Materiaali ja valmistusteknologia Puumateriaalit Teppo Vienamo Puun ominaisuuksia

Materiaali- ja valmistusteknologia Puumateriaalit Teppo Vienamo

Puun ominaisuuksia Luonnon materiaali, elävä pinta Tuntuu lämpöiselle, huono lämmön johde = hyvä eriste Pehmeä, kolhuille altis Elää kosteuden vaikutuksesta Kevyttä ja lujaa syysuuntaan Palaa Tosin hitaasti ja säilyttää lujuuttaan pitkään Lahoaa UV-säteily: useat laadut tummuu

Puun rakenne Ydin latvassa varastoi ravintoa rungossa ydin on kuollut Nuorpuu, 10 -15 sisintä vuosirengasta oksia ja altis halkeiluun laadullisesti rungon heikoin osa Sydänpuu kuollutta puuainesta, toimii kantavana “pilarina” elävälle pintapuulle. usein tummempaa kuin pintapuu rungon arvokkain osa. Pintapuu eli manto elävää puuainesta, vesi ja ravinteet siirtyvät juurista latvukseen. Kuori.

Puun lujuus Kesäpuu kevätpuuta lujempaa paksummat soluseinät ja pienemmät soluontelot, Lujuus kasvaa, kun kosteus pienenee. vaikuttaa puristus- ja taivutuslujuuteen, syyn suuntaiseen vetolujuuteen vaikutus on pieni. Kuivuessaan männyn sydänpuu ja kuusen puusolujen huokoset sulkeutuvat ei pystytä kyllästämään Mekaaniset ominaisuudet heikkenevät lämmitettäessä

Puun eläminen Anisotrooppinen (turpoaa ja kutistuu eri suuntiin eri tavoin) pitkittäissuuntainen kosteuseläminen on vähäistä, poikittainen kosteuseläminen voi olla voimakasta. huomioitava rakenteita ja yksityiskohtia suunniteltaessa. Voimakas kuivuminen puu halkeaa poikkisuunnassa.

Sahatavara Vähintään kahdelta sivulta työstetty puu Sahaus Pyörösaha Vannesaha (kehä eli raamisaha) Pintojen jyrsintä hakkeeksi Puusta laudaksi 50% Puru ja hake --> paperi pelletit, lastulevy

Sahaustapoja Pelkkasahaus Läpisahaus Pohjoismainen tapa huonekalu ja veneenrakennus Säteensuuntainen sahaus Korkealaatuista puuta Paljon hukkaa Säteen suuntainen sahaus

Höylätty puutavara Vähintään kolmelta sivulta höylätty Tasataan ja parannetaan pinnan laatua Mittatarkkuus Muotoilla profiili Määritelmiä Ympärihöylätty: kaikki sivut höylätty Muotohöylätty: höylätty suorakaiteesta poikkeavaan muotoon Pontattu: Kappaleen toinen syrjä höyläämällä uurrettu ja toinen ruoditettu Mitallistettu: kappale on tehty mittatarkaksi karkeahöyläämällä tai hienosahaamalla

LIIMAPUU Koostuu useista yhteen liimatusta päällekkäisestä lamellista Syyt rakenteen suuntaisia yleensä kuusta, joskus mäntyä ulkonäkösyistä. liimaus säänkestävällä liimalla Sahatavaraa suuremmat mitat Viat tasoittuu => lujempi

Liimalevy Sahatavarasta valmistettu massiivipuulevy Puusepän teollisuus

Puuviilut Viilun valmistus Leikkaus Luonnollinen syykuvio Ohut, ei sorvauksessa syntyviä halkeamia Pintamateriaali viilutuksissa Sorvaus Suuri leveys Kaarevan viilun oikaisusta halkeamia Pääasiassa vanerin ja kertopuun tekoon

Viiluttaminen Arvokkaan puun tehokas käyttö viiluna Ydin huonompilaatuista puuta, vaneria, lastutai MDF-levyä Puujalostelevyjen vähäisempi eläminen

Vaneri Ohuista puuviiluista liimaamalla Viilun paksuus on 1, 4 - 3, 2 mm. Päällekkäisten viilujen syyt ovat kohtisuorassa Viiluja aina pariton määrä (vähintään 3 kpl), pintaviilujen syiden suunta sama Paksuus 4 - 30 mm. Laatuja ulko- ja sisäkäyttöön. Kosteuseläminen pienempää kuin sahatavaran Voidaan pinnoittaa, kestää kosteutta, kulutusta ja antaa sileän pinnan. kosteissa tiloissa reunat suojattava esim. maalilla Vaneria käytetään alusrakenteissa, jäykistävinä elementteinä, verhouksissa, tasoissa, muoteissa, kalusteissa ja puusepäntöissä. Vanerilevyjen yleisimmät leveydet 1500 ja 1200 mm. ja pituudet 1200, 1500, 1800, 2400, 3000 ja 3600.

Vanerin ominaisuudet Hyvät Painoonsa nähden erittäin lujaa. Pituus- ja leveyssuuntainen kosteuseläminen vähäistä (paksuussuunnassa kuten puulla). Liimasauma (fenoliformaaldehydihartsi) kestää vaikeitakin olosuhteissa. Ei halkeile kuten sahatavara, ruuvikiinnitys reuna-alueilta mahdollista Puun alkuperäiset hyvät ominaisuudet tallella Huonot ominaisuudet Saattavat käyristyä. Levykokoja rajoittavat viilusorvien sorvausmitat, Vanerin paksuus voi poiketa nimellispaksuudesta. Kallista verrattuna esim. lastulevyyn. Kosteusvaihteluista pintaviiluihin pieniä halkeamia

Vanerilaadut Havuvaneri kuusta tai mäntyä. Sekavaneri koivun ja havupuiden lisäksi myös haapaviiluja pinta koivua. Koivuvaneri lujuusominaisuuksiltaan paras. Twin- vaneri Vain pintaviilut ovat koivua, siisti Lujuus vastaa havuvaneria.

OHUTVIILUVANERI eli lentokonevaneri ohuista viiluista hyvä lujuus ja taivutettavuus. paksuus 0, 4 – 1, 2 mm, (paksumpia levyjä on saatavissa) Käytetääm mm. erilaisissa pienoismalleissa ja design-puutuotteissa.

Multilaminar vaneri • Edullisesta puusta viiluja • Mahdollinen värjäys • Liimaus lankuksi • Puristus muotoon • Viilutus • Luonnollisen kaltaisia syykuvioita • Dekoratiivisia kuvioita www. alpi. it

Muotopuristeet Viilut puristetaan muottien välissä muotoon Ei syviä 3 D muotoja 3 D viilu leikattu verkkomaiseksi Kuivuessa laminaatti ohenee kulmat jyrkkenee

KERTOPUU 3 mm paksuja kuusiviiluja Jatkuva laatta Standardituotteissa viilukerrosten syysuunta pitkittäinen. Ristirakenteisessa osa viiluista on poikittain Etuja ovat mittatarkkuus ja suoruus. Kantavina palkkeina sekä seinärakenteissa

Rimalevy eli kimpilevy 3 tai 5 kerrosta, keskimmäinen paksu havupuinen rimakerros. yksi (n. 2 mm) tai kaksi ohutta (n. 1, 5 mm) lehtipuuviilukerrosta. koivun lisäksi myös pyökki-, poppeli- ja leppäviilua, paksuus on vähintään 15 mm. liimataan ureahartsilla, soveltuu vain kuiviin sisätiloihin Helppo työstää Päällystys viilulla tai laminaatilla Hinnaltaan merkittävästi lastulevyä kalliimpaa

Sälelevy (Laminboard) 3 tai 5 kerrosta Keskimmäinen kerros 7 mm paksuja säleistä, molemmin puolin on yksi tai kaksi viilukerrosta. tuontilevyjä. Ominaisuudet ja käyttö keveys, stabiilisuus ja levyn lujuus säleiden suunnassa. vain kuivissa sisätiloissa. keskikerros lähes raoton, ruuvien kiinnittäminen rimalevyä helpompaa erittäin kallis puulevy

LASTULEVY Puulastuista ja liimasta puristamalla lämpöä hyväksi käyttäen Verrattavissa puuhun, Ei syysuuntaa , tasa-aineinen, yhtä suuri lujuus kaikkiin suuntiin ja vähäinen eläminen tason suunnassa, Suoruuden säilyminen sekä pinnan kovuus ja tasaisuus Murtuu ja notkuu suhteellisen helposti.

Lastulevyjen ominaisuuksia ja käyttö Lämmöneristyskyky ja palotekniset ominaisuudet ovat paremmat kuin puulla. kosteuden- ja palonkesto-ominaisuuksia voidaan parantaa valmistusvaiheessa. voidaan pinnoittaa laminointi, melamiinihartsilla kyllästetty paperi ja viilutus. myös valmiiksi maalattuna. käytetään mm. sisäverhouksissa, tuulensuoja- ja aluslevytyksissä sekä kalusteiden rungoissa. Pontattuina lattioissa pintamateriaalin alusrakenteena

OSB kolmikerroslevy, syynsuunnaltaan pitkistä (10– 15 cm) ja ohuista (0, 7 mm) puulastuista eli strandeista. ylä- ja alapinnan lastut ovat syyn suunnaltaan samaan suuntaan ja keskikerroksen lastut poikittain vaneria muistuttava, ristiinliimattu rakenne. vähentää kosteuselämistä pintakerrosten strandien suunnassa hyvä taivutuslujuus. korvaa havuvaneria talonrakennuksessa. säänkestävä liima Raaka-aineena edullisia puulajeja, esim. haapaa ja havupuita. levy puristetaan liimausvaiheessa hyvin korkealla paineella ja lämmön avulla kasaan, jolloin lopputuloksena on luja levy

Puukuitulevyt Puukuidut liitetään lämmön ja paineen avulla pinnoitteena käytetään puuviilua, paperia, kangasta, muovia, lasikuitukangasta, metallia tai korkkia. lujuus- ym. ominaisuudet ovat tason suunnassa Tasaisia, tiiviitä mutta huokoisia helppo työstää palavaa materiaalia.

Kuitulevylaadut Huokoisia puukuitulevyjä Puolikovia puukuitulevyjä käytetään lämmöneristeinä, sisäverhouksiin, askeläänieristeinä ja akustisiin verhouksiin. Bitumi- tai hartsipitoisia tuulensuojalevyinä. erilaisina rakennelevyinä rakennuksissa ja kalusteissa. Kovia puukuitulevyjä (kovalevyjä) suojaamiseen, kalusteissa, pinnoitettuina verhouksiin ja jopa kantavissa rakenteissa yhdessä puutavaran kanssa (uuma-palkit).

MDF-levy (medium density fibreboard) Puristamalla puukuituja liiman kanssa helppo työstää, kosteudensieto on hyvä, ei elä eikä muuta muotoaan kuten puutavara. kalusteissa, ovissa ja listoissa. Paksuudet 3 - 30 mm. Pinnoitteena käytetään maalia tai muovikalvoa. MDF-levy voidaan palosuojata.

Paperi ja kartonki Veden puuhiokkeen ja selluloosan seos kuivataan Laatuja Pehmopaperit Sanomalehti Aikakauslehti Päälystetyt paperit Kartongit Aaltopahvi

Puun modifiointi Kyllästys Lämpökäsittely Puristus Taivutus

Puun kyllästys Kosteus altistaa sienituhoille ja hyönteisvaurioille Aineet ympäristön kannalta ongelmallisia pentakloorfenolia, (KY-5). Paha myrkky kreosoottiterva, arseeni ja kromi haitallisia kupari (ja kromin ja kuparin yhdistelmä) sallittuja mm. lämpökäsitelty puu korvaa

Lämpökäsitelty puu Väri tummuu Lujuus vähenee Lohkeaa herkemmin Lahonkesto paranee (ei jatkuvaan maakosketukseen) Veden imeytyminen ja eläminen vähenee

Puristus Ominaisuudet riippuu puristuspaineesta ja lämpötilasta sekä puulajista. Monimuotoisia esineitä, vetimiä, kahvoja ym. Levyjen tai listojen pintaan kuvioita Lisää pintakovuutta paljonkin, lattioissa, työtasoissa. Kosteuden imeminen ja kosteuseläminen vähenee

Puun taivutus Massiivisen puun taivutus Ilman vannetta Vanteella Laminoidut rakenteet Uritetut tai lovetut rakenteet

Massiivisen puun taivutus Kosteus yli 30 % ja lämpötila noin 70 °C Pyrkii hieman palautumaan Ilman vannetta Loiva kaari Koivu r = 20×d Esim. venelaudat Vanteella Koivu r = 5×d Thonet‘in wieniläistuolit, punapyökki Loiville kaarille suurtaajuuspuristimissa. mm. tuolien takajaloiksi www. ritabucheit. co m http: //www. edu. fi/oppimateriaalit/puutuoteteollisuus/kasityovaltainen_pienteollisuus/taivutetut_muodot/index. html

Laminoidut rakenteet Liimataan viiluja yhteen muotissa PVAc- tai urea liimalla Sarjatuotannossa suurjaksoliimaus Muotissa olevien elektrodien avulla kuumennetaan ja kovetetaan liima vaihtuvalla sähkökentällä artek. fi

Liitos on kahden tai useamman kappaleen kiinnityskohta ja liittymistapa. Tappiliitos Kiilaliitos Ristikon nivel

Puuliitokset Muutama esimerkki Poratappiliitos Uraliitos Tappiliitos Lohenpyrstöliitos Lamelloliitos Sormiliitos http: //www. uiah. fi/virtu/materiaalit/puuteknologia/5 -3 -sormijatkettu. html http: //www. projectwoodworking. com/projectwoodworking 05. php

Pulttiliitos, vaarnaliitos

Muita kiinnikkeitä ja liitoksia Vaihtopalkki

Puun liimaus Luonnon liimat proteiini- eli valkuaisaineliimat ovat vanhimpia liimoja. Glutiiniliima valmistettiin nahasta, luusta ja kalasta. Kaseiiniliima valmistettiin maitoherasta. Albumiiniliima valmistettiin kuivatusta verestä

Synteettiset liimat PVAc-, kontakti- ja sulateliimat. urea-, fenoli-, resorsinoli-, polyuretaani- ja epoksiliimat luonnonliimoja parempia: helpompia valmistaa levityskuntoon kovettuvat nopeammin ja kestävät mikro-organismeja paremmin kuin luonnonliimat.

Liimaus Höylätty ehjä pinta paras Toisiinsa sopivat pinnat Puristus Liiman imeytyminen Kuiva huokoinen puu imee paljon liimaa Tiivis hartsipitoinen puu ei ime liimaa Liian kostea puu liimautuu huonosti Liima kastelee ja turvottaa puuta

Massiivipuulevyn liimaus Saman kaltainen eläminen sauman molemmin puolin Sydänpuu sydänpuuhun Pinta pintaan Käyristymisen välttäminen Sydänpuu vuoroon sisään ja ulos

Yhdistelmät Usein liitoksissa käytään liimaa ja jotain muuta menetelmää Puuliitos Ruuviliitos Naulaus

Puun hitsaus Kokeiluja puun hitsaamisesta kitkalämmön avulla

Puun työstö Suuret leikkuunopeudet Paljon kineettistä energiaa Irtoava terä tai työstettävä kappale lentää kauas. . . Terävät terät Puun yksilöllisyys Oksat, käyryys, halkeamat, värivirheet Käsityötä Saman kaltaiset menetelmät pienen ja suuren sarjan tuotannossa

Puun työstö Sahaus Vannesaha Ketjusaha Vesi ja laserleikkaus Pylväspora Käsipora Jyrsintä Alajyrsin Käsijyrsin Höyläys Oikohöylä Tasohöylä Sorvaus Robotti Poraus Tarkistuspyörösaha (Sirkkeli) Automatisointi Hionta Nauhahiomakone Kiekkohiomakone Epäkeskohiomakone

Puun pintakäsittely Ulkonäkö Kulutus UV-säteily Kosteus Sienet Puhdistettavuus

Pintakäsittelymenetelmät Maalit Lakat Vahat & öljyt Petsit Terva ja suopa Muut

Maali Pigmentti = Väri Sideaine sitoo maalin pigmentit ja kiinnittää maali tai lakka alustaansa antaa suojaava kalvo Liuotin liuottaa maalin tai lakan sideainetta alentaa viskositeettia eli maaliaineen juoksevuutta säädellä maalin tai lakan levitysominaisuuksia, tasoittumista ja kuivumisnopeutta Apuaineet parantaa maaliaineiden ominaisuuksia nopeuttaa maalin tai lakan kuivumista parantaa säilyvyyttä ja tasoittuvuutta estää homeen kasvua maalipurkissa estää kellastumista (UV-valo

Vesiohenteiset maalit ja lakat sopivat rakennusmaalaukseen ja sisäkäyttöön (seinät ja katot) * tuotekehitys vesiohenteisten hyväksi - vesiohenteisia alkydimaaleja voidaan käyttää huonekalujen, ovien ja ikkunoiden maalaamiseen; mutta ongelmana on nopea kuivuminen eli vaatii ammattimaalariltakin osaamista Akrylaattimaalit ja lakat

Liuotinohenteiset maalit ja lakat kuivuvat hitaasti ja ovat erittäin kestäviä haisevat pahalle alkydimaalit sopivat huonekalujen, ovien ja ikkunoiden maalaamiseen sisätiloissa öljymaalit sopivat ulkokalusteiden, -ovien ja ikkunoiden maalaamiseen sekä vanhojen huonekalujen entisöintimaalaukseen Öljy ja alkydimaalit

Vahat ja öljyt Luonnon vahat mehiläisvaha ja carnaubavaha Kaupan valmisvahat: Osmocolor, erilaiset Antiikkivahat sekä parafiinivahat Kuivuvat öljyt: pellavaöljy, vernissa (keitetty pellavaöljy) Kuivumattomat öljyt: puuvillansiemenöljy, risiiniöljy, pähkinäöljy sekä parafiiniöljy kuivike Useita ohuita kerroksia Täyttää puun solukon Kerran vahattu = aina vahattu

Lähteitä ja linkkejä http: //www. puuproffa. fi http: //www. puukeskus. fi/upload/Puuinfo_Esitteet/ Hyvä tietää puusta. pdf http: //www. uiah. fi/virtu/materiaalit/puuteknologia http: //www. puukeskus. fi/fi/Ideat_ja_ohjeet/Jalopuu t/ http: //www. projectwoodworking. com http: //www. edu. fi/oppimateriaalit/puutuoteteollisuu s TKK ARKKITEHTUURI RAKENNUSOPPI 2008 -2009, A-9. 1112 RAKENNUSOPIN PERUSTEET 1 LIITOKSET JA SILLAT LUENTOMONISTE