Materiály a technologie - dřevo, plasty

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


• 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


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.


• 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:


• 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.


ISBN 80-03-00237-0.

• ŠEDÝ, V. Práce se dřevem. Praha: SPN, 1982.


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.


• 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.


ISBN 80-03-00237-0.


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


• 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


ISBN 80-7234-212-6.

• SLAVICKÝ, R. Odborné kreslení pro 1. až 3. ročník učebního oboru truhlář.Praha:


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.


• 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


ISBN 80-7234-212-6.

Materiály a technologie - dřevo, plasty

Documents