Faanyagok termo-higro-mechanikai viselkedése és megmunkálása Svájcban

A Nyugat-Magyarországi Egyetem Faipari mérnöki Kara bekapcsolódott a Faanyagok termo-higro-mechanikai viselkedése és megmunkálása elnevezésű európai kutatás-fejlesztési együttműködésbe.

A hegesztett faanyag

A témában az első konferenciát idén február 16-18 között tartottuk a svájci Bielben. A rendezvénynek a Berner Fachhochschule adott otthont. Ez alkalommal a faanyagok mechanokémiai átalakulásával foglalkoztunk. A téma nemzetközi jelentőségét jól mutatja a több mint 100 résztvevő, akik között több Európán kívüli résztvevő is volt (Japán, USA, Kína, Irán, Ausztrália).

A konferencián Prof. Dr. Tolvaj László és Dr. Németh Róbert képviselték a Kart, előadásukban az akác magas hőmérsékletű gőzölésével kapcsolatos elméleti és gyakorlati eredményeiket mutatták be. Az Erdőmérnöki Karról Dr. Hofmann Tamás vett részt, aki a faanyagban hőkezelés hatására lezajló kémiai változásokat elemezte. Az akácos előadás komoly érdeklődést váltott ki a szakmai közönségben. Vannak, akik teherviselő csőkeresztmetszetű oszlopot szeretnének akácfából tervezni (Drezdai Egyetem), iparvállalatok pedig a meglévő technológiáikat szeretnék az akácra is adaptálni (Platowood).

A főiskola főépülete Bielben (http://www.ahb.bfh.ch/ahb/de/home)

A konferenciát megelőzte egy 3 napos ún., tréningiskola, melyet doktoranduszoknak, fiatal kutatóknak, oktatóknak szerveztek. A tanfolyam célja az volt, hogy a résztvevők megismerkedhessenek azon legújabb méréstechnikai eszközökkel és eljárásokkal, melyek a kezelt faanyagok (hő, nyomás, gőz) vizsgálatánál érdekesek.

A gyakorlati bemutatókat svájci, francia és osztrák kutatók tartották, a hallgatóság soraiban pedig svájci, francia, német, lengyel, olasz, román, szlovén, finn, svéd és magyar fiatalok ültek; tehát nyugodtan mondhatjuk, hogy Európa nagy részét lefedő érdeklődés kísérte a rendezvényt. A Karról Bak Miklós és Ábrahám József doktoranduszok vettek részt, akik kutatatási témájukhoz gyűjtöttek ismereteket.

Az első nap során bővíthették ismereteiket a faanyag mechanikai tulajdonságairól, és megismerkedtek a faanyag tömörítésének elméleti hátterével, továbbá a gyakorlati kivitelezés lehetőségeivel. A faanyagok rostra merőleges tömörítése sok lehetőséget rejt magában, elsősorban azokon a területeken jelenthet jó megoldást, ahol a magas keménység és kopásállóság követelmény. Jelenleg az eljárás kidolgozása kísérleti stádiumban van, ipari alkalmazás kidolgozása esetén azonban új alternatívát jelenthet például a parkettagyártás, a lépcsőgyártás, vagy a magas kopásállóságú konyhapultok, asztallapok gyártásának területén. Soproni doktoranduszaink is e területen kutatnak.

A főiskola udvara, tölgyfával burkolt homlokzattal

A második nap is egy újdonságnak számító technológiával, a faanyag hegesztésével ismerkedtek. A fém- és műanyagiparban már évtizedek óta alkalmazott technológiát bő tíz éve ültették át a faanyagok területére is. A módszer lényege, hogy a két összehegesztendő felületet megfelelő erővel összeszorítva, majd kis amplitúdóval, de magas frekvencián rezgésbe hozva a keletkező súrlódási hő elegendő ahhoz, hogy a felületeket "megolvassza", így alakítva ki a varratot. Faanyag esetén a felületek 200-300°C közötti hőmérsékletre hevülnek, ahol a két felület határán a lignin hőre lágyuló ragasztóként viselkedve megömlik a sejtfalakban, majd a kihűlés során kialakul az adhézió a felületek között. A faanyag ragasztása így tulajdonképpen ragasztóanyag alkalmazása nélkül, környezetbarát módon megoldható, az eljárás ráadásul csak néhány másodpercet vesz igénybe. Hátrány lehet, hogy az érintkező felületek mentén néhány tizedmilliméter vastag sötét sáv alakul ki, ami a termék esztétikai értékét ronthatja. Az első ipari alkalmazás is létrejött, snowboard középlemezek nyár faanyagból készült lamelláit egyesítették az eljárás segítségével, és elkészítették az első prototípusokat. Tömbösítésnél, táblásításnál további alkalmazási területek nyílhatnak, bár több darab összeillesztésénél elveszhet a sebességbeli előnye az eljárásnak, mivel egy időben csak két darab illeszthető össze.

Az utolsó nap folyamán megismerkedhettek a faanyagban lejátszódó kémiai változásokkal a hőkezelés során, valamint az elemzésére szolgáló különböző analitikai eljárásokkal, elsősorban az infravörös tartományban végzett mikrospektroszkópia nyújtotta lehetőségekkel.

A különböző ismertetett eljárások segítségével (mágneses rezonancia analízis, gázkromatográfiás analízis, röntgenspektroszkópiás analízis, stb.) feltárhatóak a faanyag összetételének mennyiségi és minőségi változásai.

Összességében nagyon hasznos három napot töltöttek Bielben, melynek során újszerű elméletekkel és technológiákkal ismerkedtek meg, valamint lehetőségük nyílt a tapasztalatcserére Európa számos országából érkező szakemberrel.

A nemzetközi szervezet angol elnevezése és anyagainak elérhetősége: 

COST Action FP0904 "Thermo-Hydro-Mechanical Wood Behaviour and Processing"

Forrás: dr. habil Németh Róbert egyetemi docens,
Bak Miklós okl. faipari mérnök, doktorandusz
NYME FMK Faanyagtudományi Intézet