Placa de fibra

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Antecedentes

Os produtos florestais compostos, ou madeira engenheirada, referem-se a materiais feitos de madeira que são colados uns aos outros. Nos Estados Unidos, cerca de 21 milhões de toneladas (21,3 milhões de toneladas métricas) de madeira composta são produzidos anualmente. Os materiais compostos mais populares incluem madeira compensada, placa de bloco, placa de fibra, aglomerado e madeira laminada laminada. A maioria desses produtos é baseada no que antes eram resíduos de madeira ou espécies pouco utilizadas ou não comerciais. Muito pouca matéria-prima é perdida na fabricação de compósitos.

Painel de fibra de média densidade (MDF) é um termo genérico para um painel composto principalmente de fibras lignocelulósicas combinadas com uma resina sintética ou outro sistema de ligação adequado e unidas sob calor e pressão. Os painéis são comprimidos a uma densidade de 0,50 a 0,80 gravidade específica (31-50 lb / ft.3). Os aditivos podem ser introduzidos durante a fabricação para melhorar certas propriedades. Como o papelão pode ser cortado em uma ampla variedade de tamanhos e formas, as aplicações são muitas, incluindo embalagens industriais, displays, exposições, brinquedos e jogos, móveis e armários, painéis de parede, moldagem e peças de portas.

A superfície do MDF é plana, lisa, uniforme, densa e livre de nós e padrões de grãos, tornando as operações de acabamento mais fáceis e consistentes. A borda homogênea do MDF permite técnicas complexas e precisas de usinagem e acabamento. O desperdício de aparas também é significativamente reduzido ao usar MDF em comparação com outros substratos. Maior estabilidade e resistência são ativos importantes do MDF, com estabilidade contribuindo para manter tolerâncias precisas em peças cortadas com precisão. É um excelente substituto para a madeira maciça em muitas aplicações de interiores. Os fabricantes de móveis também estão estampando a superfície com designs tridimensionais, já que o MDF tem uma textura uniforme e propriedades consistentes.

O mercado de MDF cresceu rapidamente nos Estados Unidos nos últimos 10 anos. Os embarques aumentaram 62% e a capacidade da planta cresceu 60%. Hoje, mais de 93 milhões de metros quadrados de MDF são consumidos na América todos os anos. A capacidade mundial de MDF aumentou 30% em 1996 para mais de 12 bilhões de pés quadrados (1,1 bilhão de m²), e agora existem mais de 100 fábricas em operação.

História

O MDF foi desenvolvido pela primeira vez nos Estados Unidos durante a década de 1960, com a produção começando em Deposti, Nova York. Um produto semelhante, o cartão de fibra (fibra comprimida), foi acidentalmente inventado por William Mason em 1925, enquanto ele tentava encontrar um uso para as enormes quantidades de aparas de madeira que eram descartadas pelas madeireiras. Ele estava tentando prensar fibra de madeira na placa de isolamento, mas produziu uma folha fina e durável depois de se esquecer de desligar seu equipamento. Esse equipamento consistia em um maçarico, uma prensa de cartas do século XVIII e uma velha caldeira de automóvel.

Matérias-primas

Lascas de madeira, aparas e serragem normalmente constituem as matérias-primas para painéis de fibra. No entanto, com a reciclagem e as questões ambientais se tornando a norma, resíduos de papel, seda de milho e até mesmo bagaço (fibras da cana-de-açúcar) também estão sendo aproveitados. Outros materiais também estão sendo reciclados em MDF. Uma empresa está usando resíduos secos Lascas de madeira, aparas e serragem normalmente constituem a matéria-prima para painéis de fibra. No entanto, com a reciclagem e as questões ambientais se tornando a norma, resíduos de papel, seda de milho, bagaço (fibras da cana-de-açúcar), papelão, embalagens de papelão para bebidas contendo plásticos e metais, listas telefônicas e jornais velhos estão sendo usados. a uma taxa de 100.000 toneladas por ano. Além de resíduos de madeira, papelão, recipientes de papelão para bebidas contendo plásticos e metais, listas telefônicas e jornais velhos estão sendo usados ​​nesta empresa. As resinas sintéticas são usadas para unir as fibras e outros aditivos podem ser usados ​​para melhorar certas propriedades.

O processo de fabricação

A tecnologia e o processamento avançados melhoraram a qualidade do painel de fibras. Isso inclui inovações na preparação de madeira, receitas de resina, tecnologia de prensagem e técnicas de lixamento de painel. A tecnologia de prensagem avançada encurtou os ciclos gerais de prensagem, enquanto a tecnologia antiestática também contribuiu para aumentar a vida útil da correia durante o processo de lixamento.

Preparação de madeira

• 1 A produção de painéis de fibra de qualidade começa com a seleção e o refinamento das matérias-primas, muitas das quais são recicladas de aparas e cavacos recuperados de serrarias e fábricas de madeira compensada. A matéria-prima é primeiro removida de quaisquer impurezas de metal usando um ímã. Em seguida, o material é separado em grandes pedaços e pequenos flocos. Os flocos são separados em serragem e pilhas de aparas de madeira.
• 2 O material é enviado novamente por detector magnético, sendo o material rejeitado separado para reaproveitamento como combustível. Bom material é coletado e enviado para uma caixa de pré-fusão. Na caixa, o vapor é injetado para aquecer e amolecer o material. As fibras são alimentadas primeiro em um alimentador de parafuso lateral e, em seguida, em um alimentador de parafuso de tampão, que comprime as fibras e remove a água. O material comprimido é então alimentado em um refinador, que transforma o material em fibras utilizáveis. Às vezes, a fibra pode passar por uma segunda etapa de refino para melhorar a pureza da fibra. Motores maiores nos refinadores às vezes são usados ​​para peneirar objetos estranhos do processo.

Cura e prensagem

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  3 A resina é adicionada antes da etapa de refino para controlar as tolerâncias do formaldeído na mistura e, após o refino, um catalisador é adicionado. As fibras são então sopradas em um secador de tubo flash, que é aquecido por óleo ou gás. A proporção de resina sólida para fibra é controlada cuidadosamente pesando cada ingrediente. Em seguida, a fibra é empurrada através de rolos de escalpelamento para produzir uma manta de espessura uniforme. Esta esteira passa por várias etapas de prensagem para produzir um tamanho mais utilizável e, em seguida, é aparada na largura desejada antes da etapa final de prensagem. Uma prensa contínua equipada com um grande tambor comprime a manta a uma taxa uniforme monitorando a altura da manta. As prensas são equipadas com controles eletrônicos para fornecer densidade e resistência precisas. A placa resultante é cortada no comprimento apropriado usando serras antes de resfriar.
  
  
  
  As prensas têm sistemas de fechamento simultâneo e contrabalançado que usam cilindros hidráulicos para efetuar o nivelamento da placa, que ao operar em conjunto com um controle de posição de quatro pontos oferece maior controle individual da espessura do painel. O sistema hidráulico pode fechar a prensa em velocidades e pressões que reduzem os problemas de pré-cura da placa enquanto encurtam os ciclos gerais de prensagem.
  

Lixa de painel

• 4 Para obter um acabamento liso, os painéis são lixados com cintas revestidas com abrasivos. Carboneto de silício tem sido normalmente usado, mas com a necessidade de superfícies mais finas, outros abrasivos de cerâmica são utilizados, incluindo alumina de zircônia e óxido de alumínio. O equipamento de lixamento de oitava cabeça e nivelamento dos dois lados melhora a consistência da lisura da superfície. A tecnologia antiestática é usada para remover a eletricidade estática que contribui para o carregamento rápido e o excesso de poeira de lixamento, aumentando assim a vida útil da correia.

Acabamento

• 5 Os painéis podem passar por várias etapas de acabamento, dependendo do produto final. Uma grande variedade de cores de laca pode ser aplicada, bem como vários padrões de textura de madeira. O corte guilhotinado é usado para cortar a placa de fibra em grandes folhas (por exemplo, 100 polegadas de largura). Para tamanhos de folha menores, como 42 por 49 pol. (107 por 125 cm), o corte e vinco é usado. Máquinas especiais são usadas para cortar papelão em tiras estreitas de 2,5 a 61 cm (1-24 pol.) De largura.
• 6 Máquinas de laminação são usadas para aplicar vinil, papel alumínio e outros materiais na superfície. Este processo envolve desenrolar um rolo de material de papelão, enviando-o entre dois rolos onde o adesivo é aplicado, combinando o papelão revestido de adesivo com o material de laminação entre outro conjunto de rolos e enviando os materiais combinados para o laminador.

Controle de qualidade

A maioria das fábricas de MDF usa controle de processo computadorizado para monitorar cada etapa de fabricação e manter a qualidade do produto. Em combinação com cintas de peso contínuas, medidores de peso básico, monitores de perfil de densidade e medidores de espessura, a consistência do produto é mantida. Além disso, o American National Standards Institute estabeleceu especificações de produto para cada aplicação, bem como limites de emissão de formaldeído. Como as regulamentações ambientais e as condições de mercado continuam mudando, essas normas são revisadas.

Os painéis podem passar por uma variedade de etapas de acabamento, dependendo do produto final. Uma grande variedade de cores de laca pode ser aplicada, bem como vários padrões de textura de madeira. Por exemplo, máquinas de laminação são usadas para aplicar vinil, papel alumínio e outros materiais na superfície.

O padrão mais recente para MDF, ANSI Standard A208.2, é a terceira versão deste padrão da indústria. Este padrão classifica o MDF por densidade e uso (interno ou externo) e identifica quatro categorias de produtos internos. As especificações identificadas incluem propriedades físicas e mecânicas, tolerâncias dimensionais e limites de emissão de formaldeído. As especificações são apresentadas em limites métricos e polegadas-libra.

As propriedades físicas e mecânicas do produto acabado que são medidas incluem densidade e gravidade específica, dureza, módulo de ruptura, resistência à abrasão, resistência ao impacto, módulo de elasticidade e resistência à tração. Além disso, a absorção de água, o inchaço da espessura e a força de ligação interna também são medidos. A American Society for Testing of Materials desenvolveu um padrão (D-1037) para testar essas propriedades.

O Futuro

Embora mais de 750 novas fábricas tenham sido adicionadas em 1996, esperava-se que o consumo de MDF em 1997 caísse 10% abaixo do nível projetado. As taxas de uso caíram para certos mercados e as exportações diminuíram. Apesar dessa tendência, algumas fábricas continuarão investindo em equipamentos de alta tecnologia e controles ambientais para produzir um produto de alta qualidade.

As regulamentações ambientais continuarão a desafiar a indústria de painéis de fibra. Embora as resinas de ureia-formaldeído sejam predominantemente usadas na indústria de MDF por causa de seu baixo custo e características de cura rápida, elas têm problemas potenciais com a emissão de formaldeído. As resinas de fenol-formaldeído são uma solução possível, pois não emitem formaldeído após a cura. Essas resinas são, no entanto, mais caras, mas pesquisas preliminares mostraram que elas podem ser usadas em quantidades muito menores e atingir tempos de processamento semelhantes aos da resina de ureia.

Os avanços na tecnologia de fabricação também continuarão, incluindo máquinas de processamento de painéis e ferramentas de corte. A máquina de prensagem será desenvolvida para eliminar a pré-cura e reduzir a variação individual da espessura do painel. O MDF e outros produtos de madeira projetados se tornarão ainda mais consistentes nas características das bordas e na suavidade da superfície, e terão melhores propriedades físicas e consistência de espessura. Essas melhorias farão com que mais fabricantes de móveis e armários incorporem esses produtos em seus designs.