Viilujen lujuuslajittelu : raaka-aineen ja tiheyden vaikutus koivuviilun lujuusominaisuuksiin

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää raaka-aineen ja tiheyden vaikutuksia koivuviilun ja koivuvanerin lujuusominaisuuksiin viilun lujuuslajittelun näkökulmasta. Projektin yritysosapuolena toimi UPM Kymmene Wood Oy. Tarkastelussa oli korrelaatio koivuvanerin lujuuden ja uusien viilun mittausmenetelmien välillä.

Teoriaosassa on käsitelty koivun yleisiä ominaisuuksia raaka-aineena. Erityishuomiota on kiinnitetty lujuuteen vaikuttaviin tekijöihin. Lujuutta lisäävät ominaisuudet ja toisaalta myös viat, jotka heikentävät lujuutta, on pyritty käymään läpi mahdollisimman kattavasti vaneriteollisuuden kannalta.

Käytännön osuus opinnäytetyöstä tehtiin UPM:n Joensuun vaneritehtaalla, sekä Lahden tuotekehitysosastolla. Joensuun tehtaalle asennettiin uusi UPM:n kehittelemä konenäkölaite syksyllä 2013. Konenäkölaitteen lajittelemana kerättiin erilaisia viiluja testausta varten. Kerätyistä viiluista valmistettiin vaneria Lahdessa ja koevanereille tehtiin erilaisia kokeita, joissa seurattiin erilaisten lujuuteen vaikuttavien tekijöiden käyttäytymistä.

Uuden konenäkölaitteen vian tunnistukseen perustuvien lujuusarvojen ja taivutuslujuuskokeiden tulosten välille pyrittiin löytämään luotettavampaa korrelaatiota. Tavoitteena oli löytää toimivimmat parametrit tehdasolosuhteissa tapahtuvalle viilun lujuuslajittelulle. Myös yhteyttä viilun tiheyteen ja viilun tiheyden säteilymittaukseen tarkasteltiin.

The aim of the thesis was to study birch as a raw material, especially its density variation, in order to develop strength grading of veneer. The topic for the thesis came from UPM Kymmene Wood Oy. A more specified goal was to study new measuring methods for veneer grading and the correlation of the results with bending strength of birch plywood.

In the theory part the focus was on properties of birch as a raw material, especially the factors affecting the strength of the material. The aim was to provide a comprehensive overview of the characteristics that either improve or impair the strength of birch from the plywood manufacturing point of view.

The practical part of the thesis was executed at UPM’s plywood mill in Joensuu and at the product development department in Lahti. A new machine vision application was installed at the Joensuu mill in the end of September 2013. Different veneers graded by the new application were collected from the mill for later tests that took place in Lahti. The focus of testing was on different factors that have an impact on the variation of bending strength.

One of the main goals was to find better and more reliable correlation between bending strength of plywood and the fault identification of the new machine vision application. The most suitable parameters for grading were found. A correlation was also found between the bending strength of veneers and the values from density measuring.