Выход пиломатериалов из бревна, или объёмный выход, — это доля объёма бревна, которая превращается в пиленый материал. Для заготовок под поддоны выход зависит от диаметра бревна, сбега, ширины пропила, точности распиловки и выбранной схемы раскроя; даже небольшой прирост имеет значение, поскольку пиломатериалы для поддонов — малорентабельная продукция, где сырьё составляет наибольшую долю затрат.
Что понимают под выходом
Заводы указывают выход двумя способами. Объёмный выход сравнивает объём произведённых пиломатериалов с объёмом распиленных брёвен, обычно в кубических метрах, а в Северной Америке — как коэффициент выхода пиломатериалов (LRF) в бордфутах на кубический фут бревна или на единицу объёма бревна. Стоимостной выход сравнивает рыночную стоимость продукции с затратами на брёвна и важнее, когда сорта различаются.
Производителям поддонов нужны объём и правильный ассортимент: доски толщиной 20–25 мм, брусья для продольных брусьев и шашек, а также заготовки в размер по длине. Схема, выигрывающая по объёму, может проиграть по стоимости, если даёт слишком много заготовок, не соответствующих спецификации раскроя поддона.
Выход из бревна складывается из нескольких факторов. Исследование Лесной службы США по выходу пиломатериалов выявило семь основных факторов влияния и показало, насколько велико может быть воздействие пропила, точности распиловки и схемы раскроя.
Факторы, определяющие выход
| Фактор | Как влияет на выход | Пример вывода (исследование Лесной службы США) |
|---|---|---|
| Диаметр бревна | У крупных брёвен выход выше, так как доля потерь в горбыли и обрезки снижается | Компьютерное моделирование показало рост выхода с диаметром для всех классов сбега |
| Сбег | У быстро сужающихся брёвен при раскрое на одинаковую ширину теряется наружная древесина | Учтён как один из основных факторов |
| Пропил | Древесина, превращаемая в опилки при каждом резе | Уменьшение пропила с 12/32 до 9/32 дюйма (с 9,5 до 7,1 мм) повысило выход примерно на 7 % для брёвен диаметром 5,5–12 дюймов (14–30 см) |
| Точность распиловки | Разброс толщины досок требует дополнительного припуска | Повышение точности с 0,2 до 0,1 дюйма (с 5,1 до 2,5 мм) увеличило выход в бордфутах на 6 % |
| Схема раскроя | Расположение линий пропила на бревне | Смещение бревна на 0,2 дюйма при диаметре 8 дюймов в одном случае дало на 25 % больше пиломатериалов |
| Ассортимент продукции | Допуск узких или коротких досок позволяет использовать наружную древесину | Добавление пиломатериалов 1×4 в перечень продукции увеличило выход на 9,7 % для бревна диаметром 7,1 дюйма |
| Обрезка кромок и торцовка | Выбор места удаления обзола | Компьютерная оптимизация обрезки достигла 97 % теоретического оптимума |
Эти данные получены в компьютерном моделировании применительно к более старой технологии лесопиления, поэтому они иллюстрируют относительное влияние факторов, а не гарантируют результат на современном заводе.
Схемы раскроя
Схема раскроя описывает расположение линий пропила на торце бревна. Распространённые схемы для заготовок под поддоны:
Распиловка вразвал (насквозь)
Бревно распиливают насквозь на параллельные доски, которые затем обрезают по кромкам. Просто и быстро; обзол остаётся на наружных досках до обрезки.
Распиловка с брусовкой (брус и боковые доски)
Сначала из бревна выпиливают центральный брус — четырёхкантную или прямоугольную балку. Боковые доски выпиливают с двух наружных сторон. Затем брус распиливают на доски либо используют целиком как продольный брус, заготовку для шашек или балку. Распиловка с брусовкой — основная схема фрезерно-брусующих линий и многих заводов, работающих на поддоны.
Сортировочная распиловка
Доски выпиливают и поворачивают так, чтобы сучки и пороки оказались там, где вредят меньше всего. Применяется в основном для высококачественной лиственной древесины и реже встречается при заготовке материала для поддонов.
Раскрой по спецификации поддона
Заводы, специализирующиеся на поддонах, могут выпиливать брусья точно по сечению продольных брусьев или шашек, а доски — по размерам из конструкции поддона; см. шашки для поддонов и индивидуальная конструкция поддона.
Мелкие брёвна
Заводы, работающие на поддоны, используют брёвна, которые не берут лесопильные предприятия, выпускающие строительные пиломатериалы: мелкие, кривые, сучковатые или низкокачественные, а также сердцевинные части и наружные горбыли крупных брёвен. В таких брёвнах велика доля обзола и горбыля, поэтому выход в объёмном выражении ниже, но они дёшевы.
Методы работы с мелкими брёвнами:
- Фрезерно-брусующие линии, перерабатывающие мелкие прямые хвойные брёвна на высокой скорости и дающие стандартные брусья.
- Многопильные станки, распиливающие брус на несколько досок или шашек за один проход; см. многопильные станки.
- Ленточные делительные станки с тонким пропилом для распиловки брусьев и горбылей; см. делительные и ленточные делительные станки.
- Переработка горбылей: обрезка наружных горбылей для получения узких досок на шашки и детали поддонов.
Порода древесины и качество брёвен также влияют на выход; см. породы древесины для поддонов и ель и пихта.
Оптимизация и сканирование
Компьютерное сканирование позволяет заводам выбирать схему раскроя для каждого бревна. Отраслевые публикации о линиях для поддонов описывают основные технологии: светодиодные теневые сканеры измеряют диаметр, сбег и длину бревна; сочетания лазера и камеры строят трёхмерные изображения с учётом кривизны и закомелистости; линейные сканеры позиционируют подающие и режущие головки; поперечные сканеры у обрезного станка выявляют обзол, чтобы максимально увеличить ширину пригодной доски. Как отмечается в статье, высокопроизводительные хвойные линии с фрезерно-брусующими станками часто останавливают при отказе системы сканирования и оптимизации, поскольку ручное управление не обеспечивает такого же выхода.
Исследование Лесной службы показало причину: лучшая система выбора первой плоскости (положения первого реза) повысила выход в среднем на 21 % для брёвен диаметром 5–20 дюймов по сравнению со стандартным подходом. На практике результаты зависят от типа завода, но оптимизация — ключевой фактор рентабельности.
Практические шаги по повышению выхода
- Сортировать брёвна по диаметру, чтобы каждую группу пилить по подходящей схеме.
- Уменьшать пропил, используя более тонкие пилы там, где позволяет оборудование.
- Поддерживать точность пиления. Изношенные направляющие и тупые полотна вызывают разброс размеров, поэтому толщину досок нужно регулярно проверять; см. «обслуживание оборудования для производства поддонов».
- Согласовывать ассортимент со спецификацией раскроя, чтобы каждая заготовка нашла применение.
- Использовать побочные продукты. Горбыли и обрезки кромок перерабатывать в щепу для целлюлозы или биомассы, что улучшает общую экономику; см. «древесные отходы поддонного производства и биомасса».
- Измерять. Отслеживать выход по группам брёвен и по сменам и анализировать отклонения.
Общий процесс описан в статье «как работает лесопильный завод».
Часто задаваемые вопросы
Что такое коэффициент выхода пиломатериалов (LRF)?
LRF — показатель выпуска пиломатериалов на единицу поступившего бревна, обычно в бордфутах на кубический фут бревна. Чем выше значение, тем большая часть бревна превращается в пиломатериалы.
Что такое брус (кант)?
Брус — это бревно, опиленное с двух или четырёх сторон. Его можно распилить на доски или использовать целиком как продольный брус или заготовку для шашек.
Почему важен пропил?
Каждый рез превращает полосу древесины в опилки. Более тонкий пропил даёт больше пиломатериалов из того же бревна, поэтому предпочитают ленточные пилы и тонкие полотна.
Стоит ли пилить мелкие брёвна для поддонов?
Да, поскольку брёвна дёшевы, а детали поддонов можно выпиливать из небольших брусьев и горбылей. Выход с бревна ниже, поэтому эффективное оборудование и сканирование необходимы.
Источники
- Lumber recovery (General Technical Report FPL-39) — USDA Forest Products Laboratory
- Sawlines: Scanners, Computers Optimize Machines — Pallet Enterprise
- Wood Handbook: Wood as an Engineering Material — USDA Forest Products Laboratory