Szlifowanie drewna (część VII). Podstawowe zasady doboru materiałów ściernych

Materiały ścierne nasypowe zbudowane są z ziaren ściernych umocowanych na podłożu najczęściej papierowym lub płóciennym i zabezpieczonych spoiwem zalewowym. Dobór odpowiedniego podłoża, ziarna, spoiwa oraz dodatkowych powłok decyduje o właściwościach narzędzi ściernych i jakości obrobionej powierzchni.

Jako podkłady materiałów ściernych stosuje się papiery, papiery wzmocnione tkaniną, płótna, folie lub fibrę. Papiery o niższej gramaturze wykorzystywane są do produkcji krążków do szlifowania wykańczającego oraz do arkuszy do szlifowania ręcznego. Natomiast z papierów o wyższej gramaturze (powyżej 130 g/m2) produkuje się pasy bezkońcowe do szlifowania maszynowego oraz krążki do szlifowania zgrubnego. Im wyższa gramatura

papieru podkładowego, tym wytrzymałość na rozciąganie większa, ale mniejsza elastyczność. Np. papier PS27DW będzie mniej odporny na rozciąganie od PS28F, ale za to dzięki większej elastyczności będzie się łatwiej dostosowywał do niewielkich nierówności powierzchni obrabianej.

Sztywne i bardzo wytrzymałe płótna poliestrowe wykorzystywane są do produkcji pasów do szlifowania elementów o dużych wymiarach bądź naddatkach (np. produkcja różnego rodzaju płyt) i kalibrowania drewna w produkcji maszynowej. Do takich zastosowań Klingspor proponuje płótno ścierne CS311Y. Płótna bawełniane służą głównie do produkcji pasów do szlifierek ręcznych oraz produkcji pasów do szlifowania kształtowego i profilowego. Typowymi produktami z tej grupy są płótna ścierne Klingspor LS307X, LS309J i LS309JF (kolejno: sztywne, elastyczne i bardzo elastyczne).
Folie poliestrowe są bardzo precyzyjnymi nośnikami środków ściernych z uwagi na płaskie i nieporowate podłoże. Najczęściej stosowane są folie podkładowe o grubości 0,075 i 0,125 mm. Folie ścierne wykorzystywane są do produkcji arkuszy, krążków i pasów przeznaczonych do precyzyjnych procesów szlifowania, napraw defektów powłoki lakierniczej oraz przygotowania powłok w operacjach międzylakierniczych.

Ziarna ścierne dzielą się według wielkości na grube, średnie, drobne i bardzo drobne. W praktyce amatorskiej najczęściej stosowane są materiały ścierne o ziarnistości od P36 do P180.
Podczas obróbki ściernej drewna należy przestrzegać kilku podstawowych zasad. Drewno po wstępnej obróbce wiórowej posiada wiele luźnych włókien, które zostały zgniecione lub zaprasowane przez skrawające ostrza. Obrobiona powierzchnia początkowo jest gładka, lecz z czasem po wzroście wilgotności luźne włókna „wstają” nad powierzchnię drewna, co doprowadza do wzrostu chropowatości i wyczuwalnego pogorszenia jakości obrobionego elementu. Celem obróbki szlifierskiej jest możliwie jak najdokładniejsze ścięcie luźnych włókien drzewnych. Dokładność obróbki decyduje o jakości późniejszej powłoki lakierniczej.

Obróbka ścierna drewna wyzwala duże ilości ciepła w strefie skrawania. Zbyt wysoka temperatura procesu szlifowania prowadzi do uplastyczniania się żywic, garbników zawartych w drewnie i innych środków chemicznych naniesionych na jego powierzchnię (kleje, farby). Uplastycznione składniki drewna połączone z pyłem drzewnym mogą doprowadzić do powstawania nalepień i w efekcie do zaklejania narzędzi ściernych oraz do ich przedwczesnego zużycia.

Wióry i inne produkty obróbki powinny być z procesu możliwie szybko i dokładnie usuwane, dlatego w przypadku obróbki miękkiego i zażywiczonego drewna zaleca się stosowanie materiałów ściernych z nasypem otwartym lub półotwartym. Usuwanie pyłów drzewnych jest również ważne ze względu na bezpieczeństwo pracy. Mieszanina powietrza i pyłu drzewnego może doprowadzić do samowybuchu. Trzeba też pamiętać, że pył drzewny niektórych gatunków liściastych jest rakotwórczy.
Nie ma niestety uniwersalnej zasady, która wskazywałaby na kolejność użycia materiałów ściernych i która mówiłaby, od jakiej granulacji papieru należy rozpocząć szlifowanie. Zastosowanie konkretnego typu papieru ściernego uzależnione jest od rodzaju materiału obrabianego, stanu jego powierzchni i od tego, jakie efekty końcowe zamierzamy osiągnąć.

O wyborze materiału ściernego często decyduje doświadczenie, zawsze należy jednak przestrzegać kilku podstawowych zasad. Najczęściej wstępną obróbkę powierzchni drewnianej rozpoczynamy papierem z ziarnem o granulacji P40 lub P60. Następnie wyrównujemy materiałem o granulacji P80 lub P100. Z kolei szlif wykończeniowy wykonujemy granulacją P120. Zastosowanie papieru ściernego o drobniejszym ziarnie pozwoli dokładniej wyrównać powierzchnię. Należy jednak pamiętać, że wielkość ziarna ściernego dobieramy odpowiednio do głębokości usuwanych rys. Zastosowanie zbyt drobnego ziarna może mieć ujemny wpływ na przyczepność do podłoża kolejnych materiałów powierzchniowych (farby, lakiery). Podczas obróbki wykończeniowej drewno należy szlifować wzdłuż słoi. Stare warstwy farby i lakiery usuwamy materiałem o granulacji P40 lub P60. Żywice i szpachlówki przed aplikacją podkładów epoksydowych szlifujemy papierami drobnymi, o granulacji od P120 do P240. Z kolei podkłady epoksydowe przed aplikacją poliuretanów matujemy materiałem oznaczonym P320 do P400, np. antystatycznym papierem do obróbki międzylakierniczej Klingspor PS24F
Podczas zmiany wielkości ziarna ściernego na drobniejsze należy bardzo dokładnie oczyścić miejsce szlifowania z pyłów pozostałych po obróbce grubszym ziarnem. Pozostałe po szlifowaniu zanieczyszczenia mogą zawierać ziarna oderwane od powierzchni wcześniej stosowanego papieru i spowodować głębokie rysy, trudne do usunięcia w kolejnych etapach obróbki. Podczas obróbki ręcznej papier ścierny owijamy wokół klocka kształtowego lub tarczy szlifierskiej, a siłę docisku rozkładamy równomiernie na całą powierzchnię klocka lub tarczy. Pracując za pomocą szlifierki, nie należy stosować zbyt dużego nacisku, aby
nie spowodować nadmiernego nagrzania strefy obróbki i w efekcie doprowadzić do przyspieszonego zużycia narzędzia ściernego.

Częstym błędem podczas szlifowania drewna jest nieprawidłowe stopniowanie granulacji materiału ściernego pomiędzy kolejnymi operacjami obróbki. Głębokość rys powstałych po obróbce papierem P60 jest znacznie większa niż po użyciu papieru P240. Tak duży przeskok pomiędzy granulacjami ziaren spowoduje tylko zeszlifowanie wierzchołków nierówności, ale nie doprowadzi do odpowiedniego wygładzenia podłoża. Na podstawie praktyki stwierdzono, że bez większej szkody można pominąć tylko jedną granulację materiału ściernego pomiędzy kolejnymi operacjami szlifierskimi.
Podczas stosowania materiałów ściernych, które mają otwory do odprowadzania pyłu ściernego, należy dokładnie dopasować je do otworów odsysających w elektronarzędziu. W przeciwnym razie zgromadzony na powierzchni papieru pył może spowodować powstanie uszkodzeń na obrabianej powierzchni. Należy też pamiętać o używaniu masek przeciwpyłowych i rękawic ochronnych, a pomieszczenie, w którym odbywa się obróbka ścierna powinno być dobrze wentylowane.

* W artykule wykorzystano materiały zawarte w poradniku firmy Klingspor „Szlifowanie drewna”.