Кромкооблицовочные станки: клеевой узел

В публикации «Клеи для кромкооблицовочного станка: PUR vs EVA», вышедшей в журнале «Мебельщик» №8 от 2023 года, мы рассмотрели отличия между термопластичными и термореактивными составами, обозначили условия подбора клея для конкретных условий, определили преимущества EVA и PUR и причины популярности последнего. Если кратко, то полиуретан отличается большей стойкостью к температуре, лучшей адгезией и более тонким швом. Главное ограничение его применения — это не цена, а требования к технике.

В данной статье мы обратимся к оборудованию и вместе с экспертами Altendorf, Felder, LIGA, SCM, «Арикон» и «МДМ» классифицируем клеевые агрегаты, уточним, чем отличаются машины для PUR и для EVA и перечислим основные огрехи операторов кромкооблицовочных станков.

Клеевые узлы кромкооблицовочных станков

Очевидно, что уровень оснащенности станка влияет на качество приклеивания кромки. А, допустим, фуговальный узел убирает «ступеньку» от подрезного диска и делает клеевой шов тоньше, а узел «обкатки» углов избавляет от необходимости дорабатывать острые стыки кромки фрезером.

Но главным блоком кромочника, вокруг которого строится все остальное, смело можно считать клеевой узел. Именно он определяет, с каким типом клея будет работать станок и как его дозировать, а уже это непосредственно влияет на толщину клеевого шва, расход клея и надежность схватывания.

Разделим оборудование по типу клеевых узлов на клеевые ванны с нижним расположением, с верхним расположением, картриджные клеевые системы и, внезапно, бесклеевые системы для «лазерной» кромки.

Кромкооблицовочный станок с нижним расположением клеевой ванны. Фото предоставлено компанией «МДМ»

Ванны с нижним расположением — это классика, они часто встречаются и просты в обслуживании и работе. Однако, есть нюанс: при подсыпании клея в клеянку можно случайно закинуть мусор, который потом вместе с клеем окажется под кромкой. Кроме того, в нижней ванночке уровень клея должен начинаться минимум от трети, это необходимо, чтобы архимедов винт мог зачерпнуть расплав и поднять его к клеевому валику. И чтобы клей был для этого достаточно жидким, в нижней ванне поддерживают высокую рабочую температуру, а это ведет к перегоранию клея.

Клеевая ванна с верхним расположением позволяет держать клей при несколько меньшей температуре, тут не приходится опасаться, что шнек не поднимет клей. Также есть мнение, что у верхней ванны межремонтный интервал больше, чем у нижней. Но зато она более требовательна к обслуживанию: оператор должен вовремя закрывать заслонки, чтобы клей не протек вниз.

Верхняя клеевая ванна с подведенным от станции плавления PUR-клея подогреваемым шлангом. Фото предоставлено компанией LIGA

Оба типа клеевых ванночек могут быть несъемными и съемными. Съемную ванну не только проще чистить, ее можно заменить прямо во время работы станка, причем, вместе с клеем. Да, серийные производства вряд ли будут баловаться сменой клеянок, но компаниям, которые работают по индивидуальным заказам, этот фокус позволяет быстро менять цвет и тип клея.

Объем клеевых ванн может варьироваться от 0,5 до 4 литров. Тут ситуация двойственная: с одной стороны, большие ванны нужно реже загружать, с другой, в маленьких ваннах перегорает меньшее количество клея, ожидающего нанесения, а нагреваются они быстрее. То есть клеянка готова к работе не через час после включения, а через 10 минут. В целом, производители стараются уменьшить объем клеянок, но обеспечить автоматическое добавление клея в них.

Поэтому уже несколько лет растет спрос на станки с быстросъемными верхними клеевыми ваннами, где клей стекает на клеенаносящий ролик. Эти ванны снимаются за одну минуту, а на станках есть программа очистки от PUR-клея: нажимаем кнопку на пульте управления, вставляем клеесборную емкость под клеевую ванну, куда стекают остатки клея и очистителя, и получаем колоссальную экономию времени на очистку.

Быстросъемные ванны удобны тем, что под разные типы клея можно использовать свои емкости, допустим, одну ванну маркируем «EVA», другую «PUR». В зависимости от заказа, который поступил на участок, ставим ту или иную и минимизируем время перехода с клея на клей. Есть станки, на которых уже с завода установлено две клеевые ванны, в этом случае они переключаются еще быстрее».

Клеевые ванны — не единственный вариант клеевого узла. Например, на станках Holz-Her он напоминает шприц, куда закладываются клеевые цилиндры — картриджи. Плюс системы в том, что картридж плавится только с торца, и жидкий клей наносится на торец детали через дюзу. Поскольку нет нужды разогревать большой объем клея, то станок готов к работе через несколько минут после включения. Неизрасходованный «патрон» можно быстро заменить на картридж другого цвета или вида клея, принципиальной разницы между использованием EVA и PUR нет, кроме применения очистителя во втором случае. Из минусов — нужно контролировать состояние дюзы: если она засорится, то в клеевом шве появятся пропуски.

Клеевой узел glueBox на станке Format4 tempora. Фото предоставлено компанией FELDER GROUP RUSSIA

Оригинальное решение есть и у компании Felder — это узел glueBox, который устанавливают в дополнение к стандартной клеевой ванночке. Агрегат работает с PUR в форме тонкой ленты, которая подается между торцом детали и кромкой. Фактически, клей не наносят на ДСП в расплавленном виде, а «кладут куском» и очень локально разогревают при помощи двух инфракрасных ламп буквально перед самыми прижимными роликами.

Плюсы системы: станок готов к работе через 1,5 минуты после включения, нет нужды после смены чистить ванну, инструмент меньше загрязняется клеем. Толщина шва стандартная для полиуретана — около 0,1 мм. Из минусов: PUR-лента еще более специфична, чем просто PUR-клей, ее можно купить только у определенного поставщика. Сама PUR-лента продается в виде рулонов разной ширины (16–40 мм) и длины (25 или 100 погонных метров). После распаковки ленту необходимо использовать в течение 24 часов, поэтому нужно сразу сориентироваться по метражу заказа.

Бесклеевые системы называют так условно, они работают только со специальной кромкой, на которую заранее нанесен тонкий слой полиолефина. Этот слой разогревают лазерным лучом, который бегает как развертка на кинескопе, или сильным потоком воздуха температурой в 300°С. Зона нагрева также очень невелика и находится в нескольких сантиметрах от прижимного валика. Для сравнения, скорость подачи даже 12 м/мин эквивалентна движению кромки в 20 см/с, т. е. разогретый участок практически моментально прикатывается к торцу детали. В результате получается «нулевой» клеевой шов, кромка визуально сливается с пластью, и деталь сложно отличить от окрашенной.

Понятно, что для работы по этой технологии нужны не только особенные расходники, но и специальное оборудование, которое до недавнего времени выпускали только европейцы. Но к ним потихоньку подбираются азиатские коллеги, например, совсем недавно компания LIGA представила кромкооблицовочный «комбайн» KDT KE-668JGB Laser, который работает и с EVA, и с PUR, и с «лазерной» кромкой.

Последние два пункта — это, скорее, информация для общего развития, поскольку далее мы сосредоточим внимание на станках с клеевыми ванночками.

Работа с двумя клеями

Представим, что предприятие делает кухни по индивидуальным заказам. Покупатель сейчас требовательный, поэтому фасады приходится кромить если не «лазерной» кромкой, то уж полиуретаном точно. Но для корпусов ящиков, которые не подвергаются нагреву и воздействию воды, вполне оправдано использовать EVA-клей. Внимание, вопрос: можно ли использовать PUR-клей на станке для EVA-клея, чтобы не отдавать работу «на сторону»? Эксперты сходятся в том, что большинство современных кромочников со сменными ваннами могут «переварить» оба клея, но качество приклеивания зависит не только от клеевого узла.

Дмитрий Лещенко, менеджер по продукту «МДМ»: «Современные кромкооблицовочные станки чаще всего адаптированы для работы разными клеями. PUR-клей зачастую низкотемпературный, и чтобы использовать станок, который работал на EVA-клее, нужно, как минимум, поменять на панели управления температуру клеевой станции. Например, на станках примерно десятилетней давности, такой возможности нет, и понизить температуру не получится.

Если возможность переключения температуры есть, то встает вопрос быстрой очистки клевой станции. У новых станков есть система слива клея. Она позволяет оперативно промыть клевую станцию и избавиться от остатков полиуретана в системе. А использовать PUR на станке без системы очистки довольно проблематично».

Алексей Климкин, руководитель проектов по обучению сопровождения программно-технических решений FELDER GROUP RUSSIA: «Каждый кромкооблицовочный станок компании Felder, выпущенный после 2017 года, способен работать с современными полиуретановыми клеями с той или иной степенью комфорта, независимо от его комплектации и дополнительного оснащения. Понятное дело, что чем станок дороже, тем больше в нем приспособлений и решений, упрощающих работу с полиуретаном — это касается удобства очистки, удобства эксплуатации и подобных вопросов».

Дмитрий Власов, руководитель специальных проектов SCM Group RUS: «Не скажу за всех, но у нас, начиная со станков серии Olimpic, оборудование для PUR и EVA — это одни и те же станки. В нашем Технологическом центре мы практически каждый день показываем их в работе и единственное, что уточняем перед демонстрацией, это тип клея. Почему? Потому, что, если человек хочет посмотреть на работу с полиуретаном, нужно удалить EVA, и на это нужно несколько минут. И это все, в остальном мы станки вообще не трогаем. То есть вся разница только в том, что заправлять в клеевую ванночку».

Другими словами, современные станки позволяют работать с любым клеем, но если в случае с EVA можно обойтись минимальным набором функций, то для PUR это уже гораздо больше, чем просто вопрос удобства.

Кромкооблицовочный станок SCM Olimpic 500. Фото предоставлено компанией SCM Group RUS

Дополнительное оборудование, упрощающее работу с клеями

Эксперты считают, что кромкооблицовочный станок для работы с полиуретаном должен оснащаться несколькими дополнительными функциями и агрегатами: нанесением разделительной и моющей жидкостей, быстросъемной клеевой ванной с возможностью оперативной очистки, плоской циклей, специальным клеевым валиком.

Например, прижимные ролики выдавливают часть клея из шва, и он неизбежно попадает на верхнюю и нижнюю пласти заготовок. При дальнейшей обработке на клей «садится» пыль и стружка, которые приходится оттирать вручную уже после кромкооблицовывания. Если EVA-клей очищается более-менее просто, то PUR отлично впитывается и прекрасно удерживает на себе пыль. Поэтому лучше заранее предотвратить контакт клея с ламинированной поверхностью детали.

Для этого станку нужен узел распыления разделительной (антиадгезионной) жидкости. Она наносится факелами через сопла и создает масляную пленку на верхней и нижней пластях и торце. Но, поскольку узел распыления ставят перед фуговальным узлом, который снимает слой ДСП вместе с этой пленкой, то прилипанию клея на торце ничего не мешает.

После обрабатывающих узлов станка ставят еще один узел, распыляющий очистительную жидкость. Она действует, условно, как средство для мытья посуды и смывает защитную пленку, а уже в самом конце эту смесь стирает полировальный тканевый диск.

Быстросъемная универсальная клеевая ванночка Smart Glue Pot (SGP). Фото предоставлено компанией SCM

Михаил Козырев, главный технолог службы техподдержки продаж клеевых материалов компании «Арикон ЛК Системы»:

Дмитрий Власов: «На наших станках индустриального класса устанавливается быстросъемная ванночка с верхним расположением клеевого бачка SGP, она и есть то главное звено, которое делает станки SCM универсальными. Она запатентована, на валик нанесена особая насечка с переменным шагом, что позволяет работать и с EVA, и с PUR».

Как упоминалось ранее, производители делают клеевые ванночки довольно компактными, но дополняют их автоматизированными средствами добавления клея. Одним из них является герметичный плавитель — бак, куда загружают полиуретановый картридж 2 кг или 20 кг. Клей подплавляется и стекает вниз, оттуда его забирает насос и по специальному подогреваемому шлангу подливает в клеянку станка. Датчик следит за уровнем клея в ванне и вовремя поддает свежего. Преимущество плавителя в том, что PUR в нем не контактирует с воздухом и не полимеризуется, то есть картриджа хватает надолго.

Леонид Панферов: «Последние несколько лет станки для PUR набирают популярность. Почему многие боялись связываться с полиуретановым клеем? Из-за его активного взаимодействия с влагой. Но химики производят новые составы, и PUR становятся все более удобным для работы, дольше не затвердевает в клеевой системе. Если раньше речь шла, грубо говоря, о 24 часах, то сейчас доходит уже до 72 часов. Но, конечно, при соблюдении определенных условий. Кроме того, появились доступные плавители и станции хранения. Раньше эта техника была, в основном, европейской и стоила соответственно. Сейчас, например, наше допоборудование стоит в разы дешевле, но выполняет те же функции и так же просто программируется. Все это делает использование PUR-клея более доступным».

Для EVA плавитель тоже можно использовать, но чаще обходятся бункерами и предплавителями. Бункер — это емкость до 10 литров, куда засыпают гранулированный клей. Предплавители разогревают небольшое количество клея до температуры плавления и подают в клеянку, где клей достигает рабочей температуры. Во-первых, эта схема экономит время на подсыпание гранул в клеянку, во-вторых, клей не перегревается и не портится, в-третьих, над одной клеянкой можно поставить несколько бункеров с клеями разного цвета и оперативно их менять.

Кромкооблицовочный станок со станцией плавления клея и двумя бункерами с предплавителями. Фото предоставлено компанией LIGA

   Экономить время помогает и станция сервисного обслуживания. Упрощенно, это бокс с разъемами для электрокабелей клеевых ванн, в который помещают съемную клеянку, подключают все разъемы и эмулируют работу станка. То есть, клеянка может вращать вал и поддерживать температуру клея или проводить процедуру очистки, а станок в это время уже работает с другой ванной.

Поскольку клей в ванне остается теплым, то при возвращении на исходные позиции его не придется разогревать с нуля, время запуска при перестановке ванны уменьшается с получаса до 5 минут. К слову, в этих системах можно хранить даже ванночки с полиуретаном — герметичный бокс откачивают до форвакуума, то есть удаляют влагу, которая могла бы отвердить PUR.

Сюда же, к дополнительному оборудованию отнесем довольно бесхитростное, но эффективное техническое решение от Felder. Как уже упоминалось, нижняя клеевая ванна, которыми на данный момент оснащаются все станки производителя, для нормальной работы шнека требует заполнения минимум на треть. Felder предлагает силиконовый вкладыш для клеевой ванны, который уменьшает ее объем примерно на 75%. Другими словами, снижается объем остатков клея, который придется выбрасывать.

Неочевидно, но качество клеенанесения зависит и от вытяжной системы. Специалисты Altendorf замечают, что неправильно подобранная система аспирации плохо удаляет пыль от фуговального агрегата, которая может попадать в клей-расплав, увеличивая его наполнение и образовывая нагар.

Стоит дополнительно отметить, что аспирация для кромочников — это серьезный вопрос, который мебельщики склонны недооценивать. Срезанная кромка превращается в пластиковую стружку или опилки, здорово наэлектризовывается и прилипает к чему ни попадя. И далеко не каждая вытяжная система может обеспечить нужное разряжение и протащить эти кусочки пластика по всем воздуховодам до фильтра.

Настройка станка

Настройка станка на работу с клеем сводится к выставлению температурного режима и количества клея на вальце при определенной скорости подачи. Эти параметры настраивают вместе. Например, заведомо низкая рабочая температура делает клей слишком вязким, и он не успевает обновиться на клеевом вальце, соответственно, при определенной скорости подачи возникают «непроклеи», нарушения целостности клеевого шва. А высокая рабочая температура просто «пережигает» химические связи в клее, если он не расходуется.

Михаил Козырев: «Если клей нагрели до рабочей температуры, но не используют, то он будет терять свои свойства. Когда новые порции клея не расплавляются, старый клей начинает «гореть» в ванночке.

Бывает и наоборот. В спецификации указана рабочая температура 190–220°С, а операторы ставят 165°С и жалуются на очень высокий расход клея. Естественно, вы же работаете при температуре на 25 градусов ниже рекомендуемой, и поэтому вязкость клея на 20–30 тысяч мкПа больше, чем надо. Совершенно справедливо, что у вас получается толстый клевый шов и увеличивается расход. Если просто увеличить температуру, то клей приобретет нужную рабочую вязкость, а расход уменьшится.

Что касается настройки клеенаносящего ролика, то он должен лишь слегка касаться детали, но не давить на нее. Он подпружинен, и если будет торчать на миллиметр, то деталь будет его отталкивать и примерно через 5 сантиметров после начала детали у вас будет пропуск клея на пару сантиметров. А если клеенаносящий ролик не достает до детали, а вы наносите ненаполненный клей тонким слоем, то клея на детали просто не будет. Повторюсь, должно быть только легкое касание».

Проблемы и решения

Какие действия операторов кромкооблицовочных станков снижают качество наклеивания кромки? С какими проблемами эксперты чаще всего сталкиваются и что предлагают для того, чтобы их решить?

Кромкооблицовочный станок Format4 tempora. Фото предоставлено компанией FELDER GROUP RUSSIA

Дмитрий Лещенко: «Часто проблемы связаны с условиями окружающей среды, в которых работает оборудование. Рабочая температура цеха должна находиться в пределах 15–25°С, при этих условиях клей и кромка ведут себя предсказуемо. Но нашим широтам свойственна продолжительная зима с низкими температурами, и при открывании и закрывании ворот цеха температура в нем снижается. Сквозняки, особенно в зоне нанесения клея и прижима кромки, также отрицательно сказываются на качестве склеивания. Если склеивание происходит при температуре ниже 11°С, то возможно выпадение росы или паровой удар, и в этом случае склеивания вообще не произойдет. Мы обращаем внимание наших клиентов на то, что плиты и кромки перед обработкой должны отлежаться в цеху, чтобы принять температуру окружающей среды».

Михаил Козырев: «Чаще всего операторы не снижают рабочую температуру, когда уходят, допустим, на обед. Реальный случай, когда с утра поставили ненаполненный клей на 200°С, а работать начали только в три часа дня. И еще спрашивают, почему клей дымит.

EVA — это, условно говоря, синтетическая смола, производная нефтехимии. Клей должен расплавиться, приклеиться и остыть. В этом случае его свойства не меняются. А если долго держать рабочую температуру, допустим, 200°С, но по полдня не подходить к станку, то будут разрушаться химические связи, клей будет перегорать и менять цвет, а его клеящие свойства будут снижаться. Более того, на клеенаносящем оборудовании образуется нагар, который затрудняет проход к клеенаносящему ролику.

Станция плавления PUR-клея. Фото предоставлено компанией LIGA

Другими словами, кромкооблицовочный станок должен находиться поочередно в двух режимах: «работа» и «перекур». В первом случае температура держится высокой, но клей постоянно расходуется и обновляется. Во втором случае температура снижается градусов на 40, но клей остается достаточно разогретым, чтобы быстро перейти в рабочий режим. Причем, необязательно делать это вручную, производители уже позаботились о клиентах.

Кромкооблицовочные станки Hebrock. Фотография предоставлена Altendorf Competence Center

Андрей Евшинцев: «Чтобы клей не подгорал в перерывах, станок Hebrock автоматически переходит в ждущий режим и поддерживает необходимую температуру, чтобы оперативно войти в рабочий процесс».

Но даже автоматы нужно контролировать: например, определять фактическую температуру в ванночке и на клеевом валу. Для этого эксперты советуют использовать либо контактный термометр, либо пирометр. Разница между выставленным на пульте управления и фактическим значением может достигать 50°С.

Отдельная боль для экспертов — это регламентное обслуживание.

Алексей Климкин: «Проблема всегда одна — это своевременная очистка и обслуживание. Как бы просто это не звучало, но это именно то, чего не делают большинство операторов какого бы то ни было оборудования по всему миру. 90% проблем со станками могли быть решены даже не обслуживанием, а своевременной очисткой станка. То есть совет простой — если есть регламентное время очистки узла или агрегата станка, нужно следовать этим регламентам. К сожалению, это невозможно отследить средствами станка, датчиками, это та вещь, что полностью ложится на плечи оператора».

Однако, даже в момент чистки нужно быть бдительным, поскольку все внутренние поверхности клевой ванны, как и сам клеенаносящий ролик покрываются специальными антипригарными составами, как сковородки. И так же, как сковородки, их нельзя чистить, допустим, металлической щеткой. При механической очистке клеевого агрегата, например, после слива очистителя, лучше использовать деревянные палочки или обрезки MDF, иначе жесткий предмет сцарапает защитный слой, и клей в этом месте начнет пригорать.

Леонид Панферов: «Какие ошибки могут повлиять на качество приклейки? Мы рекомендуем смотреть не только на клей, но и на инструмент. Элементарно, бывает, что нужно заменить прифуговочные фрезы, поставить хороший алмазный инструмент с увеличенными аксиальными углами. Тогда у деталей будет ровный торец, на который клей ложится ровно, и шов получается тонким.

Ну, и куда деться от человеческого фактора? У нас в штате есть технолог, который приезжает на производство при «запуске» клея, смотрит режимы, рекомендует скорости подачи. И вот, он выясняет, что клиент, который заказал «скоростной» клей, не может разогнать станок быстрее 9 м/мин, потому что заготовки принимает женщина в возрасте.
Если увеличить скорость до 20 м, то ее просто засыплет деталями. Значит, этому клиенту нужен другой клей, который будет работать на скорости 9 м/мин».

*  *  *

Клеевой узел — это сердце кромкооблицовочного станка, он определяет как тип клея, так и удобство работы с ним. Клеевые агрегаты можно разделить на четыре группы: клеевые ванны с нижним расположением, с верхним расположением, картриджные клеевые системы и бесклеевые системы. У каждого варианта есть сильные стороны, мы рассматривали станки первых двух типов.

В общем случае, с PUR не может работать только станок, на котором нет регулировки температуры (поскольку полиуретан — низкотемпературный клей), и на котором нижняя несъемная ванна (ее слишком сложно очистить). А современные станки со сменными ваннами уже в базовом исполнении позволяют работать с EVA и PUR, хотя дополнительные функции существенно эту работу облегчают.

Основной проблемой при работе с клеями специалисты называют перегрев клея при бездействии станка. Помимо того, что снижаются клеевые свойства состава и растет его вязкость, клей пригорает к стенкам ванны и снижает их теплопередачу. Кроме того, при перегреве клей меняет цвет и может изменить цвет клеевого шва.

К недосмотрам оператора можно отнести несоблюдение рабочей температуры, как недогрев, так и перегрев клея, несоблюдение технологических требований процесса кромкооблицовывания, недосмотр за инструментом и, конечно, несоблюдение сроков и условий регламентного обслуживания оборудования.

В следующий раз мы расспросим мебельщиков–производителей о том, как клеи ведут себя на практике, стоит ли менять один состав на другой и как оборудование показывает себя в работе.

Николай Фефер

Статья вышла в журнале «Мебельщик» № 9 за 2023 год