Основные сведения о фанере

Оригинал: Plywood basics, журнал EpoxyWorks №18, 2001
Автор: J.R.Watson
Перевод Сергея Баркалова (Тексты стандартов у оригинала отсутствуют)

Поскольку в нашем журнале довольно большое число проектов подразумевают применение фанеры, нам показалось нелишним коротко обсудить ее типы и способы постройки, для которых она более всего подходит. Нетрудно понять, почему все так любят фанеру и выбирают именно ее для своих проектов: она общедоступна, продается удобными листами (обычно 4 х 8 футов), имеет сравнительно небольшой вес для своей прочности и жесткости и является наиболее выгодным материалом при сравнении с ценами многих других листовых композитных материалов. Однако фанера имеет и свои слабые стороны.

Она накладывает ограничения на форму корпуса, т.к. не может гнуться в двух направлениях сразу. К тому же по всем своим кромкам фанера имеет открытые торцевые срезы слоев шпона, что делает ее подверженной впитыванию влаги с дальнейшим разрушением. Поэтому несмотря на большое количество удачных проектов с использованием фанеры важно не забывать и об этих важных моментах.


Типы фанеры

Фанера подразделяется на типы в зависимости от качества шпона, размера и количества допустимых пустот и заплаток. Наиболее часто встречаются сорта А, В, С. Чтобы быть пригодной для судостроения, фанера должна быть изготовлена на водостойкой смоле и иметь маркировку EXT (наружная) или Marine (морская).

Как правило, для строительства лодок рекомендуется использовать морскую фанеру, поскольку ее делают из древесины лучшего качества, с меньшим количеством пустот и заплаток. Внутренние слои также имеют более высокое качество – не ниже В. Вследствие этого морская фанера лучше держит форму, менее склонна к растрескиванию наружных слоев, а ее прочность и жесткость выше чем у аналогичной фанеры для наружного применения. Если оценить стоимость фанеры по отношению к стоимости постройки в целом, цена морской фанеры себя оправдывает. И хотя фанера типа A/C EXT и может применяться для строительства недорогих лодок, шпаклевание дырок от сучков и пустот ведет к таким временным и материальным затратам, что выгоднее просто приобрести фанеру сортом повыше.

Авиационная фанера также обладает очень высоким качеством и может пригодиться в определенных ситуациях. Кое-кто использует трехмиллиметровую строительную фанеру, чтобы изготовить многослойную ламинированную конструкцию, но тут надо быть уверенным, что она клеена водостойким клеем и обладает необходимым качеством. Из-за своего низкого качества не следует применять для судостроительных целей тарную фанеру.

Американская морская фанера должна удовлетворять стандарту PS 1-74 (распространяется только на фанеру хвойных пород).

(С.Б. Все прочие известные мне источники ссылаются на стандарт PS 1-95. PS 1-74 отсутствует как в сегодняшнем списке стандартов АРА, так и в справочнике FPL. Я часть его все же нашел, датирован 1981 годом и скорее всего просто устаревший. О их совпадении можно судить по приводимой картинке.)

Породы древесины: ель Дугласа или западная лиственница
Смола: водостойкая
Шпон: лицевой и обратный - AA, AB, BB, гладкий, без сучков, смоляных кармашков, видимых трещин и прочих открытых дефектов. Внутренний шпон не ниже В.

Заплатки: на лицевой поверхности листа 4'х8' сорта А допускается не более 9 заплаток.

Морская фанера из тропических лиственных пород должна соответствовать требованиям Британского Стандарта BS1088.

Породы древесины: тропические лиственные породы без антисептической обработки, обладающие приемлемым уровнем стойкости к грибкам.
Смола: водостойкая.


Шпон: лицевой не должен иметь сучков и прочих дефектов помимо допустимых "булавочных" сучков числом не более 6 на любой 1 кв.фут. Внутренний шпон должен быть той же сортности, что и лицевой. Нестыки шпона на лицевой поверхности недопустимы. Во внутренних слоях допускается не более одного нестыка шириной не более 0.5 мм. Толщина лицевого слоя в фанере трехслойной конструкции должна быть не менее 1/8 от общей толщины.

Авиационная фанера должна соответствовать требованиям стандарта MIL-P-6070, который обязывает делать испытание прочности фанеры на сдвиг после трех часов кипячения в воде. Изготавливается из наружного шпона импортируемого африканского махогани или американской березы, клееного методом горячего прессования к внутренним слоям из лиственной древесины тополя или липы при помощи водостойкой смолы.


Количество слоев

Фанера обычно производится с нечетным количеством слоев, чтобы обеспечить сбалансированность конструкции. Число слоев по обе стороны от среднего должно быть одинаково и они должны иметь равную толщину, иначе лист может деформироваться. Чередующиеся слои должны быть параллельны, а соседние перпендикулярны, при несоблюдении возможно коробление. При покупке фанеры следует положить лист на землю. Если он кручен или поведен и не лежит прямо, его брать не следует. Выбирайте ту фанеру, у которой суммарная толщина двух наружных слоев равна толщине внутренних. Избегайта упаковочной фанеры, у которой на толстый внутренний слой наклеены тонкие наружные. Большая часть фанеры толщиной менее 6 мм имеет трехслойную конструкцию. Фанера толщиной 6 мм и более имеет пять и более слоев. Чем больше фанера имеет слоев – тем лучше, она при этом более стабильна в размерах, менее склонна к деформациям и обладает повышенной жесткостью по сравнению с трехслойной.


Породы древесины

Большинство морской фанеры изготавливается из древесины тропических лиственных пород типа африканского махогани, сапеле, утиле и окуме. Одни породы являются более долговечными, чем другие. Покрытие поверхностей фанеры (особенно открытых торцов) эпоксидной смолой защитит менее долговечную древесину от разрушительного влияния влаги. И хотя окуме относится к недолговечным породам, у нас имеются положительные данные о ее длительном применении. В основном это является результатом полного покрытия всей лодки эпоксидной смолой WEST SYSTEM ® и тщательным уходом за ней, включая обеспечение вентиляции и безотлагательный ремонт.

Самая большая проблема с фанерой из ели Дугласа состоит в склонности наружных слоев шпона к растрескиванию вдоль волокон. В особенности в ситуациях, когда направление изгиба им перпендикулярно. Для борьбы с этим в обязательном порядке поверхность покрывается стеклотканью весом около 200 г.

О применении фанеры, прошедшей защитную обработку под давлением.

Многие задают вопросы о такого рода фанере. Очень часто она бывает сильно покороблена, что является результатом воздействия высокой температуры и быстрого набора влаги во время процесса обработки. Часть фанеры во время этого расслаивается. Плюс ко всему некоторые методы обработки подразумевают применение водоотталкивающих добавок. А они могут плохо повлиять на адгезию, в результате чего вероятны сложности с ее склеиванием и окраской. Короче говоря, эта фанера годится для строительных целей, но не для лодок.


Выбор фанеры для своего проекта

Имея в продаже такой широкий ассортимент фанеры, важно выбрать именно те ее типы и толщины, что наиболее подходят для для данного проекта. Для тех из них, что обычно публикуются в журнале EpoxyWorks, основными критериями являются прочность, долговечность и вес. Поэтому как правило мы останавливаем свой выбор на некоторой специализированной фанере, удовлетворяющей требованиям конкретного проекта. Например, для мачты-крыла, что я делал лет двадцать назад, главными критериями были малый вес и гибкость. Так я выбрал фанеру, что позволяла мне при ламинировании гнуть ее по малому радиусу аэродинамического профиля: авиационную березовую фанеру толщиной 1.5 мм для наружного слоя и 0.4 мм (3 слоя) для внутреннего, с сотовым заполнителем. Для ремонта текучих крышек рундуков своей нынешней лодки я выбрал 9-мм фанеру с наружным тиковым шпоном. Мне требовалась тиковая отделка и ровная поверхность. Поэтому я и взял такую фанеру, которая обладает жесткостью и держит форму. Главное выбрать именно то, что более всего подходит для данного случая.


Изготовление фанеры своими силами

Кое-кто предпочитает делать фанеру сам из множества слоев строганного или лущеного шпона. Для этого вам необходимы подходящая ровная поверхность и способ, которым можно обеспечить давление прессования до полного отверждения клея. Такая фанера чаще всего проигрывает в цене и оказывается довольно тяжелой. Однако в этом случае вы вольны в своем выборе лицевого шпона и можете изготовить в самом деле великолепные листы. Также вы можете сделать их какого угодно размера. Когда строится ламинированный корпус диагональной конструкции, фактически тем самым вы делаете своего рода фанеру особой формы (по обводам корпуса.).


Соединение листов фанеры

Существует множество способов, которыми можно соединять листы фанеры для получения размеров больше стандартных. С точки зрения прочности и легкости лучшим способом является соединение "на ус". (Если вы закажете фанеру длиной 4800 мм, предлагаемую некоторыми фирмами, она окажется просто склеенной таким способом, однако вам в этом случае придется платить как за сам материал, так и за его транспортировку ). Фирма Gougeon Brothers предлагает специальную насадку для ручной дисковой пилы. С ее помощью можно быстро и аккуратно сделать заусовку фанеры толщиной до 10 мм. Также эту операцию можно выполнить при помощи рубанка или шлифмашинки. Должно выполняться правило: длина "уса" равна восьми толщинам фанеры. Листы можно стыковать и на подкладках, но в этом случае существует опасность впитывания влаги торцами. Нам кажется обязательным в этом случае сделать по стыку неглубокую сошлифованную канавку и вклеить в нее стеклоткань.


Методы постройки корпусов из фанеры

Фанера является идеальным материалом для нескольких методов постройки. Самым популярным из них является способ, при котором из листов вырезаются заготовки по форме и временно скрепляются проволочными или пластиковыми стяжками. Затем при помощи эпоксидной смолы и ленты из стеклоткани вся конструкция делается жесткой и монолитной. Также фанера с успехом применяется для постройки легких корпусов с клинкерной обшивкой (кромка на кромку).

Вероятно, самые экстремальные формы могут быть получены при способе, когда фанера гнется одновременно в двух направлениях. Однако этот метод ограничен применением только тонкой фанеры и корпусами довольно скромных обводов, как правило многокорпусников. Самостоятельное проектирование фанерного корпуса представляет собой непростую задачу , поскольку при излишней степени двойной погиби вы можете столкнуться с проблемой укладки фанеры по таким обводам. Особенно трудно предугадать формы при проектировании корпуса, изготовленного на стяжках и смоле. Однако в настоящее время имеется программное обеспечение, позволяющее с успехом решать такую задачу. (Далее следовала реклама программы для проектирования корпусов из фанеры - пропущено...)


Epoxyworks 18 / Осень 2001