Производство фанеры

Фанера это многослойный строительный материал, изготавливается путём склеивания специально подготовленного шпона.

Место, где производят фанеру, т. е. фанерный завод, называют ещё и "биржей". Только в обороте здесь не ценные бумаги и валюта, а брёвна. Берёза, сосна, ель.
Вот они как раз и являются ценностью. Укрывают их в том числе и от солнечного света — чтобы ультрафиолетовые лучи не высушивали торцы брёвен.
Возьмем, для примера, берёзу — фанера из неё получается самой прочной.
На завод дерево попадает в виде распиленных на равные части брёвен — чураков. Из них формируют нечто вроде вязанки, «перевязанных» массивными металлическими цепями.

 Эту огромную "вязанку" осторожно перемещают в бассейн с очень горячей водой. Здесь древесину основательно пропаривают.

При этом на поверхности дерева появляется бурая пена. Это — деготь, который выделяет береза. Он защищает дерево от гниения. А также используется при изготовлении знаменитой "мази Вишневского". 

Через несколько часов почерневшие брёвна выгружают из бассейна и оставляют на воздухе, чтобы выровнять температуру чурака — тепло должно переместиться от коры к самой сердцевине.
Берёза — порода настолько плотная и тяжелая, что даже тонет в воде. Но если древесину распарить — она станет мягкой и пластичной. 

После распаривания чурак направляется на лущильный станок. Здесь брёвна вращаются вокруг своей оси, а лущильный нож срезает с них кору и снимает с древесины широкую стружку, двигаясь по архимедовой спирали.

 

Небольшой экскурс в историю: В 300-ом году до н. э. Архимед вывел формулу идеальной спирали — она должна вращаться вокруг точки, с каждым новым витком приближаясь к ней на одинаковое расстояние. 

Похожим принципом пользуется паук, когда плетет свою паутину. 

Архимедова спираль позволяет срезать с бревна идеально ровный слой древесины. Можно сравнить это с заточкой деревянного карандаша. Карандаш — это ствол дерева, а канцелярская точилка — лущильный нож. Процесс лущения выглядит почти так же, как заточка карандаша. Правда стружка срезается не с кончика, а со всего цилиндра. Эта стружка, снятая с бревна, и называется шпоном. 

Длина шпона, снятая с одного чурака, может достигать 16-ти метров. Какое-то время шпон всё ещё остается влажным и теплым. Потому, что если бревно не пропаривать, драгоценная стружка при лущении будет рваться и ломаться. Самый тонкий шпон в мире делают только из Российской березы — толщиной всего в 1 мм.
 

В Америке, например, где березы почти нет, фанеру делают из сосны и пихты. В Китая — из тополя. А из такой мягкой хвойной древесины тонкого шпона не получается.
Снятую стружку раскраивают на гильотине и отправляют в газовую сушилку. Потоки горячего воздуха выгоняют из древесины лишнюю влагу, чтобы будущая фанера не расслаивалась и не пузырилась.

Кстати, разбить рукой обычный тонкий фанерный лист очень сложно. И под силу очень немногим большим мастерам Тамеши-вари (искусство разбивания твёрдых предметов). Если деревянная доска ломается за счет разрушения структуры волокон древесины под действием механической энергии удара, то тонкий лист фанеры эту энергию не просто поглощает, а возвращает мощь удара.

Устранение дефектов шпона

Если на древесине остался след от сучка — березовый шпон отправляют на починочный станок. Машина вырубает дефект и одновременно ставит на его место заплатку. 

Теперь — ключевой момент. Сборка фанеры. Для листа толщиной 1 см. нужно склеить 7 слоев шпона. Такой способ склеивания фанеры из нескольких листов в конце 19-го века называли "Русским". Раньше для склеивания использовали состав на основе казеина — молочного белка. Его получали из молока и сыра. Казеиновая фанера была прочной, но сильно впитывала влагу и промокала. 

Сегодня шпон склеивают с помощью формальдегидной смолы — благодаря ей фанера становится влагостойкой. Обычная мука делает смолу гуще, а древесину прочнее. Мел не позволяет клею проникать на поверхность и портить товарный вид.

У фанеры всегда нечетное число слоев. Клеем пропитываются лишь четные листы шпона, которые при сборке чередуются с сухими нечетными. Но самое главное — все слои взаимно перпендикулярны. Именно это делает фанеру такой прочной. У одного листа шпона волокна расположены вдоль. У следующего — поперек. Слой за слоем фанера увеличивает ударную вязкость — способность поглощать механическую энергию. Перекрестное расположение листов делает древесину устойчивой к деформации.

Собранные в пакеты слои шпона на несколько минут отправляют в холодный пресс, где сухие и проклеенные листы схватываются друг с другом. Это — подготовительный этап перед горячим прессованием. Каждый лист будущей фанеры загружают в подъемник, который транспортирует их в 20-ти пролетный горячий пресс. На каждом его этаже размещается фанерный полуфабрикат. Под большим давлением шпон накрепко склеивается друг с другом. Из-за высокой температуры клей даже кипит, а фанера испускает горячий пар. Всего за 10 минут бутерброд из тончайшей березовой стружки и клея превращается в сверхпрочный материал, который в течение суток будет остывать. За это время завершится процесс полимеризации клея.

Теперь остается лишь обрезать неровные края шпона и придать изделию привычный вид. Сложно поверить, что на самом деле обычная фанера — уникальный сверхпрочный материал. 

Бакелитовая фанера

Оказывается, из обычной древесины можно сделать еще нечто более прочное! Например — древесно-слоистый пластик. Его называют бакелитовой фанерой. Или — дельта-древесиной. Она настолько прочная, что может заменить бронзу. Из бакелитовой фанеры делают подшипники скольжения и бесшумные зубчатые передачи. Дельта-древесин сопротивляется любому виду деформации, не скалывается, не ломается и не растягивается.
Прочным, как цветные металлы, дерево становится благодаря бакелитовому лаку. Он делает материал почти неуязвимым. Им можно пользоваться даже под водой. Обычный березовый шпон покрывается лаком с обеих сторон и отправляется в сушилку. Здесь при температуре в 100 градусов он полностью впитывается в древесину. Т. е. у древесного пластика лаком пропитан каждый лист шпона. Пласты разделяют металлическими листами и отправляют под пресс. Он часами сжимает дельта-древесину при давлении в 6 раз большем, чем при изготовлении обычной фанеры. Количество слоев у древесного пластика доходит до сотни.
Из легкой и сверх прочной дельта-древесины делали фюзеляжи и крылья летательных аппаратов. Среди них есть первый цельно деревянный Советский истребитель по прозвищу «Рояль» и немецкая ракета класса «воздух-воздух» времен 3-го рейха.