Разработка производственного процесса отделки фасада корпусной мебели

Федеральное агентство по образованию

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра механической обработки древесины

Курсовой проект по дисциплине

«Технология защитно-декоративных покрытий»

на тему: РАЗРАБОТКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ОТДЕЛКИ ФАСАДА КОРПУСНОЙ МЕБЕЛИ.

                                                                                                 Выполнил:

                                                                                                   Панёва М.А.

                                                                                                Проверил:

                                                                                                         Шишкина С.Б.

Екатеринбург 2007

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………2

1 Характеристика рекомендуемого лакокрасочного материала………………………..3

2 Вид отделки в соответствии с ОСТ и структурная схема покрытия…………………5

3Технологический процесс создания защитно-декоративного покрытия……………..6

4 Расчет его производительности и количества оборудования………………………...8

5 Режимы технологического процесса………………………………………………….11

6 Расчет расхода основных отделочных и вспомогательных материалов……………13

6.1 Определение площади отделываемых поверхностей…………………………..13

6.2 Определение нормы расхода основных отделочных и вспомогательных материалов………………………………………………………………………...16

7 Способы очистки технологических выбросов и охрана труда………………………18

8 Экономическая оценка предложенной технологии…………………………………..20

9 Описание технологического процесса на участке отделки………………………….21

Список литературы……………………………………………………………………….22

Введение

Выпуск качественных товаров в производстве изделий из древесины во многом определяется качеством покрытий, которое зависит от свойств лакокрасочных материалов и условий их переработки.

Понятие качества лакокрасочного покрытия является достаточно сложным, поскольку к покрытию обычно предъявляют комплекс требований. В целом понятие качества покрытий рассматривается в двух аспектах: функциональном и эстетическом.

Под функциональной стороной качества отделки подразумевается степень соответствия свойств покрытия требованиям процесса эксплуатации и потребления. Длительность выполнения покрытием этой функции характеризует его долговечность. Эстетический аспект выражает композиционное решение отделки изделий и выступает как показатель качества, отражающий внешние признаки покрытий: цвет, фактуру, степень блеска или матовость, выразительность.

Повышение качества лакокрасочных покрытий достигается различными путями: применение новых лакокрасочных материалов с улучшенными свойствами; повышением качества лакокрасочных материалов путем их модификации; разработкой прогрессивных принципов получения лакокрасочных покрытий с учетом малостадийности, высокой производительности процессов отделки, экономии лакокрасочных материалов.

Появление новых лакокрасочных материалов тесно связано с проблемой охраны окружающей среды. Решению этой проблемы способствует введение в традиционные материалы новых растворителей, не загрязняющих окружающую среду. Особенно перспективны в этом отношении водные лаки и краски, порошковые и пленочные материалы.

1 Характеристика рекомендуемого лакокрасочного материала

Выбираем нитроцеллюлозный лак НЦ-218.

Из эфиров целлюлозы, применяемых в качестве основы лакокрасочных материалов, используется нитрат целлюлозы, айетобутират целлюлозы. Подавляющее большинство эфироцеллюлозных материалов получают на основе нитрата целлюлозы, за которым закрепилось название нитроцеллюлоза.

Исходным материалом для получения нитроцеллюлозы служит коротковолокнистый хлопок, содержащий 90…95% целлюлозы. Целлюлоза-это природный высокомолекулярный полисахарид с молекулярным весом до 200 000 и более. Элементарный состав целлюлозы [С6Н8О3(ОNО1)3]n.

Нитроцеллюлозу получают путём обработки целлюлозы нитрующей смесью концентрированных серной и азотной кислот с небольшим добавлением воды. В результате в зависимости от режимов обработки можно получить нитроцеллюлозу с различным содержанием азота. Для лакокрасочных материалов применяют проколлодий и коллоксилин, содержащие азот в количестве 12…12,5% и 11…11,5%  соответственно.

В отличие от других видов лакокрасочных материалов нитроцеллюлозные материалы высыхают в результате испарения растворителей, и покрытия имеют линейную молекулярную структуру.

Лак НЦ-218(ГОСТ 4976-83) предназначен для отделки методом налива. Перед употреблением его разбавляют растворителем 646. Выпускается глянцевый и матовый.

Технические характеристики

Цвет и внешний вид           после высыхания должен образовывать прозрачную бесцветную пленку с ровной однородной поверхностью

Массовая доля нелетучих веществ, %..............................................................................30…34

Условная вязкость по ВЗ-4………………………………………………………………50…85

Время высыхания до степени 3 при 20±2°С, час, не более…………………………………...1

Разбавитель………………………………………………………………………………..646,647

Температура отверждения……………………………………………………………….40…50

Продолжительность отверждения………………………………………………………0,5…0,6

Блеск  по Р-4………………………………………………………………………………50…60

Твёрдость по М-3…………………………………………………………………………0,5

Достоинства нитроцеллюлозных лаков: быстрое высыхание покрытий, хорошая адгезия к различным материалам, хорошие декоративные свойства покрытий, дешевизна и доступность сырья и др.

Недостатки нитроцеллюлозных лакокрасочных материалов следует отнести невысокое содержание нелетучих, наличие токсичных и пожароопасных растворителей, горючесть нитроцеллюлозы, низкую стойкость к действию воды, тепла, химических реагентов.

Грунтовка НЦ-0140 (ГОСТ 6-10-443-83) – суспензия пигментов в растворе коллоксилина, алкидной смолы, пластификаторов и органических красителей. Обработанная древесина является несущей основой для последующей отделки лаком НЦ-218. Наносят пневматическим распылением.

Технические характеристики

Цвет……………………………коричневый, тёмно-коричневый и красновато-коричневый

Разбавитель……………………………………………………………........................646, РМЛ

Вязкость по ВЗ-4………………………………………………………………………18…35

Содержание нелетучих ………………………………………………………………..18…24

Температура отверждения……………………………………………………………….80

Твёрдость по М-3………………………………………………………………………….0,55

Достоинства грунтовки – глубоко проникает в поры древесины, быстро высыхает.

2 Вид отделки в соответствии с ОСТ и структурная схема покрытия

Лак НЦ-218 Б1. П.

Покрытие образовано нитроцеллюлозным лаком НЦ-218

Б – блестящее, покрытие с закрытыми порами;

1 – первая категория качества (не допускается дефектов на поверхности покрытия);

П – прозрачное;

Структурная схема прозрачного покрытия с открытыми порами

Рисунок 1.Структурная сема покрытия.

1-подложка (ДСтП);

2-грунтовочный слой;

3-промежуточный слой лака;

4-покровный слой лака

3Технологический процесс создания защитно-декоративного покрытия

Таблица 1

Последовательность операций технологического процесса

4 Расчет производительности и количества оборудования

Нанесение слоя грунтовки и слоя лака на на пласть при промежуточном и основном лакировании осуществляется лаконаливной машиной ЛМ-140

Производительность лаконаливной машиной ЛМ-140:

П= (ТсмuZКмКд)/(L+ S)*m

где П –производительность оборудования, шт/см.

       Тсм – продолжительность смены, мин;

       u – скорость подачи, м/мин.

       Км – коэффициент использования машинного времени;

       Кд – коэффициент использования рабочего времени;

       Z–число одновременно обрабатываемых деталей, м;

       m – число обрабатываемых сторон (количество походов детали через рабочий орган станка).

       L-длина обрабатываемой детали, м

Производительность ЛМ-140при грунтовании:

П=480*10*0,1*0,88*3/1,35+0,5=684,9

Производительность ЛМ-3 при лакировании(лицевой дверки секции):

П=480*10*0,1*0,88*3/1,35=938,6

Производительность при грунтовании и лакировании кромок осуществляется                краскораспылителем КРУ-1.

Производительность КРУ-1 при грунтовании продольных кромок:

П = (ТсмuВКмКд)/nрSi,

где Тсм – продолжительность смены, мин;

       u – скорость перемещения распылителя (для автоматического 30-40), м/мин;

       В – ширина отпечатка факела, м;

       Км – коэффициент использования машинного времени;

       Кд – коэффициент использования рабочего времени;

       n – количество слоев данного лакокрасочного материала;

       р – число проходов распылителя, необходимое для получения требуемой толщины  покрытия;

      Si – площадь отделываемой поверхности.

Производительность КРУ-1 при грунтовании продольных кромок:

П = 480*140*0,2*0,65/3*1,35=2157

Производительность КРУ-1 при грунтовании поперечных кромок

П = 480*140*0,2*0,65/3*0,5=5824

Производительность КРУ-1 при промежуточном лакировании продольных кромок

П = 480*130*0,2*0,65/3*1,35=1848,8

Производительность КРУ-1 при промежуточном лакировании поперечных кромок

П = 480*130*0,2*0,65/3*0,5=4992

Производительность КРУ-1 при лакировании продольных кромок

П = 480*120*0,2*0,65/3*1,35=1706,6

Производительность КРУ-1 при лакировании поперечных кромок

П = 480*120*0,2*0,65/3*0,5=4608

Время, необходимое для грунтования пласти на ЛМ-140 одной детали:

Н вр = Т см / П=480/684,9=0,7 мин.

Н вр =0,7*2*1,2*1000/60=28,03

Время, необходимое для грунтования продольной кромки

Нвр=480/2175=0,22 мин

Нвр= 0,22*1,2*1000*2/60=8

Время, необходимое для грунтования поперечной кромки

Нвр=480/5824=0,08 мин

Нвр=0,08*1,2*1000*2/60=2,2

Время, необходимое для грунтования на ЛМ-3:

Нвр=480/684,9=0,7 мин

Нвр=0,7*2*1000*1,2/60=28,03

Время, необходимое для лакирования:

Нвр=480/938,6 = 0,51мин.

Нвр=0,51*2*1000*1,2/60=28

Время, необходимое для промежуточного лакирования продольной кромки

Нвр=4801848,8=0,25мин

Нвр=0,25*1000*1,2*2/60=8,3

Время, необходимое для промежуточного лакирования поперечной кромки

Нвр=480/4992=0,096мин

Нвр=0,096*1000*1,2*2/60=3,8

Время, необходимое для лакирования продольной кромки

Нвр=480/1706,6=0,28мин

Нвр=0,28*1000*1,2*2/60=9,6

Время, необходимое для лакирования поперечной кромки

Нвр=480/4608=,0104мин

Нвр=0,104*1000*1,2*2/60=3,4

Время, необходимое для выполнения годовой программы:

А=Σ Нвр*15=136,6

Фонд рабочего времени за год составляет 4000

Необходимое количество лаконаливных машин для грунтования ЛМ-140

nрасч =2041/4000=0,51

Принимаем 2 лаконаливных машины для нанесения грунтовки.

Необходимое количество краскораспылителей для грунтования:

nрасч=1541/4000=0,38                           

Принимаем 1 краскораспылителя КРУ-1 для нанесения грунтовки.

Процент загрузки лаконаливной машины:

Кз=(nрасч/nприн)100%=(0,51/1)*100%=51%

Процент загрузки краскораспылителя:

Кз=(nрасч/nприн)100%=(0,38/1)*100%=38%

Необходимое количество лаконаливных машин для лакирования пласти:

nрасч = 1896/4000=0,47

Необходимое количество краскораспылителей для промежуточного лакирования кромок:

nрасч= 732/4000=0,18

Необходимое количество краскораспылителей для  лакирования кромок:

nрасч=813/4000=0,2

Принимаем 2 краскораспылителей КРУ-1 для нанесения лака.

Процент загрузки лаконаливной машины:

Кз=(nрасч/nприн)100%=(0,47/1)*100%=47%

Процент загрузки краскораспылителя при промежуточном лакировании:

Кз= Кз=(nрасч/nприн)100%=(0,18/1)*100=18%

Процент загрузки краскораспылителя при лакировании:

Кз= Кз=(nрасч/nприн)100%=(0,2/1)*100%=20%

Принимаем 2 краскораспылителей КРУ-1.

И того принимаем 3 краскораспылителя, соответственно 3 распылительные кабины ПК-1,

и 2 лаконаливные машины ЛМ-140.

Производительность вытяжных зонтов:

П=(Тсм*n*Кд)/tц

где tц – продолжительность сушки покрытия, мин.;

      n – число одновременно загруженных в камеру деталей, шт.

      Кд – коэффициент использования рабочей смены.

Производительность вытяжных зонтов при сушке пласти лицевой стенки

П=(480*15*0,95)/20=23

Суммируя все производительности получаем потребное количество станко - часов на           1000 изделий:

П =126 ст.- часов

Потребное количество станко-часов на годовую программу:

Тпотр=15*126=1885

Необходимое количество вытяжных зонтов:

nрасч=1885/4000=0,47шт

Принимаем 1 вытяжных зонтов.

Процент загрузки оборудования:

Кз=0,47/1∙100%=47%

Проделывая, подобные расчёты для всех операций принимаем 6 вытяжных зонтов.

5 Режимы технологического процесса

ГРУНТОВАНИЕ (на ЛМ-140)

ГРУНТОВАНИЕ (на КРУ-1)

Давление воздуха на распыление, МПа..………………………………………..0,25-0,35

Диаметр сопла, мм..……………………………………………………………………1,5-2

Расстояние от наносимой поверхности до пистолета, мм.………………………200-250

Ширина факела, мм………………………………………………………………...300-400

Рабочая вязкость по ВЗ-246, с………………………………………………………...13±2

Расход грунтовки на одно нанесение, г/м2…………………………………………..60-80

Расход сжатого воздуха, м3/ч…………………………………………………………..11,0

Скорость перемещения распылителя, м/мин………………………………………..15-20

Температура воздуха в помещении………………………………………………..20±2°С

Относительная влажность воздуха…………………………………………………...65 %

Количество покрытий……………………………………………………………………...1

                                                                     СУШКА

При температуре воздуха 20±2°С, относительной влажности воздуха 65%........20 мин

ШЛИФОВАНИЕ

Шлифовальные губки ……………………………………………………………….№ 280

НАНЕСЕНИЕ ЛАКА

При температуре воздуха 20±2°С, относительной влажности воздуха 65%.......30 мин

НАНЕСЕНИЕ ЛАКА

Давление воздуха на распыление, МПа..………………………………………..0,35-0,45

Диаметр сопла, мм..………………………………………………………………….1,5-2,2

Расстояние от наносимой поверхности до пистолета, мм.………………………250-350

Ширина факела, мм………………………………………………………………...300-400

Рабочая вязкость по ВЗ-246, с………………………………………………………...14±2

Расход лака на одно нанесение, г/м2………………………………………………100-150

Расход сжатого воздуха, м3/ч…………………………………………………………..11,0

Скорость перемещения распылителя, м/мин………………………………………..15-20

Температура воздуха в помещении………………………………………………..20±2°С

Относительная влажность воздуха…………………………………………………...65 %

Количество покрытий……………………………………………………………………...2

СУШКА

При температуре воздуха 20±2°С, относительной влажности воздуха 65%...........1 час

ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ШЛИФОВАНИЕ

Шлифовальные губки Flexi foam Soft Pad………………………………………….№ 280

6 Расчет расхода основных отделочных и вспомогательных материалов.

1)Площадь лицевой дверки секции:

       Площадь пласти:

S =Д ∙ Ш ∙n

Где Д- длина, м;    

Ш- ширина, м;     

n -  количество, шт.    

S=1.35*0.5*2=1.35

       Площадь кромки:

S= Sпр.кр+ Sпоп.кр.

S=0,016*1,35*2+0,5*0,016*2=0,0592

        2)Площадь лицевой стенки ящика:

       Площадь пласти:

S=0,5*0,2*2=0,2

       Площадь кромки:

S=0,5*0,016*2*2+0,2*0,016*2*2=0,0448

          3)Площадь дверки шкафа1:

       Площадь пласти:

S=1,45*0,6*2=1,74

       Площадь кромки:

S=1,45*2*2*0,016+0,6*2*2*0,016=0,13

4) Площадь дверки шкафа2:

       Площадь пласти:

S=0,6*0,4*1=0,24

       Площадь кромки

S=0,6*0,016*2+0,4*0,016*2=0,032

           5) Площадь дверки шкафа3:

       Площадь пласти:

S=0,5*0,4=0, 2

       Площадь кромки:

S=0,5*0,016*2+0,4*0,016*2=0,028

            6) Площадь дверки шкафа 4:

       Площадь пласти:

S=1,2*0,4=0,48

       Площадь кромки:

S=1,2*0,016*2+0,4*0,016*2=0,051

              7) Площадь цоколя 1:

       Площадь пласти:

S=0,5*0,05*3=0,075

              8) Площадь цоколя 2:

       Площадь пласти:

S=0,6*0,05=0,03

                 9) Площадь цоколя 3:

       Площадь пласти:

S=0,65*0,05=0,032

Итого суммарная площадь поверхности составляет:

Σ=ΣSпл+ΣSкр.пр+ ΣSпоп.п

Σ=4,9 м

6.2 Определение нормы расхода основных отделочных и вспомогательных материалов:

N=Ni Si,

где Ni – норматив расхода рабочего раствора лакокрасочного материала, г/м2;

      Si – площадь i-го изделия, м2.

Расход шпатлевки «Шпакрэм-Д» по необходимости.

Расход грунтовки «Экогрунт-Антипайл»

на стул: N=80∙0,841=67,28 г

на стол: N=80∙2,1972=175,776 г

на набор: N=80∙5,5612=444,896 г

Расход лака «Балет» для получения двухслойного покрытия

на стул: N=2 ∙150∙0,841=252,3 г