Nghiên cứu công nghệ nén gỗ biến hình đường kính nhỏ thành gỗ có mặt cắt ngang hình vuông, hình chữ nhật sử dụng trong sản xuất sản phẩm mộc gia dụng
Nhu cầu sử dụng sản phẩm từ gỗ ngày càng tăng trong khi gỗ rừng tự nhiên ở nước ta ngày càng giảm sút nghiêm trọng. Gỗ rừng trồng ở Việt Nam đang thay thế dần nguyên liệu gỗ gỗ rừng tự nhiên trong công nghiệp chế biến gỗ. Gỗ rừng trồng có ưu điểm như sinh khối lớn, năng suất cao, khả năng tái sinh mạnh… nhưng gỗ rừng trồng lại có những nhược điểm là khối lượng thể tích thấp, tính chất cơ học không cao, khả năng chống sinh vật phá hoạt và chống chịu nước trước tác động của môi trường tự nhiên thấp.
Có nhiều biện pháp nâng cao chất lượng nguyên liệu gỗ rừng trồng, trong đó có giải pháp nâng cao khối lượng thể tích gỗ vì khối lượng thể tích gỗ tỷ lệ thuận với cường độ chịu lực của nó. Có thể nâng cao khối lượng thể tích thấp theo 3 cách: Giữ nguyên khối lượng nhưng giảm thể tích; hoặc giữ nguyên thể tích nhưng tăng thêm khối lượng của vật chất bằng cách điền thêm vào đó một lượng vật chất nhất định và thực hiện đồng thời cả hai biện pháp trên. Theo cách đó, phần lớn tính chất cơ học, vật lý của gỗ có sự thay đổi theo chiều hướng tích cực tăng lên đáng kể so với gỗ nguyên liệu ban đầu, nhưng cũng có một số tính chất thay đổi theo chiều hướng tiêu cực. Vì vậy, cần có những nghiên cứu thích hợp hạn chế những điểm bất lợi.
Từ những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu công nghệ nén biến hình gỗ đường kính nhỏ thành gỗ có mặt cắt ngang hình vuông, chữ nhật sử dụng trong sản xuất sản phẩm đồ mộc” được tác giả nghiên cứu và đề xuất thực hiện.
Mục tiêu đề tài: Nâng cao tính chất cơ học và vật lý của gỗ có khối lượng thể tích thấp bằng phương pháp nén ép gỗ nhằm sử dụng hiệu quả gỗ mọc nhanh rừng trồng, góp phần bảo vệ và tiết kiệm vốn rừng tạo ra sản phẩm thân thiện với con người, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Cụ thể: Xác định sự biến dạng và phân bố mật độ của gỗ trong quá trình nén ép bốn mặt; xác định mối quan hệ giữa biến dạng dư với tỷ suất nén gỗ trong giai đoạn nén ép định hình; xác định mối quan hệ giữa các thông số xử lý nhiệt trong khâu ổn định kính thước và một số tính chất cơ lý của gỗ nén và xây dựng công nghệ tạo gỗ nén bằng phương thức thay đổi hình dạng của gỗ - từ dạng tròn sang dạng vuông.
Để đạt được mục tiêu đề ra, nhóm thực hiện tiến hành nghiên cứu hiển vi của 3 loại gỗ và những đặc tính công nghệ của gỗ keo lai, keo tai tượng, gỗ cao su phục vụ cho nén 4 mặt. Nghiên cứu biến dạng của gỗ sau khi nén qua cấu tạo hiển vi, nghiên cứu thông số hình học của từng loại phôi gỗ phù hợp với từng phương án nén 4 mặt; Nghiên cứu và thử nghiệm thông số công nghệ gia công thủy nhiệt đối với gỗ keo lai, keo tai tượng, cao su; nghiên cứu phân tích các phương án nén 4 mặt làm cơ sở chọn phương án máy và kỹ thuật nén 4 mặt; nghiên cứu và thử nghiệm để xác định thông số công nghệ nén 4 mặt đối với phôi gỗ cao u, keo lai, keo tai tượng; nghiên cứu mối quan hệ giữa tỷ suất nén và áp lực nén của các loại gỗ nghiên cứu trong quá trình nén biến hình; nghiên cứu và thực nghiệm để xác định mức độ phục hồi dạng và chế độ công nghệ ổn định kích thước sau nén biến hình; nghiên cứu khuyết tật của gỗ nén từ gỗ cao su, keo lai, keo tai tượng trong quá trình gia công chi tiết sản phẩm mộc và kiểm tra 4 chỉ tiêu cơ học, vật lý của 3 loại gỗ nén.
Kết quả, cấu tạo hiển vi của gỗ cao su, keo lai, kep tai tượng cho thấy đều là những loại gỗ có cấu tạo nhiều lỗ mạch tạo nên một phần rỗng xốp có thể nén được. kích thước sau quá trình nén của các loại gỗ nghiên cứu cùng đường kính không khác biệt nhiều. Mức độ ổn định kích thước có thể đảm bảo tương đối bằng nhau, nếu chế độ nhiệt xử lý phù hợp với mỗi loại gỗ. Sai số kích thước đảm bảo yêu cầu chế biến gỗ. Khuyết tật nằm trong phạm vi cho phép của TCVN;
Nghiên cứu và thử nghiệm thông số công nghệ gia công thủy nhiệt đối với gỗ keo lai, keo tai tượng, cao su cho thấy: Phần lõi gỗ là gỗ sơ cấp nên nhìn chung độ xốp và mềm dẻo của 3 loại gỗ này gần như nhau do đó mức độ hóa dẻo trong những điều kiện như nhau có kết quả gần giống nhau. Đường kính phôi gỗ từ phế liệu gỗ rừng trồng và lõi gỗ bóc ván mỏng thường lớn hoặc nhỏ hơn khoảng 20mm so với đường kính phôi gỗ nghiên cứu. Tỷ suất nén từ hình tròn thành hình vuông là 36,3%.
Trong các phương thức nén 4 chiều chủ động, nén 3 chiều chủ động, nén nghiên 450 là những phương án khả thi trong thực tế. Nén nghiên dễ chế tạo máy nhất nhưng chất lượng phôi nén không đạt các góc vuông ở 4 góc, nén 4 chiều chủ động có chất lượng phôi nén đạt gần tới góc vuông ở 4 góc. Tính chất cơ học vật lý của gỗ nén tăng lên rõ rệt so với phôi gõ trước nén. Một số khuyết tật có thể khắc phục trong quá trình nén…
Kết quả của đề tài đã đưa ra phương pháp, công nghệ mới trong việc nén biến hình gỗ đường kính nhỏ thành gỗ có mặt cắt ngang hình vuông, hình chữ nhật sử dụng trong sản xuất sản phẩm mộc gia dụng góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, đổi mới công nghệ, mở rộng thị trường sản phẩm từ gỗ.
(Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của dự án tại Trung tâm Thông tin và Thống kê khoa học và công nghệ).