Personal vorbind, consider că primul utilaj pe care îl doresc într-un atelier de tâmplărie este circularul cu masă. Eu unul utilizez circularul pentru a tăia o sumedenie de alte materiale precum aluminiul, cuprul, oțelul carbon, inoxul, PVC-ul sau nailonul, dar el este făcut în special pentru lemn. Doresc să-mi construiesc propriul utilaj pentru că doresc ceva industrial și nu îmi permit unul din comerț. Plănuiesc să construiesc și un banzic vertical care se poate adapta și pe orizontal am să construiesc circularul cu masă cu mai puține funcții decât unul industrial de producție.
Restul funcțiilor fiind preluate de banzic. Cu toate astea, am să dotez utilajul cu spațiu și găuri de prindere, pentru al putea echipa complet pe viitor. Acest tip de circular este cel mai flexibil utilaj de tăiere a lemnului. De multe ori este și singurul utilaj prezent în multe ateliere de tâmplărie, restul operațiunilor făcându-se cu ajutorul uneltelor, fie că sunt electrice și manuale. Acest proiect este destul de mare și momentan încerc să-l țin într-un singur text, pe viitor însă voi începe să-l bifurc sau să-l ramific în diferite articole de ajutor.
Considerente de design pentru circularul cu masă
Numărul de operațiuni ce se pot efectua cu un circular cu masă este mare. De aceea susțin că este prima prioritate pentru un atelier de tâmplărie. Cu ajutorul lui, în funcție de construcție, putem efectua tăieturi rapide, perfect drepte și în condiții de siguranță relativ bune. Nu doresc să am mai multe circulare cu masă, ci doar unul singur care este capabil să răspundă tuturor nevoilor prezente și viitoare. Acest proiect/plan va încerca să anticipeze și nevoi viitoare. Construiesc un circular cu masă pentru mine. Nu doresc să îl vând, de fapt, având în vedere greutatea, s-ar transporta greu.
Dimensiunile circularului meu vor fi legate de celălalte proiecte ce țin de prelucrarea lemnului. Puteți citi și despre fierăstrăul cu bandă. Planul de producție spune că lemnul va merge întâi la banzic, apoi la uscat, iar după câteva luni va ajunge și la circular. Fierastrau cu banda sau banzicul , sunt același lucru. Acesta va debita buștenii mari, iar ulterior uscării totul se va prelucra cu ajutorul circularului cu masă. Voi încerca să construiesc un fierastrau cât mai compact, mai multifuncțional și mai eficient posibil.
Am o anumită satisfacție când tai bucăți de lemn cu un circular puternic și cu o lamă potrivită pentru acel material. Planul meu este să am trei echipamente în acest circular. Un abrict, o mașină de rindeluit și un circular. Mă mai interesează să existe o modalitate de a cupla aceste utilaje pe rând la motorul electric. Dezavantajele utilajelor ieftine este că nu au destulă putere, greutate și rigiditate, dar aici nu vom avea această problema. Întregul utilaj va cântării aprope 7 tone și va avem un motor de minim 15 KW și cel mai probabil 30 de KW.
#1 – Lama circularului cu masă
Lama este componenta circularului cu masă de la care pleacă totul. Dacă dorești să achiziționezi un circular cu masă, trebuie să te gândești înainte la materialele pe care dorești să le tai și la dimensiunile lor. În funcţie de diametrul şi de grosimea lamei o să dimensionăm motorul, carcasa circularului, transmisia, mecanismul de coborâre şi înclinare a lamei, axul pe care este montată lama, mărimea rulmenţilor, etc. Se găsesc mai multe dimensiuni de lame pentru circular, de la 115 mm până la 915 mm. Un lucru important de înţeles însă, este gaura de prindere a lamei.
În articolul 9i-39 Clasificarea discurilor de circular pentru tăierea lemnului voi explica în detaliu cum să alegeți lama potrivită în funcție de materialul lemnos pe care doriți să îl tăiați. Deși sunt și alte materiale care se pot tăia cu success cu lamele de lemn, sunt unele dezavantaje atunci când tai incorect. Materialul se încălzește, fumegă, lama se poate opri în material, etc. Însă voi menționa noțiuni precum tipul de lamă și starea în care se află lama la un anumit moment în timp. O să vă puteți face o idee ce merge tăiat cu o lamă de lemn și ce nu.
Rolul lamei este să taie, nu să rupă materialul. Discul de tăiat impactează enorm performața utilajului, iar eu nu dispun de suficientă putere electrică pentru a face risipă. Montarea unui tip de lama nepotrivit poate duce la obținerea unui rezultat nedorit, pierderi economice, zgomot excesiv, etc. Personal vorbind, îmi dau seama când ceva nu funcționează după zgomotul pe care îl produce circularul când pornește și în timp ce taie. Lamele se pot reascuți în momentul în care pare că mai mai taie ca în momentul în care a fost nouă.
#2 – Puterea motorului atașat circularului cu masă
Puterea motorului la un circular cu masă este importantă, mai ales când dorești să fie dotat cu funcții precum avansarea mecanică, lamă încizoare, sau utilaj combinat. Dacă nu ai destulă putere la motor, lama se poate bloca, iar acest lucru este un pericol real. Dacă lama se blochează, cureaua o să înceapă să alunece pe fulii în cazul curelelor V sau să se rupă în cazul curelelor sincron. Acest lucru se întâmplă foarte des la circularele mici când sunt tratate ca circulare mari. Și defectarea motorului este o posibilitate dacă lama se blochează foarte des.
Probabil că la nici un alt utilaj nu voi pune accentul pe puterea motorului așa cum o fac la acest tip de circular. Vreau să precizez că nevoia de puterea maximă, nu trebuie să depășească 80% din puterea totală a motorului. Păstrarea sarcinii maxime între 60% și 80%, reprezintă intervalul optim pentru un motor electric. În cazul meu, voi opta pentru un motor de 22 de KW. Am făcut un studiu amănunțit și am ajuns la concluzia că am de ales între motorul de 15 KW,cel de 22 de KW și cel de 30 de KW. În acest moment al proiectului, motorul de 30 de KW face cel mai mult sens.
Însă sunt destul de sigur că ar reprezenta un pericol având în vedere rețelele electrice pe joasă tensiune, din mediul rural. Intervalele de putere în producția motoarelor electrice asincrone vor fi înșirate de mine în articolul w2-10 Specificațiile tehnice ale motoarelor electrice asincrone. Iar pentru designul circularul cu masă pe care doresc să îl construiesc am nevoie de minim 14 KW. Asta înseamă că dacă aleg motorul de 15 KW, arunc regula de maxim 80% pe fereastră. Însă ar fi ideal să păstrez utilajul la 60% din putere pentru o rezervă consistentă pentru unele momente.
#3 – Masa de suport al întregului utilaj
Masa circularului este partea care susține motorul, lama, transmisia, mecanismul de urcare și coborâre a lamei, dar și bucata de lemn care urmează să fie tăiată. Un circular cu o masă rezistentă și rigidă se remarcă printre miile de modele prost construite pe care le găsești în supermarketuri de specialitate, magazine online sau fel de fel de târguri. Cu cât masa este mai rigidă, mai bine dimensionată și mai echilibrată, cu atât operarea lui va fi mai ușoară. În cazul meu, masa va avea și parte mobilă. Vom discuta despre această masă mobilă la următorul subpunct.
Masa mobilă va schimba centrul de greutate a utilajului pe măsura ce înaintăm în lamă. Dacă masa circularului nu este destul de grea și de rigidă, ea se poate răsturna peste mine cu tot cu lama care se rotește, dar și cu bucata de lemn pe care doresc să o tai. În imaginea de mai jos avem un exemplu de circular cu masă construit din fontă. Genul acesta de utilaje s-au construit după război și sunt adevărate tancuri. Masa mea va fi construită din plăci cu grosimea de 50 de mm și beton armat. Este o tehnică de om sărac, dar este extraordinar de bună atât timp cât nu miști utilajul.
Masa mea va fi construită dintr-un cadru de oțel masiv și voi crea unele buzunare pentru greutăți în partea de jos. Ideea mea este să îl fac foarte greu. Însă cu bucăți mai ușoare de 550-600 de Kg pentru a putea să transport fierăstrăul, bucată cu bucată, cu o remorcă de categoria B cu masă totală de 750 Kg. Masa va fi ridicată 15 cm de la sol ca toate proiectele mele, pentru a permite roboțelului care mătură să treacă pe sub el. Partea cu ridicarea de la sol reprezintă și o funcționalitate pentru a putea strecura liza sub masă, atunci când doresc să mut utilajul.
#4 – Masa mobilă a circularului cu masă
Numele de circular cu masă nu vine de la masa mobilă. Circularele cu masă mobilă au apărut aproximativ recent, adică în ultimii 70 de ani. La circularele cu masă produse de europeni a predominant prezența masei mobile, în timp ce producătorii americani nu prea includ astfel de funcționalități decât la utilajele industriale mari. Masa mobilă este un element important al utilajului meu. Acest element îți permite să treci ușor prin lamă niște bucăți de lemn fără formă regulată, grele și altfel greu de împins.
Elementul mobil al circularului are de regulă un braț telescopic pentru susținerea bucăților de lemn foarte lungi. Vreau ca partea mobilă a mesei să aibă cursă completă. Sunt unele circulare cu masă cu funcționalități de masă mobilă, dar cu o cursă mult prea limitată pentru a reprezenta un avantaj. Vă spuneam la începutul paginii despre accesorii și funcționalități pe care momentan le voi lăsa la o parte. Când am spus asta mă refeream în mare parte la funcționalități CNC, adică funcționalități asistate de calculator. Fără o masă mobilă, nu prea poți să automatizezi un circular cu masă.
Momentan nu sunt sigur dacă vreau să automatizez banzicul sau circularul cu masă. Însă voi lăsa loc pentru o astfel de modernizare pe viitor. Mai jos vom vorbi despre avansul mecanizat, dar asistat manual. O să vedem că este destul de dificil să avansezi materialul mecanizat dacă nu ai o masă care să alunece cu el. Automatizarea acestor utilaje presupune o linie de producție, iar eu nu prea am spațiu necesar, chiar dacă voi avea nevoie de producție repetitivă pe viitor.
#5 – Avansul mecanizat al materialului tăiat prin lamă
Avansul mecanizat este o funcționalitate pe care o voi monta târziu sau deloc. Nu am nici un proiect sau nevoie care să ceară momentan această funcționalitate. Însă cu siguranța vreau să am opțiunea de a o monta daca am de tăiat multe piese repetitive. Multe piese înseamnă sute sau mii de bucăți care trebuie trecute prin lama de circular într-o numită ordine și o anumită poziție. Această funcționalitate este foarte utilă când produci mobilă în serie. La designul meu, ca la multe altele, brațul se poate da de-o parte.
Eu am să urmăresc un design care catapultează brațul în partea de jos, urmărind să păstreze același centru de greutate al utilajului, ca în momentul în care a fost ridicat. În imaginea de mai jos avem un utilaj industrial cu un braț pentru avansul mecanic. Brațul este dotat și cu motor. Voi încerca să găsesc o alternativă la acel motor, deși nu am absolut nicio idee în momentul acesta. Șurubul pe care îl vedeți paralel cu axul vertical, este folosit pentru a coborâ și a urca roțile corespunzător.
Eu am să încerc să includ acest șurub în interiorul coloanei de metal. Avansul mecanizat produce o tăiere curată și constantă. O aplicație pentru care avansul mecanizat este absolut necesar este tăierea policarbonatului transparent sau a sticlei. Da, se poate tăia geam de sticlă cu ajutorul circularului cu masă. În general cel mai mare avantaj pe care îl oferă avansul mecanizat este productivitatea. Sunt multe lucruri de spus despre extensia de avans mecanizat, dar pentru moment am să mă opresc aici, cel puțin până ce trec la desenat.
#6 – Extractorul de praf și rumeguș
Utilajul nu va beneficia de un extractor de praf separat. Voi utiliza extractorul de praf al atelierului. Extragerea prafului și a rumegușului se va face de sus și de jos. În partea de jos va avea un orificiu conic care va proteja motorul și transmisia de astfel de impurități, iar în partea de sus voi avea o gardă pentru lamă care va aspira restul de rumeguș rămas. Când tăiem pe circularul cu masă, majoritatea rumegușului se duce în direcția de mișcare a dinților lamei. La subpunctul următor vom discuta despre lama de pretăiere. Pentru unii dintre voi, acest element este cumva necunoscut.
Majoritatea circularelor cu masă serioase sunt prevăzute cu lamă de pretăiere. Această lamă se mișcă în direcția opusă lamei principale, iar rumegușul are două direcții. Acest lucru este important pentru designul conului extractor de jos, iar eu voi ține cont de el. Un extractor de praf montat pe utilaj ar fi însemna încă o sursă de zgomot în spațiul de lucru. Designul meu va include un orificiu de evacuare în sus și în jos. Se pot utiliza amândouă, dar pe rând. Îmi va permite să evacuez rumegușul printr-un tub care vine din partea de sus sau prin unul care trece prin pardoseală.
Nu aș trece tubul de la extractor prin pardoseala de beton pentru că mi-ar fi frică să nu se blocheze cumva, dar l-aș monta prin pardoseala dacă ar ajunge exact pe un nivel inferior al clădirii. Orificiul final conului extractor va avea dimensiunea de 40 de mm. Diametrul sistemului de distribuție prin atelier va avea diametrul de 110 mm. Prin urmare, dacă se va bloca ceva, acel ceva va rămâne într-o cavitate cu ușă în corpul circularului.
#7 – Lama de pretăiere și funcția ei ( pânză incizoare )
Lama de pretăiere este o lamă mai mică poziționată înaintea lamei principale. Sensul de mers al lamei de pretăiere este invers celui al lamei principale. Lama de pretăiere se mai numește și pânză incizoare pentru că face o incizie pe partea posterioară a materialului tăiat, înainte ca lama principală să atingă acea zonă. Pânza incizoare este alimentată uneori cu aceeași motor printr-un sistem de transmisie pe curele sau cu un motor separat. În mod clar, designul meu presupune alimentarea de la acelați motor electric.
Când lama de pretăiere este alimentată din puterea lamei principale se spune că are acționare electrică, iar lamele sunt oarecum sincronizate. Acest lucru nu este neapărat un lucru bun, mai ales la circularele fără suficientă putere. În mod evident, pânza incizoare are mai puțini dinți ca o lamă principală. Asta înseamnă că numărul de rotații pe minut este mai mare decât la lama principală. Numărul de dinți pe minut care lovesc lemnul, trebuie să fie același. Concluzia mea este că am nevoie de lamă incizoare, iar designul va include o astfel de modalitate de pretăiere.
Materialele care necesită o astfel de funcționalitate a fierăstrăului sunt următoarele: lemnul stratificat, panourile din lemn moale, scândură MDF, panouri din lemn tare, plăci aglomerate, placaje din plăci aglomerate, plăci aglomerate cu suprafaţa acoperită cu folie PVC, plăci aglomerate cu suprafaţa acoperită cu folie melaminată, grinzi stratificate, plăci de rigips, materiale de construcţie din spumă siliconată, materiale de tip sandwich, sticlă acrilică, plăci laminate din hârtie şi textile, plastic de orice fel, cauciuc dur, profile de aluminiu şi metale neferoase.
#8 – Funcționalități avansate ale circularului
De fiecare dată când vreau să fac un proiect lemnos, mă gândesc la metoda de fabricaţie. Ajung într-un fel sau altul, la circularul cu masă, cu tot felul de ghiduşenii încorporate. Acest tip de circular poate înlocui multe utilaje şi echipamente dintr-un atelier de tâmplărie. Însă cu precizarea că pe circularul cu masă trebuie să montezi tot felul de aranjamente şi ajutoare. În continuare, vreau să vorbim despre aceste ajutoare. Fiecare ajutor sau accesoriu contribuie la adăugarea de facilități în lista de specificații a produsului. Însă toate aceste accesorii și ajutoare au nevoie de anticipare.
Când ele nu sunt anticipate în faza de proiectare, vom ajunge la improvizații și funcționări parțiale. În cel mai rău caz nu vor putea fi montate pe utilaj. Un lucru pe care îl știu bine este faptul că îmi trebuie un utilaj greu, rigid și destul de mare. Dacă reușesc aceste două aspecte, atunci conectarea accesoriilor și implicit a funcționalităților vor fi mai posibile și mai ușoare, chiar dacă nu vor fi neapărat estetice.
#9 – Rigla paralelă cu ghidaj marcat
Acest accesoriu are rolul de a ține bucata de lemn paralelă cu planul lamei tăietoare. Modul de prindere al riglei paralele este important și are două aspecte importante la care este nevoie să fiu atent. Primul aspect este modalitatea de prindere. Dacă prinderea este doar în partea de jos, așa cum se întâmplă la circularele ieftine din comerț, atunci rigla nu va sta paralelă când împingem în ea cu materialul tăiat. Acest lucru este important pentru că altfel voi obține piese tăiate sub formă de trapez. Totodată, rigla trebuie să poată fi scoasă cu totul atunci când este nevoie.
Închiderea riglei sau blocarea ei în loc necesită un mecanism care nu mișcă poziția de la semn. Și acest lucru se întâmplă la circularele cu masă ieftine și este un dezavantaj foarte fustrant. Al doilea aspect important este gradația înscrisă pe riglă. Această gradație este perpendiculară pe riglă și poate fi manuală sau digitală. Majoritatea produselor industriale au acum gradație digitală, dar au păstrat-o și pe cea manuală. Este important ca gradația să fie măsurată de la planul de tăiere a lamei și până la corpul riglei.
Asta poate fi dificil pentru că planul de tăiere nu este neapărat planul foii de lamă. Acest lucru se datorează faptului că dinții de carbură ies un pic din planul foii de oțel. Stabilirea corectă a distanței și rigiditatea riglei impactează direct corectitudinea dimensională a lemnului tăiat.
Acest proiect va continua pe măsură ce scriu articolele de suport. Ele sunt multe și au rolul de a explica în detaliu funcționarea subpunctului la care m-am oprit. Dacă scriu cel puțin un articol de suport, atunci trec mai departe. Dacă nu scriu articolul de suport la care vreau să fac trimitere, atunci este posibil să nu fiu înțeles, iar de aceea prefer să aștept. Mulțumesc pentru înțelegere.