Сотовый заполнитель: от А до Я

Еще лет пять назад при поиске в сети Интернет на словосочетание «сотовый заполнитель» вы могли найти не больше десяти ссылок. Сегодня картина сильно изменилась: вам необходимо будет просмотреть несколько сот ссылок. Конечно, это в большей степени заслуги развития компьютерных технологий в нашей стране. Но, тем не менее, вы все равно сможете получить хоть какое-то представление о сотовом заполнителе (СЗ). Правда, часть информации написана таким эзоповым языком, что отнюдь не добавляет знаний, а только увеличивает количество вопросов.
В нашей статье мы постараемся изложить основные понятия, касающиеся сотовых заполнителей, и обеспечить хотя бы минимумом знаний тех, кто уже сегодня использует этот удивительный материал в своих изделиях или собирается это сделать в будущем.

Немного истории

Впервые СЗ был изготовлен, как это ни удивительно, владельцем цирка Джорджем Мэем в 1943 году. Материал получился очень удачный и нашел широкое применение в военной технике. Хотя теперь бумажный СЗ не используется в самолетостроении, зато около половины дверей в мире имеют его между слоями облицовок. В последние годы он находит все более широкое использование и в мебельной промышленности.

Здесь следует сделать несколько примечаний.

1. Мы будем вести речь только о бумажных СЗ. Это весьма существенно, потому что соты сегодня изготавливают из огромного числа самых разнообразных материалов, таких как алюминиевая фольга и титановые сплавы, углеродные и стеклянные ткани, уникальные синтетические бумаги и пленки.
2. Первая ремарка полностью относится и к технологическим аспектам производства и переработки СЗ, а именно: для изготовления металлических и синтетических сотов часто используют сварную технологию, для стеклосот — тканную и т. д. Нами будут рассмотрены только технологические аспекты, применимые к бумажным СЗ.
3. Из огромного списка изделий, в которых сегодня используется СЗ, мы оставим всего две позиции, это дверные полотна и мебельные щиты. Делается это по двум соображениям: ограниченность объёма статьи и тематическая направленность журнала.

Сегодня СЗ производится во многих странах мира, однако лидером являются США. Из европейских стран следует отметить Нидерланды, Великобританию, Францию, Италию и Германию. С начала 90-х годов прошлого века бурно развивается производство сотов в Китае.
В нашей стране производство бумажного СЗ связано со строительством «хрущевок». Небывалые объемы гражданского домостроения, начатого в то время, требовали новых технологий во всем. Тогда то и были куплены за рубежом несколько установок для производства СЗ, который использовался для изготовления дверных полотен. Так что не удивляйтесь, если при сносе «хрущевки» вы увидите двери с СЗ.
Однако в дальнейшем производство сотов в нашей стране не развивалось. Мы не будем анализировать причины, просто отметим сам факт.

Длительное время Российский рынок был инертен к СЗ: мебель делали из ДСП, двери — с реечным заполнением. Однако время берет свое и эпоха «двух сортов колбасы» прошла. Покупатель стал выбирать, а производитель считать. В этот момент и сошлись интересы покупателя и производителя на изделиях с сотовым заполнителем. Потребитель получил новое качество, а производитель — низкую себестоимость при высокой технологичности производства.

Где и как использовать соты

Следует отметить, что СЗ не панацея. Он не является безальтернативным материалом, который в ближайшее время вытеснит все традиционные материалы, используемые сегодня в мебельной промышленности и при изготовлении межкомнатных дверей.

Однако есть несколько направлений, где конкурировать с СЗ практически бессмысленно.

Во-первых, это практически все межкомнатные двери: отличное качество при высокой технологичности изготовления, минимальных затратах и уникальных потребительских свойствах.

Во-вторых, это изготовление мебельных элементов повышенной толщины.
В этом случае великолепно сочетаются физико-механические свойства и экономические показатели. Например: при увеличении толщины СЗ прочность панелей возрастает, при этом вес такой конструкции увеличивается незначительно. Так вес «мебельной» соты размером 2000×800×50 мм составляет всего около двух килограммов, теперь сравните этот показатель с весом такой панели, изготовленной из ДСП — 58 кг.

Стоимость же СЗ при увеличенных толщинах существенно ниже стоимости традиционных материалов. Кроме того, сюда, как минимум, следует добавить и экономию при транспортировке.

Немаловажным фактором является и тот факт, что при изготовлении мебельных панелей с СЗ вы не ограничены в своих фантазиях стандартными толщинами, например ДСП, которые предлагает сегодня рынок.

В-третьих, это возможность изготовления мебельных конструкций, имеющих криволинейные поверхности второго порядка.

В-четвертых, это изготовление плоских мебельных панелей и дверных полотен с фасонной лицевой поверхностью. При склейке таких сотопанелей не требуется дополнительная механическая обработка СЗ — в нужных местах соты «продавливаются» филенчатой обшивкой во время процесса склейки.

Строение

СЗ представляет собой ячеистую структуру, созданную из тонколистовых материалов по форме напоминающую пчелиные соты (отсюда — «сотовый»). Наибольшее распространение нашли СЗ с шестигранной формой ячейки (см. рис.1).

Рис. 1. Сотовый заполнитель с шестигранной ячейкой.

Рис. 2. Геометрические параметры сотовой ячейки, где a — размер ячейки; c — длина грани сотовой ячейки.

L — длина СЗ; в этом направлении СЗ растягивается при его изготовлении или переработке. B — ширина СЗ. H — высота СЗ (в основном соответствует высоте закладных деталей и обрамляющего контура — рамки).
Основным геометрическим параметром СЗ является размер ячейки, который представляет собой расстояние между параллельными гранями ячейки (иногда об этом параметре говорят, как о диаметре окружности, вписанной в шестигранную ячейку), рис. 2.

Изготовление дверных полотен и мебельных панелей

На рис. 6 приведена принципиальная схема изготовления дверных полотен и мебельных панелей с СЗ. Для ее реализации в достаточно независимом варианте необходимо иметь форматно-раскроечное оборудование и станки по изготовлению закладных деталей и деталей рамки.

Стандартная панель включает в себя следующие элементы:

• две облицовки (обычно толщиной от3 до 3,5 мм);
• два вертикальных и два горизонтальных бруса рамки;
• закладные элементы (размещают в местах расположения замков, ручек или других элементов, которые будут крепиться на этом полотне; размеры закладных элементов определяются в каждом случае индивидуально, исходя из функционального назначения; элементы рамки и закладные элементы скрепляются между собой с помощью скоб [2], рис. 7, 8.
• сотовый заполнитель, высота которого должна быть на 0,5-1,0 мм больше толщины рамки.

Рис. 8. Крепление элементов рамки и СЗ скобами.

Рис. 9. Закладная деталь в дверном полотне.

СЗ вручную растягивается, укладывается в полость рамки мебельной панели и закрепляется с помощью скоб по ее внутреннему периметру. В местах закладных элементов СЗ подгибается, рис. 9.

На рамку мебельной панели поочередно укладываются облицовки с нанесенным клеем и закрепляются скобами. Далее осуществляется процесс прессования. Перед дальнейшей обработкой панели складируются в горизонтальном положении не менее чем на сутки.

В заключение хочется подчеркнуть, что сотовый заполнитель является одним из наиболее экономичных современных конструкционных материалов. Высокая прочность при малом весе, низкая стоимость, экологическая чистота, высокая тепло- и звукоизоляция, способность хорошо воспринимать ударные нагрузки, высокая технологичность переработки – все эти факторы определяют широкий диапазон использования сотового заполнителя, который ограничен только Вашей фантазией.