Účinek vybraných parametrů řezaní laserem na hodnoty smykové pevnosti lepených spojů

Bc. Richard Zawada

Master's thesis

The effect of selected laser cutting parameters on the tensile shear values of glued joints

Abstract:

Hospodárné nakládání s dřevní surovinou je velice aktuální téma. Obrábění laserovým paprskem může velice kladně ovlivnit výtěž a může řezat dřevo i do složitějších tvarů, než umožňují konvenční metody jako je například řezání kotoučovou pilou. Jelikož je lepení jednou z nejčastějších operací v nábytkářském průmyslu, pojednává tato diplomová práce o analýze specifického nastavení laserového paprsku CO2 laseru při řezání masivního dřeva, které je následně slepeno a podrobí se zkoušce pevnosti ve smyku podle normy ČSN EN 205. Vstupním materiálem bylo zvoleno bukové dřevo, jako jedno z nejpoužívanějších listnatých dřev v České republice. Z různých druhů lepidel bylo vybráno PVAc lepidlo, které je jedno z nejpoužívanějších lepidel v nábytkářském průmyslu, a to díky svojí jednoduché aplikovatelnosti a příznivé ceně. Jako výchozí parametry vzorků pro obrábění laserovým paprskem byly zvoleny vlhkosti dřeva od 0 % až po bod nasycení dřevních vláken, různé výkony laseru, řezná rychlost 3 a 3,5 m/s a tlak plynu při řezání. Tyto parametry byly vybrány pro zjištění optimálních parametrů pro řezání bukového dřeva. Výsledkem práce je stanovení optimálních parametrů pro obrábění bukového dřeva ve vztahu k smykové pevnosti takto obrobených ploch. Z naměřených hodnot vyplývá, že nejlepších výsledků dosahují vzorky o vlhkosti 8 %, které byly obráběny laserovým paprskem rychlostí 3,5 m/s.

Abstract:

The economical use of wood raw material is a very topical issue. Laser beam machining can have a very positive effect on yield and can cut timber into more complex shapes than conventional methods such as circular sawing. As gluing is one of the most common procedures in the furniture industry, this thesis deals with the analysis of a specific CO2 laser beam setting when cutting solid wood which is subsequently glued and subjected to a shear strength test according to ČSN EN 205. Beech wood was chosen as the input material, as it is one of the most commonly used hardwoods in the Czech Republic. PVAc glue was chosen as the adhesive, as it is one of the most used adhesives in the furniture industry due to its easy applicability and favourable price. Wood moisture content from 0% up to the saturation point of the wood fibres, different laser powers, cutting speeds of 3 and 3.5 m/s and gas pressure during cutting were chosen as the initial parameters of the samples for laser beam machining. These parameters were selected to find the optimal parameters for cutting beech wood. The result of the work is the establishment of optimal parameters for machining beech wood in relation to the shear strength of the surfaces so machined. The measured values show that the best results are obtained for samples with a moisture content of 8%, which were machined with a laser beam at a speed of 3.5 m/s.

Keywords

Řezání, laser, smyková pevnost, lepený spoj

Keywords

Cutting, laser, shear strenght, glued join

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Adam Sikora, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme:
Wood Engineering