva, které mají šířku větší, než je dvojnásobek tloušťky. Zhotovují se
v následujících tloušťkách:
• Prkna - 15 až 38 mm, prkna kratší než 2m se nazývají kratiny.
• Fošny - 40 až 100 mm.
• Prkna krajinová – tj. boční neomítané kusy deskového řeziva o tloušťkách 18 až 24 mm.
• Krajiny – tj. okrajové řezivo o tloušťkách 18- 24 mm, které má levou plochu oblou nebo jen místy dotčenou pilou.
Hraněné řezivo
Má příčný průřez pravoúhlý a podle průřezové plochy S se dělí na:
• Hranoly - obsah S > 100 cm2 .
• Hranolky - obsah S = 25- 100 cm2
Polohraněné řezivo (obr. 2)
Je dvoustranně řezané řezivo s oblými boky. Podle tloušťky se dělí na:
• Polštáře o tloušťce menší nebo rovné 100 mm a šířce větší nebo rovné 500 mm.
• Trámy o tloušťce větší nebo rovné 100 mm a šířce větší nebo rovné 2/3 tloušťky.
Latě a lišty
Jsou hraněné řezivo příčného průžezu, které se podle plochy S dělí na:
• Latě - S je roven 10 až 25 cm2.
• Lišty - S je menší nebo roven 10 cm2.
Obr. 1 Deskové řezivo
Obr. 2 Polohraněné řezivo
3.3. Pořez pilařské suroviny Pilařskou surovinou jsou části kmenů listnatých a jehličnatých stromů (tzv. pilařské výřezy),
které splňují nároky, kladené na jejich rozměr a kvalitu. Pořez pilařské suroviny je realizován
pomocí pilařských strojů. Jsou to vertikální rámové pily, vertikální a horizontální pásové pily,
kotoučové pily a řetězové pily.
Kmenové pásové pily
Používají se k řezání kvalitních výřezů na řezivo (obr. 3). V případě pásových pil jde o pořez
individuální, protože se odřezují desky po jedné.
Vertikální rámová pila - lidově nazývaná katr (obr. 4)
Je pila s mohutným stojanem zakotveným v podpilí. V rámu, který se pohybuje svislým
pohybem, jsou upnuty pilové listy. Do rámu se podle požadovaného sortimentu upíná
potřebný počet pilových listů v příslušných vzdálenostech od sebe. Vzdáleností pilových listů
je dána tloušťka řeziva. Před pilovými listy je výřez uchopen tzv. rýhovacími válci, které se
otáčejí protisměrným pohybem a vtahují výřez proti zubům pil.
Pořez může být realizován dvěma způsoby :
• Pořez naostro.
• Pořez prizmováním.
Obr. 3 Kmenové pásové pily
Pořez naostro je uplatňován většinou u listnatých dřevin. Spočívá v tom, že se výřezy řežou
pouze jedním průchodem rámovou pilou. Veškeré vzniklé řezivo je neomítané.
Pořez prizmováním se nejčastěji uplatňuje pro jehličnaté výřezy. To znamená, že výřez
prochází buď dvakrát rámovou pilou, nebo dvěma rámovými pilami. Během prvního
průchodu se na kraji odřeže několik desek a středová část (prizma). Ta se potom otočí o 90° a
při druhém průchodu pilou se z prizmy nařeže již omítané řezivo (obr. 19). Za rámovou pilou
většinou následuje linka na úpravu řeziva kotoučovou pilou. Upravuje se šířka a délka řeziva.
Obr. 4 Vertikální rámové pily
3.4. Sušení a skladování dřeva Jak již bylo řečeno, nelze čerstvé dřevo ihned po pořezání použít ke zhotovení jakéhokoliv
výrobku. Vlhké dřevo podléhá při dodatečném vysoušení tvarovým i rozměrovým změnám a
je rovněž snadno napadnutelné biologickými škůtci a špatně k němu přilnou nátěry.
Při sušení se ze dřeva odstraňuje přebytečná voda co nejrychleji a nejúsporněji na hodnotu
vlhkosti, odpovídající hodnotě vlhkosti prostředí, ve kterém bude výrobek používán.
Dřevo skladujeme a sušíme současně, protože od chvíle skácení stromu do jeho zpracování
má dřevo snahu si udržet stav vlhkostní rovnováhy s okolním prostředím. Dřevo uložené ve
vodě, nebo dřevo dokonale impregnované tvoří výjimku. Čerstvě pokácené dřevo má
průměrnou absolutní vlhkost asi 60- 100%. Lehká dřeva mají vyšší vlhkost, těžká dřeva mají
nižší vlhkost. U lehkého dřeva je značný rozdíl mezi vlhkostí jádra a vlhkostí běli. Např. u
borovice je vlhkost jádra 30- 40% a vlhkost běli 100- 120%. U těžkých dřevin je tento rozdíl
malý. Např. dub má vlhkost jádra 50-80% a vlhkost běli 70-80%.
Voda se nejrychleji odpažuje z plochy příčného řezu. Zde se také nejdříve vytvoří výsušné
trhliny a vznikají vhodné podmínky pro napadení dřevokaznými houbami. Proto je již v této
fázi vhodná ochrana čel nátěry.
Na skládkách výřezy ukládáme tak, aby byly izolovány od půdní vlhkosti. Následuje odvoz k
dalšímu zpracování. Řezivo i palivo získáváme nejčastěji v nevysušeném stavu. Sušení paliva
není tak složité, jako sušení řeziva. Postačuje zabránění přístupu vody do hrání a rozřezání na
vhodné délky polen, aby mohlo dřevo přirozeným způsobem dostatečné vyschnout. Vznik
trhlin a deformací v palivovém dřevě není důležitý. Závadou by mohl být výskyt
dřevokazných hub při pomalém vysoušení, protože dřevo rozložené houbami má nižší
výhřevnost.
Sušení řeziva je třeba věnovat patřičnou pozornost. Pokud se dřevo bude sušit přiliž rychle,
nezabráníme deformacím a znehodnocení. Naopak při přiliž pomalém sušení může dojít k
napadení a znehodnocení dřeva dřevokaznými houbami a plísněmi.
Dřevo lze sušit přirozeným nebo umělým způsobem.
Přirozené sušení řeziva
Přirozené sušení dřeva spočívá v pozvolném vysoušení řeziva v přírodních podmínkách bez
nároků na jinou energii. Řezivo poskládáme podle určitých pravidel do hrání (viz. dále),
které jsou zastřešeny nebo umístěny pod přístřeškem, kterým může proudit vzduch. Doba
sušení je závislá na dřevině, tlouštce řeziva, na počáteční a konečné vlhkosti, na teplotě a na
vlhkosti a rychlosti proudícího vzduchu. Rychleji vysychá měkké dřevo a řezivo s menší
tloušťkou. V našich podmínkách dosahujeme konečné vlhkosti kolem 15%. Předpokládaná
doba sušení je od několika měsíců do tří let. Místo přirozeného sušení musí být na suchém
pozemku s případně odvedenou spodní vodou a ze všech stran musí být přístup větrům.
Povrchová vrstva humusu musí být odstraněna a nahrazena štěrkem nebo jiným
vodopropustným materiálem.
Řezivo se skládá do hrání. Hráň (obr. 5) stavíme na podstavcích vysokých asi 40 cm, na
které umístíme podklady ze zdravého dřeva tak, aby spodní desky byly alespoň 50 cm nad
zemí. Tím je zajištěno proudění vzduchu v hráni. Řezivo klademe kolmo na poklady ve
vzdálenosti asi 4 cm zvětšující se od středu. Na první vrstvu řeziva se kladou prokládky o
rozměrech asi 2x 4 cm na svislici nad základy. Druhou vrstvu řeziva klademe tak, aby mezery
byly na svislici nad mezerami v první vrstvě. Mezi deskami necháváme mezery široké 3 - 8
cm. Aby se zabránilo deformaci řeziva, je nutné prokládky umístit přesně nad sebou.
Obr. 5 Hráň
Prokládky se vyrábí ze suchého a zdravého dřeva. Mokré a nezdravé prokládky mohou řezivo
nakazit dřevokaznými houbami. U jehličnatého řeziva je klademe nad středy podstavců, u
listnatého je pokládáme v menších rozestupech i mezi podstavci. Hráně stavíme široké max. 2
metry, dlouhé od 3 do 6 metrů a vysoké max. 6 metrů. Hotová hráň se musí zastřešit.
K tomuto účelu je výhodné použít různé plechy nebo konstrukce s plechy a plasty. Střecha
chrání dřevo před deštěm, sněhem a sluncem.
Průběh sušení se kontroluje pomocí vlhkostních vzorků, vyříznutých ze středové části řeziva
asi 1,5 cm nad zemí. Vypočítá se jejich hmotnost na konci sušení. Kontrola sušení spočívá ve
vážení vlhkostních vzorků.
Výše popsaný způsob sušení řeziva je nejpoužívanější, protože je nejlevnější. V praxi se
obvykle nejprve dřevo suší přirozeným způsobem a poté, je-li to nutné, se uměle dosuší
v sušárnách.
Umělé sušení řeziva
Umělé sušení se provádí nejčastěji v teplovzdušných komorových sušárnách, v nichž je řezivo
po dobu sušení v klidu. Sušárny mohou být stálým vybavením závodu (zděné sušárny) nebo
celokovové přenosné.
Malé přenosné sušárny mají kapacitu asi 6 m3, velkokapacitní sušárny až 100 3. Doba sušení
řeziva tloušťky 25 mm z 60 % na 6% vlhkosti trvá od 21 do 39 hodin. Při umělém sušení se
řezivo nejprve ohřívá, teplota zvolna stoupá a vzduch se podle potřeby zvlhčuje. �esmí být
přiliš vlhký. Po důkladném prohřátí řeziva se vlhkost vzduchu v sušárně zmenšuje a teplota se
zvyšuje na 90- 100°C (ve vysokoteplotních sušárnách až na 130°C). Po dosažení konečné
vlhkosti se řezivo postupně ochlazuje na teplotu venkovního vzduchu, popř. na teplotu o 25°C
vyšší. Po skončení tohoto procesu musí být řezivo několik dnů uskladněno v uzavřených
vytápěných skladech.
4. Teorie obrábění a obráběcího nástroje
Obrábění je technologický pochod, kterým vytváříme požadovaný tvar obrobku ve stanovených rozměrech a v požadované kvalitě obrobených ploch. Při obrábění dřeva rozlišujeme dva základní případy obrábění. Nástroj proniká do materiálu, odděluje jeho určitou část a přitom narušuje vzájemnou vazbu dřevních vláken.
Tento způsob může být:
• Beztřískový- při něm je oddělovaná část přímo výrobkem.
• Třískový – v tomto případě je oddělená část vedlejší produkt (piliny, hobliny atd.)
Obrábění bez porušení vzájemné vazby dřevních vláken. Předpokladem je schopnost dřeva
trvalé plastické deformace (ohýbaní, lisování).
Nástroje pro obrábění dřeva jsou charakterizovány počtem, tvarem a velikostí jejich aktivních
pracovních částí – břitů.
Tyto nástroje mohou být:
• jednobřitové (dláta, nože, hoblíkové nože atd.)
• mnohabřitové (pilové listy a pilové kotouče, frézy atd.).
Břit je klínovitá část nástroje, která vniká do obrobku.
4.1. Geometrie obráběcího nástroje Pracovní část nástroje má tvar klínu (obr. 6). Břit je tvořen dvěma rovinami – čelem a
hřbetem. Průsečnice těchto rovin vymezuje ostří. Ostří je ve skutečnosti přechodová část
mezi čelem a hřbetem. Tato část je obyčejně zaoblená a popisuje se poloměrem zaoblení.
Rovina, která má být obráběná, se jmenuje obráběná plocha a rovina, která již vznikla
oddělením třísky, se nazývá obrobená plocha (nazývaná také rovinou řezu). Rovina kolmá
k rovině řezu je základní rovina. Úhel, který svírá rovina čela s rovinou hřbetu se nazývá
úhel břitu. Úhel mezi rovinou čela a obráběnou plochou je úhel řezu. Úhel mezi základní
rovinou a rovinou čela je úhel čela a úhel mezi rovinou řezu a hřbetem je úhel hřbetu.
1. Rovina čela
2. Rovina hřbetu
3. Základní rovina
4. Obráběná plocha
5. Obrobená plocha
6. α - úhel hřbetu
7. β - úhel břitu
8. ω - úhel čela
9. δ - úhel řezu
Obr. 6 Geometrie obráběcího nástroje
Pokud má nástroj správně pracovat, vytvářet kvalitní povrch a má li také mít dostatečnou
životnost, musí mít správný tvar břitu (správnou geometrii), kvalitní plochy břitu a kvalitní
ostří. Nesprávné řezné úhly způsobují rychlejší otupování nástroje, zkracují životnost a
zvyšují řezný odpor. Tím se stává obrábění namáhavější a u strojů dochází také
k jeho zahřívání. Proto mají jednotlivé úhly svůj význam.
Úhel hřbetu αααα
Má vliv na tření o obráběnou plochu. Čín je tento úhel menší, tím je třecí síla větší. Tento úhel
se volí asi od 10° do 30°.
Úhel břitu ββββ
Ovlivňuje odpor, který klade vnikajícímu nástroji obráběný materiál. Čím je tento úhel větší,
tím je i řezný odpor větší. Proto by bylo vhodné volit tento úhel co nejmenší. To má však za
následek zmenšení pevnosti břitu a ten se rychleji otupí. Tyto úhly tedy volíme tak, aby byly
co nejmenší, ale měly ještě dostatečnou pevnost a trvanlivost. Každý nástroj má svůj úhel
břitu. Dláta, hoblíkové nože a nože horizontálních frézek mají tento úhel 25°. Zuby pil ho
mají 60°. Škrabky sekáče a některé vrtáky ho mají 90°.
Úhel čela ωωωω
Má vliv na řezný odpor a drsnost obráběné plochy. Ovlivňuje také tvorbu třísky. Velký úhel
čela usnadňuje řezání a lépe se utváří tříska. Při jeho zmenšování stoupá řezný odpor a tříska
se více deformuje. Tento úhel má různou hodnotu pro různé nástroje.
Při používání se každý nástroj opotřebovává. Působí na něj vlivy, které mění jeho vlastnosti,
hlavně tvar břitu. Dochází k jeho otupování (ke změně mikrogeometrie břitu) oddělováním
mikročásteček kovu z břitu. Nástroj tím postupně ztrácí schopnost řezat. Tupým se stává ve
chvíli, kdy břit je v takovém stavu, že obrábí materiál v nevyhovující špatné kvalitě. Obrábění
je v tom případě náročnější a namáhavější a dochází k pálení a rozměrovým nepřesnostem
výrobku.
Trvanlivost břitu
Je doba, po kterou naostřený břit pracuje. Je to doba mezi dvěma ostřeními nástroje. Tato
doba se udává obvykle v minutách řezu nebo v počtech řezů a střihů. U ručních nástrojů je
trvanlivost těžko hodnotitelná, většinou se vychází ze zkušenosti. Pokud je trvanlivost
nástroje nižší, než standardně, příčinou může být několik vlivů:
• Malý úhel břitu.
• Malý úhel hřbetu.
• Velký úhel čela.
• Nevyhovující drsnost broušených ploch.
• Neodbroušená jehla.
• Přiliš velká řezná rychlost.
• Malý posuv na břit (u pil a fréz).
• Špatný rozvod a špatné naostření (u vícebřitých nástrojů).
• Znečistění obrobku (barvami, piskem, hlínou atd.).
Obecně platí, že čím je vyšší jakost broušených ploch při ostření, tím je vyšší trvanlivost břitu
nástroje. Životnost nástroje závisí jednak na trvanlivosti břitu a ostří, které lze několikrát
brousit a jednak na dalších činitelích, které také rozhodují o použitelnosti nástroje. Jedná se
zejména o celistvost nástroje. Pokud například vznikne na pilovém kotouči trhlina, je nutné ho
okamžitě vyřadit z dalšího používání, i kdyby byl nový a dobře nabroušený.
4.2. Otázky a úkoly
• Vysvětlete pojmy: technologie, mechanická technologie dřeva, technologická kázeň, dřevařská prvovýroba a druhovýroba.
• Vyjmenuje sortimenty pilařské výroby a stručně je popište.
• Vysvětlete proces pořezu pilařské suroviny.
• Objasněte proces přirozeného a umělého sušení dřeva a srovnejtě výhody a nevýhody jednotlivých postupů.
• Vysvětlete pojmy: obrábění dřeva a břit. Nakreslete geometrii obráběcího nástroje a vysvětlete význam jednotlivých úhlů.
4.3. Literatura:
• BRUMOVSKÝ M., RADA, O. Dřevo v rekreačním objektu. Praha: Brázda, 1991.
ISBN 80-209-0187- 6.
• HÁJEK, V. Truhlářské práce. Praha: Grada Publishing, 1997. ISBN 80-7169-418-5.
• JANÍČEK, F A KOL. Výrobní zařízení pro učební obory zpracování dřeva. Praha:
Informatorium, 1999. ISBN 80-86073-48-3.
• NUTSCH, W a kol. Příručka pro truhláře. Praha: Soboráles, 1999.
ISBN 80-85920-60-3.
• PATŘIČNÝ, M. Pracujeme se dřevem. Praha: Grada Publishing, 1999.
ISBN 80-7169-848-2.
• PECINA. P., PECINA, J. Materiály a technologie- dřevo. Brno: MU, 2006.
ISBN 80-210-4013-0.
• PIŠKULA, F A KOL. Sklady dříví. Praha: SPN, 1969.
• SZÁSZ T. Pracujeme ze dřevem jen s dobrými nástroji. Praha: SNTL, 1990.
ISBN 80-03-00237-0.
• ŠEDÝ, V. Práce se dřevem. Praha: SPN, 1982.
• ŠTAJNOCH, L. Broušení nástrojů. Praha: Grada Publishing, 2000.
ISBN 80-7169-809-1.
5. Ruční nástroje pro práci se dřevem- sekery
5.1. Cíl kapitoly
Student :
• Vyjmenuje typy seker a vysvětlí, k jakým pracem se používají.
• Popíše části univerzální sekery.
• Objasní správné a bezpečné nasazování násad a zásady správné údržby a broušení seker.
Sekery jsou nástroje určené k otesávání a sekání dřeva. Tyto nástroje pracují na principu
dřevodělícího klínového účinku nástroje. Na tomto principu pracují i zuby pil a tvorba třísek
břitem pilových zubů se omezuje pouze na šířku řezné spáry.
Cílem otesávání je především vytvářet rozličně tvarované rovinné nebo prostorové útvary buď
přímo, nebo podle předkreslení a to pod různým úhlem vzhledem k dřevním vláknům.
Otesávací (strouhací) nástroje tvarují nebo řežou dřevo na podstatně širší ploše než pilové
zuby.
Sekery dělíme několika skupin:
• univerzální sekery
• štípací sekery
• tesačky
• teslice
Všechny se vyvinuly z nejstaršího nástroje - kamenné sekery. Sekery jsou důležitým
nástrojem tesařů, majitelů zahrad apod. V každé dílně by měla být alespoň jedna univerzální
sekera. Práce se sekerami patří mezi náročnější. Proto se člověk snaží nahradit tento nástroj
strojem. Mezi jednotlivými typy seker jsou rozdíly v jejich tvarech, hmotnosti, délce, tvaru a
úhlu ostří a v délce a tvaru násady. Konstrukční části sekery máme na obrázku (obr.1).
Obr. 1 Části sekery
Student :
• Vyjmenuje typy seker a vysvětlí, k jakým pracem se používají.
• Popíše části univerzální sekery.
• Objasní správné a bezpečné nasazování násad a zásady správné údržby a broušení seker.
Výkon sekery závisí na dvou činitelích:
• na setrvačné síle
• na přesnosti úderu
Spotřebu energie při práci ovlivňuje hmotnost sekery a frekvence (rytmus) úderů za
jednotku času. Setrvačná síla úderu je tím větší, čím větší je hmotnost sekery a s čím větší
výšky udeříme. Tato výška je závislá na výšce člověka, na délce jeho paží a na délce násady
sekery. Uvedené činitele ale nepůsobí na výkon sekery stejně. Pokud je hmotnost sekery přiliš
velká nebo pokud překročí délka násady určitou délku, sníží se přesnost úderu. Velká
hmotnost sekery a velká délka násady je zbytečná, pokud se pro nepřesnost úderu sníží výkon.
Dva dobře mířené seky do stejného místa jsou účinnější než dva jakkoli silné údery do
různých míst.
Pro štípání větších kusů dřeva a k pracím na zahradě (např. k přesekávání kořenů apod.)
vyhovuje univerzální sekera o hmotnosti 1,6 až 2,0 kg s přímou nebo jednou zakřivenou
násadou o délce 760- 810 mm (obr.2).
K odkorňování, k zahrocování kůlů, ke štípání dříví i třísek je vhodné využít sekeru pro
domácnost o hmotnosti 0,6 až 1,0 kg s přímou nebo dvakrát ohnutou násadou o délce 400 až
550 mm (obr. 2).
Obr.2 Otesávačka s rovnou a jednou ohnutou násadou (vlevo) a sekyry pro domácnost
s rovnou a dvojitě ohnutou násadou (vpravo)
Při výrobě trámů a sloupů jsou nejvhodnější tesařské křesačky nebo teslice (obr. 3). Obě se
vyrábějí v provedení pro pravou nebo levou ruku. Na obrázku máme znázorněnu křesačku pro
pravou ruku. Levá strana je rovná a hladká, aby přiléhala na již okřesanou plochu dřeva.
Násada se od roviny křesání odklání napravo. Tak se zabrání narážení ruky na dřevo i
případnému úrazu. Levostranná křesačka je přesným zrcadlovým obrazem křesačky
pravostranné. Sekery i křesačky lze vyrábět v provedení oboustranném. Ty je možné použít
pro obě ruce. Hmotnost tesaček a teslic je 1,45 až 1,65 kg. Délka násady je pro zvýšení
přesnosti malá- 300 až 400 mm. Na tesařských sekerách- pobíječkách i křesačkách je otvor,
vhodný pro vytahování hřebíků.
Sekera s dlouhou násadou(800 až 900 mm) a hmotností 2 až 2,5 kg pro oboustranné použití se
nazývá hlavatka.
Obr. 3 Pravostranná tesařská hlavatka(1) a oboustranná sekyra - širočina (2)
Sekery určené výhradně pro štípání dřeva mají tvar širšího klínu s úhlem od 12 do 35º, nebo
jsou kombinací ocelové palice a klínu (tzv. kalač). Jejich hmotnost je až 4kg a úhel je
zpravidla 40º. Ostří takovéto sekery slouží pouze pro počáteční vniknutí do dřeva. Další práci
už koná klín sekery.
Pro štípání zvlášť sukatých polínek lze použít speciálně konstruovanou štípací sekeru typu
Buldog (obr. 4).
Obr.4 Speciální štípací sekera
V souvislosti se sekerami je třeba si osvojit správné a bezpečné nasazování násad a zásady
správné údržby a broušení. Na násady jsou nejlepší následující dřeviny (podle uvedeného
pořadí): jasan, habr, akát, buk. Násada musí být vyrobena z dobře vysušeného dřeva (cca
10%). Před nasazením je třeba násadu přebrousit brusným papírem o zrnitosti 100 až 150, aby
zmizely všechny nerovnosti a vlákna vytrhaná z povrchu. �ásada musí být správně nasazena,
aby se předešlo úrazům při uvolnění sekery při práci. Aby se zabránilo uvolnění sekery
z násady, dělají se na nářadí, které pracuje sekem (úderem), otvory pro násadu (oka,ucha)
kónické směrem k násadě (obr.5).
A – ucho směrem k násadě – topůrko k´ónicky zužuje
B – letokruhy v dřevěném klínu mají být téměř paralelní s hranou klínu
C – povrch železného klínu je třeba protisměrně zdrsnit nebo rýhovat
D – schéma klínování
E – vrut mezi klínem a topůrkem zamezuje vypadnutí klínu
Obr. 5 Způsoby vsazování násady do sekyrek
Po vyklínování násady ji železo při práci stále více svírá, čímž zabraňuje uvolnění a vypadnutí
klínu. Kónicitu otvoru pro násadu je nutné pří koupi sekery zkontrolovat a vadný výrobek
vrátit. Na vyklínování jsou vhodné klíny ocelové i dřevěné. Dřevěné klíny jsou nejvhodnější
z habru. Klín se musí dobře vysušit, protože mokrý klín se po vysušení uvolní a vypadne.
Dřevěné klíny můžeme vyrobit řezáním nebo strouháním. V obou případech je důležité, aby
letokruhy byly rovnoběžné s hranou klínu (obr.5 ).
Ocelové klíny je vhodné proti vysouvání opatřit rýhami. Hrany ocelových i dřevěných klínů
je nutné mírně zakulatit, aby při vnikání dřevo neštípaly, ale aby tlakem dřevní vlákna
stlačovaly a tak vnikaly do dřeva násady. Místo pro klíny se do násady předem zařeže jemnou
pilkou. Různé způsoby vyklínování násad jsou na obrázku(obr.5). Dřevěné klíny se také
mohou lepit vodovzdornými lepidly nebo do dřeva fixovat pomocí vrutů. Samozřejmě lze
kombinovat kovové i dřevěné klíny.
Při údržbě sečných nástrojů je třeba jim vrátit jejich původní tvar. Ostří můžeme upravovat na
ploše kamene (viz. kapitola o broušení nástrojů) nebo pokud nemáme kámen, ostříme sekeru
pomocí plochého pilníku. Přitom je nutné sekeru upnout do svěráku. Nejdříve je třeba
odstranit případné jehly (otřepy) z ostří. Poté obrousíme kolem dokola ostrou hranu včetně
rohů, čímž zmenšíme možnost úrazu. Ostření začneme úpravou plochého ostří. Plochu
položíme na bok kamene a postupným pohybem po kameni vytvoříme rovnoměrné ploché
ostří tak, aby se úhel ostří nezměnil. Ostříme-li pomocí pilníku, musíme jej vést na sekeru,
upnutou ve svěráku, v původní rovině úhlu sklonu ostří. Po ploché části ostří se upraví oblá
část. Pří této úpravě nesmí na rozhraní vzniknout ostřejší hrana. To zajistíme postupným
kývavým pohybem sekery směrem nahoru a dolů. Použijeme-li pilník, posouváme ho
obloukovitě. S úpravou oblé části ostří se prozatím zhruba upraví také břit. Oblouk břitu má
sledovat původní tvar ostří. K vytvoření jemného ostří je třeba použít jemný mokrý brusný
kámen. Při broušení jím po břitu pohybujeme krouživě. Pokud ho vedeme proti břitu, musíme
dbát na mírné nadzvednutí kamene i oceli směrem k oblému ostří. Tím se zabrání případnému
otupování již nabroušeného břitu nástroje. Při broušení se má držet nástroj střídavě jednou
násadou dolů a jednou nahoru.
5.2. Otázky a úkoly
• Které typy seker známe? K jakým pracem se používají?
• Na obrázku univerezální sekery popište její jednotlivé části.
• Objasněte správné a bezpečné nasazování násad a zásady správné údržby a broušení seker.
5.3. Literatura
• BRUMOVSKÝ M., RADA, O. Dřevo v rekreačním objektu.Praha: Brázda, 1991.
ISBN 80-209-0187-6.
• SZÁSZ T. Pracujeme ze dřevem jen s dobrými nástroji. Praha: SNTL, 1990.
ISBN 80-03-00237-0.
• ŠTAJNOCH, L. Broušení nástrojů. Praha: Grada Publishing, 2000.
ISBN 80-7169-809-1.
6. Příprava výroby
6.1. Cíl kapitoly
Student
• Objasní správný postup při přípravě výroby výrobků ze dřeva.
• Uvede v jakých případech je dostačující provést náčrt výrobku a v jakém případě podrobný výkres.
• Vysvětlí výhody izometrického nákresu.
Před začátkem práce se dřevem je třeba vždy celou činnost důkladně připravit, aby nedošlo
k chybám. Na začátku je téměř vždy nutné náčrt výrobku nebo podrobný výkres. Výkres
slouží k ujasnění celkových i jednotlivých dílů výrobku a pro rozvahu, jak budou jednotlivé
díly navzájem konstrukčně spojeny. Výkresy slouží také pro vypracování přehledu
potřebného materiálu a kování. Na základě tohoto pohledu můžeme zpracovat i kalkulaci
materiálu.
6.2. Náčrty Náčrty jako jednoduché výkresy postačují pro nakreslení méně složitých výrobků (obr. 1).
Dobrý nákres podává jasný přehled o rozvržení jednotlivých součástí a všech detailech.
Půdorys znázorňuje předmět při pohledu shora, nárys ukazuje výrobek při pohledu zepředu.
Další obrázek představuje řez výrobkem. Abychom získali dokonalý přehled o složitějších
konstrukcích, je mnohdy třeba provést více řezů. Je třeba také uvést měřítko, abychom se
vyhnuli omylů a zachovali správnou proporci jednotlivých dílů ve výkresu.
Obr. 1 /áčrt jednoduché poličky
6.3. Podrobné výrobní výkresy Podrobné výrobní výkresy se zhotovují tehdy, když chceme zhotovit větší a složitější
výrobky. Umožňují získat přesný přehled o hotovém předmětu. Při výuce praktických činnosti
je vhodné naučit žáky základům technického kreslení a požadovat po nich výkres i
jednoduchých výrobků ze dřeva, nakreslený podle všech pravidel, aby si je osvojili.
V ideálním případě si žáci navrhnou a nakreslí výrobky sami, čímž se podporuje tvůrčí
myšlení. Rozvoj technické tvořivosti je jedna z důležitých priorit při výuce praktických
činností.
6.4. Izometrický systém Izometrický nákres je přehledný, protože poskytuje představu o skutečném tvaru.
V měřítku na něm nalezneme všechny rozměry ve všech třech směrech. Postup je následující:
• Rozdělíme kruh na tři shodné úhly po 120º. Získáme tak osu pro každou stranu trojrozměrného předmětu (obr. 2).
• Na plochu papíru pak nakreslíme přesné rozměry a následně zjistíme, jak jednotlivé části vypadají v trojrozměrném prostoru (obr. 3).
Obr.2
Obr. 3 Izometrický nákres čepu
6.5. Otázky a úkoly
• Jak postupujeme při přípravě výroby výrobků ze dřeva?
• V jakém případě stačí nakreslit jednoduchý nákres a v jakém případě je třeba nákreslit podrobný výkres.
• Uveďte výhody izometrického nákresu
6.6. Literatura
• CORBETT, S. Práce se dřevem. Rebo Production: Čestlice, 2004.
ISBN 80-7234-212-6.
• SLAVICKÝ, R. Odborné kreslení pro 1. až 3. ročník učebního oboru truhlář.Praha:
Informatorium, 2001. ISBN 80-86073-81-5.
7. Konstrukční zásady
7.1. Cíl kapitoly
Student
• Na konkrétních příkladech vysvětlí důležité konstrukční zásady, které zajistí jeho funkčnost a dlouhou životnost.
Určité důležité konstrukční principy je třeba dodržovat bez ohledu na postup při vytváření
designu. Závisí na nich bezpečné používání a dlouhodobá životnost výrobku. Některé je
možné odvodit běžnou logikou, jiné byly vyvozeny na základě dlouhodobých zkušeností. Při
návrhu jakéhokoliv výrobku bychom měli vždy dbát na jeho funkci a vysokou kvalitu.
7.2. Příklady
Vystužení poličky
Tvar a velikost poličky nebo skříňky by neměly vést k přetěžování. Police lze vystužit
připevněním dlouhé lišty s polodrážkou k čelní hraně (obr. 1).
Obr. 1 Vyztužení poličky
Vyztužení skříňky
K vystužení dřevěného korpusu skříňky a zachování jeho pravoúhlé konstrukce poslouží
výstužné prvky, které mohou zůstat zčásti skryty. Např. ke zpevnění závěsné skříňky
nepotřebujete pevnou zadní stěnu. Dostačující jsou dva poměrně úzké pásy materiálu, přesně
vlepené nahoře a dole (obr. 2).
Obr. 2 Vyztužení skříňky
Spojovací prvky.
Vhodnými spojovacími prvky zajistíme to ,aby se pohyblivé díly přiliž neotevíraly,
nenapínaly se závěsy a nevyvolávaly nebezpečí úrazu. Vzpěry klopného křídla (klopny)
umožňují sklopit dvířka skříňky do vhodné polohy (obr. 3).
Obr. 3 spojovací prvky k zajištění funkce a bezpečnosti
Zpracování dřeva
Při změně teploty a vlhkosti vzduchu dřevo pracuje (zvětšuje nebo zmenšuje své rozměry) i
nejlépe vysušené dřevo. Tuto přirozenou vlastnost musíme respektovat a používat vysušené
dřevo. Pokud tak neučiníme, dojde k rozměrovým změnám a k borcení a praskání dílců nebo
k prasklinám v nátěrech. Při výrobě rámů s masivní výplní je třeba v dráze rámu ponechat
vůli, aby mohla výplň při změně vlhkosti dřeva měnit rozměry (obr. 4).
Obr. 4 Opatření při pracování dřeva
Lepení spárovek
Při bočním lepení dílů spárovek je doporučováno střídat pravou a levou stranu přířezů. Tím se
působí proti snaze dřeva příčně se prohýbat. Radiálně řezané přířezy s letokruhy v pravém
úhlu k povrchu jsou v tomto ohledu stabilnější (obr.5 nahoře). spárovka s radiálně řezaného
řeziva se téměř nebortí (obr. 5 dole).
Obr. 5 Lepení spárovek
Upevnění vrchní desky stolu.
Vrchní desku stolu můžeme připevnit pomocí spojovacích úhelníků nebo malých dřevěných
špalků, které se zapouštějí do drážek. Tím se zohlední pracování širokých desek stolů vůči
podnoží stolu (obr. 6).
Obr. 6 Upevnění vrchní desky stolu
Povrchová úprava.
Při volbě povrchové úpravy je nutné respektovat bezpečnostní předpisy. Např. při
dokončování dětského nábytku nebo hraček se musí používat jen schválené nátěrové hmoty,
které jsou většinou vodou ředitelné. Nepoužíváme olejové ani nitrocelulózové nátěry nebo
laky. Nejedovaté a bezpečné jsou akrylové hmoty.
7.3. Otázky a úkoly
• Které konstrukční zásady je třeba dodržovat při konstrukci poliček a skříněk?
• Jaké zásady vyplývají z toho, že dřevo pracuje?
• Na co je třeba dát pozor při lepení spárovek?
• Co je třeba respektovat při volbě povrchové úpravy dřevěného výrobku?
7.4. Literatura
• CORBETT, S. Práce se dřevem. Rebo Production: Čestlice, 2004.
ISBN 80-7234-212-6.