Công nghệ uốn gỗ tự động cho năng suất cao

Xây dựng quy trình uốn gỗ cong công năng và mỹ nghệ

Những năm gần đây, ngành công nghiệp chế biến gỗ đã phát triển mạnh mẽ và đồ gỗ đã trở thành một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ yếu của nước ta. Các sản phẩm mộc, hàng thủ công mỹ nghệ đã được xuất khẩu đi nhiều nước trên thế giới như EU, Mỹ, Nhật,... trong năm 2010 đạt 3,8 tỷ USD, năm 2011 đạt 4,2 tỷ USD và kế hoạch dự kiến năm 2015 kim ngạch đồ gỗ sẽ đạt 7,8 tỷ USD.

PGS.TS Vũ Huy Đại cho biết, trong hầu hết các sản phẩm gỗ như các loại bàn, ghế nội thất đều có các chi tiết cong, giúp tăng giá trị thẩm mỹ, thuận tiện, thoải mái trong sử dụng. Tuy nhiên, phương pháp cưa cắt theo các đường cong đã được vạch sẵn trên các đầu mẫu gỗ xẻ để tạo các chi tiết cong như tựa lưng ghế, chân ghế, tay vịn, chân bàn,... đang được sử dụng hiện nay mặc dù đơn giản nhưng ảnh hưởng đến cấu trúc gỗ, làm giảm chất lượng bề mặt gỗ, tỷ lệ tận dụng nguyên liệu thấp (lãng phí đến 50%), không thể tạo ra các chi tiết cong có bán kính nhỏ, kiểu dáng đa dạng.

Từ thực tế tại các cơ sở chế biến gỗ, PGS.TS Vũ Huy Đại cùng cộng sự đã đề xuất thực hiện đề tài "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ uốn gỗ tạo chi tiết cong công năng và mỹ nghệ sản xuất đồ mộc quy mô vừa và nhỏ" với mục tiêu xây dựng quy trình uốn gỗ thông, gỗ keo lai tạo chi tiết cong công năng và mỹ nghệ hình C, U, L để sản xuất đồ mộc; thiết kế, chế tạo thiết bị uốn gỗ tạo chi tiết cong dạng C, U, L. Sau một thời gian triển khai, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu thành công công nghệ uốn gỗ thủ công và cơ giới.

Triển khai đề tài này, nhóm đã thiết kế, chế tạo được nồi hấp gỗ với dung tích 0,3m3, chiều dài thanh gỗ gia công lớn nhất 1.500mm, nhiệt độ của nồi hấp từ 100 - 150oC đảm bảo các yêu cầu chế tạo, an toàn theo TCVN. Đồng thời, thiết kế, chế tạo được máy uốn gỗ UG-HD năng suất gia công 300 chi tiết/ca để chế tạo các chi tiết cong dạng hình chữ C, U, L phục vụ sản xuất tựa lưng ghế, tay ghế, chân ghế, chân bàn, tay vịn, các chi tiết trang trí nội thất.

Nhóm nghiên cứu cũng đã xác định được yêu cầu chung nguyên liệu trong công nghệ uốn gỗ; xác định được khả năng uốn của gỗ thông theo tỷ số h/R là 1/4 và gỗ keo lai là 1/6. Đặc biệt, đã xây dựng được 06 quy trình công nghệ uốn gỗ keo lai, gỗ thông sản xuất chi tiết cong công năng hình chữ C, U, L trên máy uốn gỗ UG - HD gồm: gia công thanh gỗ, xử lý dẻo hóa, uốn định hình, sấy gỗ uốn, ổn định gỗ, trang sức.

Cùng với đó, đã thiết kế, chế tạo được thiết bị uốn gỗ thủ công, bàn uốn gỗ, thiết bị, bộ gá uốn gỗ thủ công và xây dựng quy trình công nghệ uốn gỗ thủ công với gỗ có chiều dày nhỏ hơn 20mm. Hình dạng chi tiết cong có thể ở các dạng C, U, L, S, O.

Hiệu quả kinh tế cao

PGS.TS Vũ Huy Đại cho biết, đầu tiên, để gỗ có thể uốn được, công đoạn quan trọng nhất đó chính là xử lý dẻo hóa các thanh gỗ. Gỗ sẽ được làm dẻo bằng cách hấp trong nồi hơi, sau đó phải uốn ngay để đảm bảo gỗ không bị khô, gẫy, nứt. Với phương pháp uốn gỗ thủ công, những thanh gỗ thẳng sẽ được đặt lên một tấm lót bằng thép dẻo và được uốn cong theo khuôn có sẵn. Gỗ uốn đến đâu sẽ được bắt vít cố định đến đó. Sau khi uốn, gỗ được cố định hai đầu bằng dây xích trước khi đưa vào lò sấy. Phương pháp thủ công tuy dễ làm nhưng lại cần 2 – 3 người thợ, mất nhiều sức và chỉ uốn được những thanh gỗ có chiều dày dưới 20mm. Để thanh gỗ uốn đảm bảo chất lượng, gỗ uốn nguyên liệu cũng cần phải được lựa chọn và chuẩn bị kỹ. Cụ thể, phải chọn nguyên liệu đáp ứng được yêu cầu chung của uốn gỗ như khối lượng thể tích phải trung bình, gỗ ít khuyết tật, thớ gỗ thẳng.

Thiết bị uốn gỗ cơ giới do nhóm thiết kế, chế tạo có thể uốn được nhiều chi tiết và hình dạng khác nhau. Thiết bị này có thể uốn được các chi tiết gỗ có chiều dày đến 35mm, bán kính uốn cong từ 150 – 750 mm với thời gian rất nhanh từ 3 – 5phút cho mỗi chi tiết. Thiết bị được thiết kế với nhiều chế độ vận hành tùy thuộc vào các loại gỗ nguyên liệu có độ cứng, số lượng mắt gỗ, chiều dày để có thể điều chỉnh chế độ vận hành, tốc độ uốn khác nhau.

Theo anh Trần Công Chi, Khoa Chế biến Lâm sản, Trường Đại học Lâm nghiệp Hà Nội, máy được thiết kế có công dụng, chức năng vận hành tương đối phù hợp với trình độ cũng như sự hiểu biết của người Việt Nam. Mặc dù là quy mô vừa và nhỏ nhưng vẫn đảm bảo về yêu cầu công nghệ, điều khiển một số thông số cơ bản như vận tốc, kích thước của máy, bàn máy,… Với thời gian uốn gỗ từ 3 – 5phút cho một sản phẩm, hệ thống này có thể uốn được 300 chi tiết mỗi ca. Năng suất gấp rất nhiều so với phương pháp thủ công trước đây.

Theo đánh giá của các chuyên gia, ưu điểm lớn nhất của hệ thống là uốn được các thanh gỗ theo các hình C, U, S, L, O tùy theo mục đích và yêu cầu, đặc biệt là các nguyên liệu gỗ phải nhập khẩu. Đồng thời tạo ra các sản phẩm có giá trị cao về thẩm mỹ, kinh tế, đường cong mềm mại, độ nhẵn bề mặt tốt, dễ trang trí, độ cứng và khả năng chịu lực cao hơn rất nhiều so với gỗ xẻ thông thường.

Thiết bị này có thể uốn được các loại gỗ như gỗ xồi, tần bì, gỗ thông, xoan đào. Những thanh gỗ sau khi uốn xong sẽ được sấy định hình trong khoảng 2 ngày sau đó được gia công thành các sản phẩm trang trí nội thất hay gỗ mỹ nghệ, dân dụng như tựa lưng ghế, tay vịn, chân bàn.

Với khoảng 200 triệu đồng cho một hệ thống thiết bị, hệ thống này phù hợp với xưởng sản xuất tại nhiều vùng địa phương, đặc biệt là các làng nghề. Hệ thống cũng phù hợp áp dụng ở quy mô công nghiệp cho các doanh nghiệp sản xuất chi tiết cong, với số lượng lớn để tạo các sản phẩm gỗ uốn có giá trị thẩm mỹ và kinh tế cao. Việc ứng dụng công nghệ uốn gỗ để sản xuất các sản phẩm gỗ uốn sẽ trở thành thương hiệu cho nhiều cơ sở sản xuất gỗ, góp phần nâng cao giá trị sản phẩm và tỷ lệ tận dụng tối đa nguyên liệu, nâng cao thu nhập cho người dân và phát triển kinh tế xã hội.