Szlifowanie drewna (część I) Podstawowe właściwości chemiczne, fizyczne i mechaniczne drewna

Dobrze wyszlifowanie jest kluczowym czynnikiem ulepszenia jakości powierzchni drewna i podstawowym zabiegiem technologicznym
podczas jego przetwarzania. Dlatego w kolejnych artykułach naszego cyklu zajmiemy się techniką szlifowania drewna.

Zanim opowiemy o właściwościach drewna, warto tu uświadomić sobie, jakie są podstawowe cele obróbki szlifierskiej drewna. Po pierwsze, drewno szlifuje się w celu usunięcia wad powierzchni elementów z niego wykonanych. Są one spowodowane albo naturalnie, np. przebarwienia, albo wcześniejszą obróbką mechaniczną wykonywaną piłami taśmowymi, strugarkami, w tym tzw. grubościówkami, jak też frezarkami. Szlifowanie pomaga nam też usunąć wady powierzchni spowodowane przez mechaniczne uszkodzenia lub tzw. zabrudzenia

obcymi substancjami. Po drugie, umożliwia uzyskanie elementów o dużej dokładności wymiarowej (tzw. kalibracja). Po trzecie, drewno szlifuje się w celu przygotowania elementów z niego wykonanych do dalszej obróbki, np. lakierowania czy malowania. Oznacza to, że dany element szlifujemy w celu uzyskania odpowiedniej gładkości jego powierzchni, która w kolejnym kroku technologicznym umożliwia otrzymanie założonego efektu lakierowania czy malowania. Po czwarte, w celu poprawy jego wyglądu estetycznego.

Przypomnijmy, mianem drewna nazywa się grupę surowców pochodzenia organicznego otrzymywaną w wyniku procesu ścinania różnych gatunków drzew. Drewno jako surowiec jest uformowane przez wstępną obróbkę w różnego rodzaju sortymenty, które są elementami wyjściowymi do dalszego jego przerobu gospodarczego (przemysł, rzemiosło). Wyróżnia się trzy grupy podstawowych właściwości drewna: chemiczne, fizyczne i mechaniczne. Pod względem chemicznym drewno to głównie konglomerat takich związków organicznych jak celuloza, hemiceluloza i lignina. Ponadto znajdziemy w nim także cukier, białko, tłuszcze, skrobię, garbniki, olejki eteryczne, żywice, substancje mineralne i nawet gumę. Skład chemiczny zależy głównie od gatunku drewna i warunków, w jakich wzrastało drzewo, z którego pochodzi. W drewnie znajduje się najwięcej węgla (49,5%), tlenu (43,8%), wodoru (6,0%) i azotu (0,2%).

Do podstawowych właściwości fizycznych drewna zalicza się: barwę, gęstość pozorną, higroskopijność, połysk, przewodność cieplną, rysunek drewna, skurcz i pęcznienie oraz wilgotność. Ponieważ podczas szlifowania drewna należy uwzględnić jego wilgotność, omówimy tę cechę. Jak wiadomo, drewno jest materiałem higroskopijnym, a więc mającym własność wchłaniania wody z powietrza i oddawania jej do otoczenia. Wilgotność to nic innego jak zawartość wody w drewnie wynikająca z jego higroskopijności. Zależy ona od warunków atmosferycznych, w których drewno się znajduje, głównie od wilgotności i temperatury powietrza. Zatem w miejscach wilgotnych będzie miało ono większą wilgotność, zaś w suchych i ciepłych – mniejszą. Zaraz po ścięciu drewno ma wysoką wilgotność sięgającą 35% lub więcej. Drewno wysuszone na wolnym powietrzu ma wilgotność wynoszącą 15-20%, zaś przechowywane w pomieszczeniach suchych – 8-13%. Zmiany wilgotności są przyczyną negatywnych zmian kształtu elementów drewnianych, które nazywa się jego paczeniem. Warto tu wspomnieć, że woda w drewnie jest czynnikiem, który zwiększa jego wytrzymałość. Gdyby miało ono wilgotność zerową, to stałoby się materiałem łatwo pękającym i kruchym, a więc nienadającym się ani na meble, ani na konstrukcje budowli.

Podstawowe właściwości mechaniczne drewna to wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie oraz twardość i ścieralność. Nas interesuje tu głównie twardość drewna. Mierzy się ją przez wciskanie w materiał drewniany kulki o określonych rozmiarach (np. w metodzie Janki – o przekroju 1 cm2). Można więc powiedzieć, że twardość to nic innego jak opór, który stawia drewno kulce pomiarowej. Twardość zależy od gatunku drewna. Biorąc pod uwagę zmierzone wartości twardości, dzieli się drewno na miękkie i twarde. Niektórzy wyróżniają więcej „odcieni” twardości drewna: bardzo miękkie (balsa, lipa, topola, wierzba, osika), miękkie (świerk, sosna, olcha, jodła), średnio twarde (grusza, brzoza, orzech, modrzew), twarde (dąb, cis, jesion, buk, klon). Z twardości wynika ścieralność drewna. Jak łatwo domyślić się, drewno twardsze jest bardziej odporne ścieranie niż miękkie.