Xây Dựng Hướng Dẫn Công Nghệ Tạo Chi Tiết Cong Từ Gỗ Keo Lai Làm Đồ Mộc

LỜI CẢM ƠN

Sau 4 năm học tại trường Đại học lâm nghiệp từ năm 2007 – 2011, để hoàn

thành khóa đào tạo hệ chính quy của trường, đồng thời củng cố lại kiến thức suốt

thời gian học tập và trau dồi thêm kinh nghiệm để ra thực tế làm việc mỗi sinh viên

cần phải tiến hành một đợt thực tập cuối khóa và làm khóa luận tốt nghiệp. Được sự

cho phép của trường Đại Học Lâm Nghiệp, khoa Chế Biến Lâm Sản em tiến hành

thực hiện đề tài tốt nghiệp với nội dung “Xây dựng hướng dẫn công nghệ tạo chi

tiết cong từ gỗ keo lai làm đồ mộc”. Sau một thời gian nghiên cứu với tinh thần

nghiêm túc khẩn trương đến nay đề tài đã được hoàn thành đúng thời hạn.

Qua bài khóa luận tốt nghiệp này cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn chân

thành và sâu sắc tới thầy giáo T.S Vũ Huy Đại người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp

đỡ em trong suốt quá trình làm khóa luận tốt nghiệp cùng các cô chú, anh chị tại

Trung tâm Công nghiệp rừng trường Đại Học Lâm Nghiệp đã tạo điều kiện về công

nghệ, thiết bị cũng như thời gian để em hoàn thành khóa luận.

Do thời gian có hạn cũng như khả năng bản thân em còn hạn chế, bước đầu

làm quen với công tác nghiên cứu nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định,

rất mong sự đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn để bài luận văn của em được

hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Xuân Mai ngày 13 tháng 4 năm 2011

Sinh viên

Nguyễn Văn Lanh

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự phát triển của xã hội nhu cầu cuộc sống của con người ngày

càng được nâng cao. Sản phẩm mộc cũng được con người chú ý nhiều hơn bởi nó

không những có tính năng sử dụng, tính thẩm mỹ cao mà nó còn tạo cho ta cảm giác

thân thiện với môi trường hơn.

Trước đây, để tạo ra các chi tiết cong người ta phải vạch đường cong bằng

mực trên ván sau đó xẻ gỗ theo các đường cong, điều này làm giảm cường độ của

chi tiết, giảm chất lượng gia công bề mặt và làm gia tăng lượng gỗ phế thải. Ngày

nay, uốn gỗ là phương pháp tạo chi tiết cong hiện đại đem lại hiệu quả cao và được

áp dụng rộng rãi.

Dẻo hóa gỗ là một trong những công đoạn quan trọng nhất quyết định chất

lượng của sản phẩm gỗ uốn. Để dẻo hóa gỗ, người ta có thể dùng phương pháp hóa

học hoặc phương pháp vật lý. Trên thế giới, do vấn đề môi trường, người ta thường

dẻo hóa gỗ bằng sóng cao tần hoặc sóng viba. Ở Việt Nam, do điều kiện kỹ thuật

còn hạn chế, phương pháp dẻo hóa gỗ dùng phổ biến nhất là phương pháp thủy

nhiệt, tức là luộc hoặc hấp gỗ.

Keo lai (Acacia Mangium Willd & Acacia auriculiformis A. Cunn. ex

Benth.) là một trong số các cây trồng chính hiện nay. Gỗ Keo lai đang được sử dụng

rộng rãi để sản xuất đồ mộc. Nhìn trên quan điểm của công nghệ uốn gỗ, Keo lai có

thân tương đối thẳng, tròn đều, độ cong, độ thon nhỏ, rất thích hợp để uốn. Tuy

nhiên, đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu tạo chi tiết cong từ gỗ Keo lai.

Từ những lý do nêu trên, được sự cho phép của trường Đại học Lâm nghiệp

và sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Vũ Huy Đại, tôi tiến hành thực hiện đề tài:“Xây

dựng hướng dẫn công nghệ tạo chi tiết cong từ gỗ keo lai làm đồ mộc”.

2

Chương 1

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng gỗ Keo lai

Cây Keo lai được Hepbuon và Shim phát hiện năm 1972 tại Sook, Sabah,

Malaysia. Năm 1976 đã được chứng minh là sản phẩm của sự lai tạo chéo giữa hai

loại Keo thuộc chi thực vật họ đậu (Leguminose); Họ phụ trinh nữ (Mimosoideae)

là Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis A.

Cunn. ex Benth.). Trong quá trình sinh trưởng và phát triển giữa hai dòng Keo

(Acacia) này xảy ra hiện tượng lai tự nhiên, kết quả tạo ra cây con lai có nhiều đặc

tính và khả năng phát triển hơn hẳn bố mẹ. Hiện nay cây Keo lai phân bố ở một số

nước như: Malaysia, Thái Lan, Quảng Châu - Trung Quốc, Canada…

1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Năm 1990, Pinyapysarerk đã nghiên cứu về sự phát triển của cây Keo lai cho

thấy: Cây Keo lai có đỉnh ngọn phát triển tốt, thân cây đơn trục và có khả năng tỉa

cành tốt.

Koichi YAMAMOTO (2003) đã nghiên cứu về sự phân bố độ ẩm trong thân

cây của 3 loài keo: Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tràm ở 3 quốc gia bao gồm Việt

Nam, Malaysia, Nhật. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Độ ẩm thân gỗ Keo tai tượng

và Keo lai rất cao không chỉ ở phần gỗ giác mà còn ở cả phần gỗ lõi. Độ ẩm cao

nhất xác định được là 253% cho cả hai loài Keo tai tượng và Keo lai. Thân gỗ Keo

lá tràm có độ ẩm thấp hơn (146%).

Gần đây, ở Nhật Bản các nhà nghiên cứu công bố một số công trình nghiên

cứu như: Motoki Okuma và Hiroshi Tanaka (1999) đã xác định tỷ trọng gỗ, lực cắt

và mô đun uốn cho các mẫu gỗ dán 13 lớp của Keo lai và thấy rằng gỗ dán Keo lai

là một loại vật liệu tốt dùng trong xây dựng. Trước tình hình phát triển rộng rãi của

cây Keo lai, chúng ta cần đẩy mạnh hơn nữa việc nghiên cứu và sử dụng gỗ Keo lai

để đưa vào sản xuất.

3

1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

Ở nước ta Keo lai được Trung tâm nghiên cứu cây rừng phát hiện và nghiên

cứu từ năm 1992 tại Ba Vì và Đông Nam Bộ. Các nghiên cứu cho thấy Keo lai xuất

xứ từ Keo lá tràm và Keo tai tượng của Australia.

Hiện nay, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về cây Keo lai ở Việt Nam,

các hướng nghiên cứu gồm có: Nhân giống Keo lai, xác định cấu tạo tính chất của

gỗ Keo lai, nghiên cứu xử lý bảo quản, biến tính cho gỗ Keo lai, nghiên cứu sử

dụng gỗ Keo lai để sản xuất ván nhân tạo, đồ mộc,…

- Bùi Đình Toàn (2002) khi nghiên cứu về đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ học, vật lý

và hoá học chủ yếu về gỗ Keo lai 8 - 9 tuổi định hướng sử dụng ván ghép thanh, kết

quả đề tài đã khẳng định Keo lai có khả năng sử dụng trong sản xuất ván ghép thanh

và có tính chất cơ học ở độ trung bình.

Ngoài ra có nhiều công trình đã nghiên cứu khác sử dụng loại gỗ này trong

các lĩnh vực khác nhau như:

+ Phan Duy Hưng (2004) đã nghiên cứu khả năng sử dụng gỗ Keo lai trong sản xuất

ván LVL. Kết quả của đề tài cho thấy gỗ Keo lai hoàn toàn có thể sử dụng làm

nguyên liệu sản xuất ván LVL có chất lượng đảm bảo tiêu chuẩn làm các chi tiết

chịu lực.

- Nguyễn Năm Phong (2008), đã nghiên cứu cấu tạo ván ghép thanh (dạng Glue

Laminated Timber) từ gỗ Keo lai. Kết quả nghiên cứu cho thấy gỗ Keo lai bước đầu

nghiên cứu tạo Glulam đáp ứng được loại GL13 (theo tiêu chuẩn kiểm tra AS/NZS

1328:2.1998)

1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu, sản xuất chi tiết cong

1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Công nghệ sản xuất các chi tiết cong của gỗ đã được nhiều nước trên thế giới

quan tâm nghiên cứu và triển khai sản xuất từ lâu. Các chi tiết cong như chân ghế,

tựa ghế, khung bàn, tay vịn cầu thang và các sản phẩm mỹ nghệ làm tăng giá trị

thẩm mỹ của sản phẩm, đáp ứng tốt mục đích và nhu cầu sử dụng trong sản xuất đồ

mộc.

4

Từ những thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 19, ở Australia đã chế tạo vành xe

ngựa bằng gỗ Bạch đàn nhờ công nghệ luộc gỗ rồi đem uốn định hình trên khuôn.

Một chiếc vành xe ngựa được nối bởi 2 nửa cong của hình tròn có đường kính từ

800 – 1200 mm. Chiều dày của thanh gỗ uốn là 40 mm. Ngày nay, tại Echuka (Úc)

vẫn giữ những mẫu vật truyền thống này và cả những thiết bị thô sơ để chế tạo nó.

Tại Nga, Viện công nghệ chế biến gỗ đã nghiên cứu, ứng dụng vào sản xuất

công nghệ sản xuất các chi tiết cong từ gỗ bằng phương pháp uốn ép với 10 loại gỗ

thông dụng như gỗ Thông, Sồi, Tần bì, Vân sam,… và xác định tỷ số h/R cụ thể với

từng loại gỗ. Phương pháp uốn ép đó có thể uốn ép nguội và uốn ép nóng.

Công nghệ uốn ép gỗ để sản xuất các chi tiết cong cho các sản phẩm mộc

nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và tỷ lệ lợi dụng nguyên liệu gỗ là một trong

những loại hình công nghệ gỗ được nghiên cứu và ứng dụng vào sản xuất ở nhiều

nước trên thế giới như Nhật, Nga, Mỹ, Trung Quốc từ những năm 1950 và ngày

càng hoàn thiện về công nghệ, thiết bị. Hầu hết đã xác định được khả năng uốn của

nhiều loại gỗ và thiết lập quy trình uốn ép gỗ cho nhiều loại sản phẩm gỗ uốn có

hình dạng C, U, Z, O,… dùng cho đồ mộc nội thất và xây dựng.

Công nghệ uốn gỗ nguyên: Các chi tiết gỗ thẳng sau khi được dẻo hóa bằng

các phương pháp khác nhau như xử lý nhiệt ẩm (luộc, hấp), sóng cao tần, vi sóng

được uốn theo bán kính đã được xác định trên các thiết bị uốn thủ công hay các máy

uốn chuyên dụng. Căn cứ vào đặc tính của cấu tạo gỗ và mục đích sử dụng sản

phẩm, người ta uốn gỗ với các cấp bán kính khác nhau được xác định bằng tỷ số

h/R (chiều dày/bán kính uốn). B.I. Ugolev (1990) đã xác định được khả năng uốn

của 21 loại gỗ châu Mỹ, B.S. Trudinov (1985) đã xác định khả năng uốn của 15 loại

gỗ. Sản phẩm gỗ uốn thường là các chi tiết cong cho bàn, ghế nội thất, gỗ uốn dùng

để trang trí.

Công nghệ uốn ép ván mỏng: Kỹ thuật uốn ép ván mỏng được bắt đầu tiến

hành từ năm 1929, do A. Alto của Phần Lan phát minh ra, ông đã sử dụng loại ván

mỏng từ gỗ Sồi rừng và gỗ Song được sử dụng trong sản xuất đồ gia dụng (như ghế

ngồi, salon,…). Về sau, năm 1940 Mathasom của Thụy Điển đã tiến hành thiết kế

và chế tạo ra rất nhiều các loại hình sản phẩm đồ gia dụng mà có các chi tiết uốn