Nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc uốn gỗ Keo lai trên máy UG-HĐ đến chất lượng

Chuyên khảo phân tích Nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc uốn gỗ keo lai trên máy ug hđ đến chất lượng gỗ uốn, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

• Tác giả: Lê Xuân Ngọc
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Huy Đại
• Trường học: Trường Đại học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Chế biến Lâm sản
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc uốn gỗ Keo lai trên máy UG - HĐ đến chất lượng gỗ uốn
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khám phá công nghệ uốn gỗ keo lai và vai trò then chốt

Trong ngành gia công chế biến gỗ hiện đại, việc tạo ra các chi tiết cong không chỉ đáp ứng yêu cầu về thẩm mỹ mà còn tối ưu hóa công năng sử dụng. Công nghệ uốn gỗ đã thay thế phương pháp xẻ gỗ truyền thống, vốn gây lãng phí nguyên liệu và làm suy giảm cường độ kết cấu. Đặc biệt, việc ứng dụng công nghệ này với các loại gỗ rừng trồng như gỗ keo lai (Acacia Mangium Willd & Acacia auriculiformis A.) đang mở ra hướng đi bền vững, giúp giải quyết bài toán nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ Việt Nam. Gỗ keo lai, với ưu điểm thân thẳng, thớ gỗ tương đối đều và tốc độ sinh trưởng nhanh, là đối tượng lý tưởng cho các nghiên cứu cải tiến quy trình sản xuất. Nghiên cứu của TS. Vũ Huy Đại và cộng sự về máy uốn gỗ UG-HĐ đã đặt nền móng quan trọng cho việc hoàn thiện công nghệ uốn gỗ nguyên thanh. Việc xác định các thông số công nghệ uốn gỗ phù hợp, đặc biệt là vận tốc uốn, là yếu tố quyết định trực tiếp đến chất lượng sản phẩm gỗ uốn, giảm thiểu tỷ lệ phế phẩm gỗ uốn và nâng cao hiệu quả kinh tế. Hiểu rõ ảnh hưởng của vận tốc uốn sẽ giúp các doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất, tạo ra những sản phẩm gỗ uốn cong có giá trị cao, đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe của thị trường nội thất gỗ uốn trong nước và quốc tế.

1.1. Tổng quan về các phương pháp uốn gỗ hiện đại

Các phương pháp tạo chi tiết cong đã phát triển vượt bậc. Phương pháp truyền thống là xẻ ván theo đường cong định sẵn, tuy đơn giản nhưng làm đứt gãy thớ gỗ, giảm đáng kể độ bền uốn tĩnh và lãng phí từ 50-70% nguyên liệu. Ngược lại, công nghệ uốn gỗ hiện đại bảo toàn được cấu trúc gỗ. Các phương pháp phổ biến bao gồm uốn ép ván mỏng (tạo chi tiết từ nhiều lớp ván mỏng dán ép lại) và uốn gỗ nguyên thanh. Phương pháp uốn gỗ nguyên thanh, sau khi được xử lý hóa dẻo gỗ, giữ được gần như toàn bộ đặc tính cơ lý của gỗ tự nhiên. Các công nghệ xử lý hóa dẻo tiên tiến như sử dụng máy uốn gỗ cao tần, vi sóng, hoặc uốn gỗ bằng hơi nước bão hòa giúp gỗ trở nên mềm dẻo, dễ dàng định hình theo các bán kính uốn cong phức tạp mà không gây phá hủy kết cấu. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào loại gỗ, độ dày, và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm gỗ uốn cong cuối cùng.

1.2. Đặc tính cơ lý của gỗ keo lai trong công nghệ uốn

Gỗ keo lai, một loại cây trồng rừng chiến lược tại Việt Nam, sở hữu nhiều đặc tính cơ lý của gỗ keo lai phù hợp cho công nghệ uốn. Gỗ có khối lượng thể tích trung bình, cấu trúc thớ tương đối thẳng, ít mắt, giúp quá trình uốn diễn ra thuận lợi hơn so với các loại gỗ có cấu trúc phức tạp. Tuy nhiên, một thách thức là độ ẩm của gỗ keo lai tươi khá cao, kể cả ở phần gỗ lõi. Theo nghiên cứu của Koichi YAMAMOTO (2003), độ ẩm này có thể lên tới 253%. Độ ẩm cao đòi hỏi quy trình sấy và xử lý hóa dẻo phải được kiểm soát chặt chẽ. Nếu xử lý không đúng cách, áp lực hơi nước bên trong gỗ khi gia nhiệt có thể gây nứt vỡ. Mặc dù vậy, khi được xử lý đúng quy trình, các thành phần như Lignin và Hemicellulose trong gỗ sẽ chuyển sang trạng thái dẻo, cho phép gỗ biến dạng mà không bị gãy, tạo điều kiện lý tưởng để tạo ra các sản phẩm nội thất gỗ uốn chất lượng cao.

II. Thách thức khi tối ưu vận tốc uốn gỗ keo lai trên máy

Việc xác định vận tốc uốn tối ưu là một trong những thách thức lớn nhất trong công nghệ uốn gỗ, đặc biệt khi làm việc với một loại nguyên liệu cụ thể như gỗ keo lai trên thiết bị uốn gỗ UG HĐ. Vận tốc uốn không phù hợp là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến các khuyết tật gỗ uốn nghiêm trọng, ảnh hưởng đến cả thẩm mỹ và kết cấu sản phẩm. Nếu vận tốc quá nhanh, ứng suất và biến dạng trong thớ gỗ sẽ tăng đột ngột, vượt quá giới hạn bền của vật liệu. Điều này gây ra hiện tượng nứt gãy ở mặt ngoài (vùng chịu kéo) hoặc nhăn, gấp ở mặt trong (vùng chịu nén). Ngược lại, vận tốc quá chậm có thể làm giảm năng suất sản xuất và khiến phôi gỗ bị nguội đi trong quá trình uốn, mất đi trạng thái dẻo hóa lý tưởng. Do đó, việc tìm ra một khoảng vận tốc hợp lý không chỉ giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm gỗ uốn mà còn góp phần tối ưu hóa quy trình sản xuất. Nghiên cứu thực nghiệm là phương pháp duy nhất để xác định chính xác các thông số công nghệ uốn gỗ này, từ đó xây dựng một quy trình chuẩn, giảm thiểu rủi ro và tăng tỷ lệ phế phẩm gỗ uốn ở mức thấp nhất.

2.1. Phân loại các khuyết tật gỗ uốn thường gặp nhất

Trong quá trình uốn, phôi gỗ phải chịu đồng thời hai loại ứng suất: ứng suất kéo ở bề mặt lồi và ứng suất nén ở bề mặt lõm. Các khuyết tật gỗ uốn phổ biến bao gồm: 1) Nứt, gãy hoặc xé thớ ở mặt lồi: Xảy ra khi ứng suất kéo vượt quá giới hạn bền kéo dọc thớ của gỗ, thường do vận tốc uốn quá nhanh hoặc bán kính uốn cong quá nhỏ so với chiều dày phôi. 2) Nhăn, gấp ở mặt lõm: Xảy ra khi ứng suất nén quá lớn làm các thớ gỗ bị oằn lại, tạo thành các nếp gấp. Nguyên nhân có thể do xử lý hóa dẻo chưa đủ hoặc độ ẩm của gỗ quá cao. 3) Nứt cạnh và tước xé: Thường do thanh lót kim loại không áp sát vào phôi hoặc do phôi gỗ có khuyết tật tự nhiên như mắt gỗ, thớ xoắn. Việc nhận diện và hiểu rõ nguyên nhân của từng loại khuyết tật là bước đầu tiên để điều chỉnh các thông số công nghệ cho phù hợp.

2.2. Tầm quan trọng của việc kiểm soát thông số công nghệ

Chất lượng của một chi tiết gỗ uốn là kết quả tổng hòa của nhiều yếu tố. Việc kiểm soát chặt chẽ các thông số công nghệ uốn gỗ là yếu tố quyết định. Ngoài vận tốc uốn, các yếu tố khác như nhiệt độ và thời gian xử lý hóa dẻo, áp suất uốn, và chất lượng phôi gỗ ban đầu đều có ảnh hưởng trực tiếp. Chẳng hạn, thời gian hóa dẻo không đủ sẽ khiến gỗ không đạt được độ dẻo cần thiết, dẫn đến gãy vỡ dù uốn ở vận tốc thấp. Theo nghiên cứu của Th.s Nguyễn Đức Thành (2010), phôi gỗ keo lai dày 25mm cần hấp hơi ở 100°C trong ít nhất 1 giờ để hóa dẻo tốt. Việc đồng bộ hóa tất cả các thông số này trong một quy trình sản xuất ổn định là chìa khóa để tạo ra các sản phẩm đồng đều về chất lượng, giảm chi phí sản xuất do giảm tỷ lệ phế phẩm gỗ uốn, và nâng cao uy tín của doanh nghiệp trên thị trường.

III. Phương pháp xác định vận tốc uốn gỗ keo lai tối ưu

Để xác định vận tốc uốn hợp lý cho gỗ keo lai, nghiên cứu đã tiến hành phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố trên thiết bị uốn gỗ UG HĐ. Quy trình bắt đầu từ khâu chuẩn bị nguyên liệu, với các phôi gỗ keo lai 9 tuổi có kích thước 1500x50x30 mm, được hong phơi đến độ ẩm của gỗ khoảng 25-30%. Yếu tố quan trọng nhất trước khi uốn là quá trình hóa dẻo. Phôi gỗ được xử lý bằng phương pháp uốn gỗ bằng hơi nước bão hòa ở nhiệt độ 100°C trong thời gian 90 phút. Quá trình này giúp làm mềm các thành phần Lignin và Hemicellulose, tăng tính dẻo cho gỗ. Sau khi hóa dẻo, phôi gỗ được đưa ngay vào máy uốn. Thí nghiệm được tiến hành với 5 cấp vận tốc khác nhau: 4,4 mm/s; 5,87 mm/s; 8,8 mm/s; 11,8 mm/s và 17,6 mm/s. Các yếu tố khác như bán kính uốn cong (R=340 mm) và áp suất uốn được giữ cố định để đảm bảo chỉ có vận tốc là biến số duy nhất ảnh hưởng đến kết quả. Chất lượng sản phẩm gỗ uốn được đánh giá dựa trên hai chỉ tiêu chính: tỷ lệ mẫu bị khuyết tật gỗ uốn (đánh giá bằng phương pháp cho điểm) và độ đàn hồi trở lại sau khi sấy định hình.

3.1. Quy trình hóa dẻo gỗ bằng hơi nước bão hòa

Cơ chế hóa dẻo gỗ bằng hơi nước nóng là quá trình sử dụng đồng thời nhiệt và ẩm để làm thay đổi trạng thái vật lý của các hợp chất cao phân tử trong vách tế bào gỗ. Dưới tác dụng của nhiệt độ (khoảng 100°C) và độ ẩm cao, Lignin và Hemicellulose—hai chất có vai trò như "chất kết dính" tự nhiên—sẽ chuyển từ trạng thái thủy tinh (cứng, giòn) sang trạng thái dẻo. Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh của Lignin ở trạng thái ẩm ướt chỉ khoảng 77-128°C, thấp hơn nhiều so với trạng thái khô kiệt (134-235°C). Điều này giải thích tại sao uốn gỗ bằng hơi nước bão hòa lại hiệu quả. Trong nghiên cứu này, phôi gỗ được hấp trong 90 phút để đảm bảo nhiệt và ẩm thẩm thấu đều vào toàn bộ tiết diện dày 30mm, giúp gỗ đủ mềm dẻo để chịu được ứng suất và biến dạng lớn trong quá trình uốn mà không bị phá hủy.

3.2. Bố trí thí nghiệm trên thiết bị uốn gỗ UG HĐ

Thiết bị uốn gỗ UG HĐ là một hệ thống thủy lực cho phép điều chỉnh linh hoạt các thông số như áp suất và vận tốc. Vận tốc uốn được điều chỉnh thông qua van tiết lưu của bơm thủy lực, và thời gian uốn được tính toán dựa trên hành trình của bàn máy. Để đánh giá ảnh hưởng của vận tốc, 5 seri thí nghiệm đã được thực hiện, mỗi seri tương ứng với một cấp vận tốc và bao gồm 10 mẫu thử. Sau khi uốn, các mẫu được cố định hình dạng bằng xích và dây thép, sau đó đưa vào lò sấy định hình theo chế độ sấy mềm để giảm độ ẩm xuống còn 12%. Quá trình này giúp ổn định cấu trúc mới của gỗ và giảm thiểu độ đàn hồi. Việc bố trí thí nghiệm một cách khoa học và kiểm soát chặt chẽ các yếu tố cố định là điều kiện tiên quyết để kết quả thu được có độ tin cậy cao, phản ánh đúng bản chất ảnh hưởng của vận tốc đến chất lượng sản phẩm gỗ uốn.

IV. Kết quả nghiên cứu vận tốc uốn gỗ keo lai và chất lượng

Kết quả thực nghiệm đã cho thấy mối quan hệ rõ rệt giữa vận tốc uốn và chất lượng sản phẩm gỗ uốn từ gỗ keo lai. Vận tốc uốn có ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ phế phẩm gỗ uốn và mức độ hoàn thiện của bề mặt gỗ sau khi gia công. Phân tích cụ thể cho thấy, ở các cấp vận tốc thấp, chất lượng gỗ uốn đạt mức cao nhất. Ngược lại, khi vận tốc tăng lên đáng kể, cấu trúc gỗ không kịp thích ứng, dẫn đến tỷ lệ hỏng hóc tăng vọt. Cụ thể, kết quả đánh giá khuyết tật chỉ ra rằng vận tốc là yếu tố quyết định. Bên cạnh đó, chỉ tiêu về độ đàn hồi trở lại, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự ổn định kích thước của sản phẩm cuối cùng, cũng được ghi nhận. Mặc dù tất cả các mẫu uốn thành công đều có độ đàn hồi trong giới hạn cho phép (Δf ≤ 3mm), nhưng vẫn có sự khác biệt nhỏ giữa các cấp vận tốc. Những dữ liệu này cung cấp một cơ sở khoa học vững chắc để các nhà sản xuất nội thất gỗ uốn có thể lựa chọn thông số công nghệ uốn gỗ phù hợp, cân bằng giữa năng suất và chất lượng.

4.1. Phân tích tỷ lệ phế phẩm gỗ uốn theo từng cấp tốc độ

Kết quả đánh giá khuyết tật theo phương pháp cho điểm là minh chứng rõ ràng nhất. Ở hai cấp vận tốc thấp nhất là v1 = 4,4 mm/s và v2 = 5,87 mm/s, tỷ lệ phế phẩm gỗ uốn là 0%. Các mẫu gỗ gần như không có khuyết tật, bề mặt gỗ sau khi gia công nhẵn mịn. Khi vận tốc tăng lên v3 = 8,8 mm/s và v4 = 11,8 mm/s, bắt đầu xuất hiện các khuyết tật nhỏ như vết xước ở mặt lồi, với tỷ lệ mẫu hỏng là 10%. Đáng chú ý, ở cấp vận tốc cao nhất v5 = 17,6 mm/s, 100% số mẫu thử bị nứt gãy nghiêm trọng và không đạt yêu cầu. Điều này chứng tỏ rằng tồn tại một ngưỡng vận tốc tới hạn, mà khi vượt qua, ứng suất và biến dạng sẽ phá hủy hoàn toàn cấu trúc của gỗ keo lai đã được hóa dẻo.

4.2. Đánh giá độ ổn định và đàn hồi trở lại của sản phẩm

Độ đàn hồi trở lại là hiện tượng gỗ có xu hướng duỗi thẳng lại một phần sau khi tháo khỏi khuôn định hình. Kết quả đo đạc sau 28 ngày ổn định cho thấy tất cả các mẫu uốn thành công đều có độ ổn định hình dạng rất tốt. Độ đàn hồi trở lại (Δf) ở tất cả các cấp vận tốc đều nằm trong khoảng 1,17 mm đến 1,29 mm, thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép là 3 mm. Có một xu hướng nhỏ là các mẫu được uốn ở vận tốc cao hơn có độ đàn hồi trở lại lớn hơn một chút. Nguyên nhân có thể là do biến dạng xảy ra quá nhanh khiến các liên kết phân tử trong gỗ chưa kịp sắp xếp lại một cách ổn định. Tuy nhiên, sự chênh lệch này không đáng kể, cho thấy nếu phôi gỗ được hóa dẻo đúng cách, độ bền uốn tĩnh và sự ổn định của sản phẩm gỗ uốn cong được đảm bảo tốt khi uốn ở các vận tốc hợp lý.

V. Hướng dẫn ứng dụng kết quả vào sản xuất nội thất gỗ uốn

Từ những kết quả nghiên cứu khoa học, việc xây dựng một quy trình công nghệ chuẩn để sản xuất các chi tiết cong từ gỗ keo lai là hoàn toàn khả thi. Việc này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm gỗ uốn mà còn góp phần tối ưu hóa quy trình sản xuất tại các xưởng mộc và nhà máy. Dựa trên phân tích, để đảm bảo chất lượng sản phẩm cao nhất với tỷ lệ phế phẩm gỗ uốn bằng 0, nên lựa chọn vận tốc uốn trong khoảng 4,4 mm/s đến 5,87 mm/s. Trong đó, vận tốc 5,87 mm/s được xem là lựa chọn tối ưu cho sản xuất công nghiệp, vì nó cân bằng được giữa chất lượng tuyệt đối và năng suất cao hơn so với vận tốc 4,4 mm/s. Việc áp dụng các thông số công nghệ uốn gỗ này đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ từ khâu lựa chọn nguyên liệu, xử lý hóa dẻo cho đến quá trình uốn và sấy định hình. Áp dụng thành công quy trình này sẽ mở ra cơ hội sản xuất hàng loạt các sản phẩm nội thất gỗ uốn tinh xảo như lưng ghế, tay vịn, chân bàn với chi phí hợp lý, tận dụng hiệu quả nguồn tài nguyên gỗ rừng trồng của Việt Nam.

5.1. Đề xuất quy trình công nghệ uốn gỗ keo lai tối ưu

Một quy trình sản xuất chi tiết cong từ gỗ keo lai được đề xuất bao gồm các bước chính: 1) Chọn nguyên liệu: Lựa chọn gỗ thẳng thớ, không có mắt lớn ở vùng chịu lực. 2) Tạo phôi: Xẻ và bào phôi theo kích thước yêu cầu. 3) Hóa dẻo: Hấp phôi bằng hơi nước bão hòa ở 100°C trong 90 phút đối với phôi dày 30mm. 4) Uốn định hình: Thực hiện trên thiết bị uốn gỗ UG HĐ với vận tốc uốn cài đặt khoảng 5,87 mm/s và bán kính uốn cong theo thiết kế. 5) Cố định và Sấy: Cố định phôi trên khuôn và sấy định hình trong lò theo chế độ sấy mềm cho đến khi độ ẩm của gỗ đạt 12%. 6) Ổn định và Gia công hoàn thiện: Để gỗ ổn định trong điều kiện môi trường ít nhất 15 ngày trước khi tháo khuôn và tiến hành các bước gia công tiếp theo. Tuân thủ quy trình này sẽ đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng cao và đồng đều.

5.2. Tương lai của sản phẩm gỗ uốn cong từ gỗ rừng trồng

Việc hoàn thiện công nghệ uốn gỗ cho các loại gỗ rừng trồng như gỗ keo lai có ý nghĩa chiến lược. Nó không chỉ giúp đa dạng hóa sản phẩm, tạo ra những thiết kế nội thất gỗ uốn độc đáo, mà còn nâng cao giá trị cho nguồn gỗ trong nước, giảm sự phụ thuộc vào gỗ nhập khẩu. Các sản phẩm gỗ uốn cong không chỉ có giá trị thẩm mỹ cao mà còn bền vững, tiết kiệm nguyên liệu. Trong tương lai, việc tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình cho các độ dày và bán kính uốn cong khác nhau, kết hợp với các công nghệ hoàn thiện bề mặt tiên tiến, sẽ giúp các sản phẩm gỗ uốn Việt Nam có đủ sức cạnh tranh trên thị trường toàn cầu, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành gia công chế biến gỗ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Từ xưa đến nay, đồ mộc và công năng đặc biệt của nó đã xuyên suốt mọi lĩnh vực của cuộc sống. Một sản phẩm mộc không chỉ đơn thuần là một sản phẩm vật chất có tính công năng đơn giản mà còn là một sản phẩm nghệ thuật vừa để thoả mãn đặc tính sử dụng trực tiếp, vừa để con người thưởng thức. Cùng với sự phát triển của tiến bộ xã hội khoa học kỹ thuật thì sản phẩm mộc cũng dần hoàn thiện mình hơn để phù hợp với nhu cầu sử dụng, xu hướng trong từng giai đoạn khác nhau. Chi tiết cong là dạng chi tiết quen thuộc trong thiết kế sản phẩm mộc, nó vừa làm cho sản phẩm hài hoà, mềm mại, tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng, vừa làm đa dạng loại hình sản phẩm.

Sự kết hợp khéo léo, hài hòa giữa các dạng chi tiết trong một sản phẩm làm tăng thêm giá trị cũng như chất lượng của sản phẩm đó. Nếu trước kia, để tạo ra chi tiết cong người ta phải vạch đường cong bằng mực trên ván, sau đó xẻ gỗ theo các đường cong đó. Phương pháp này có thể tạo ra đa dạng hình dáng sản phẩm nhưng nó lại làm giảm cường độ của chi tiết, giảm chất lượng gia công bề mặt và đặc biệt làm lãng phí nguyên liệu - một điều rất hạn chế trong nền sản xuất hiện đại. Ngày nay, sự phát triển của khoa học công nghệ đã giúp con người tạo ra các dạng chi tiết cong dễ dàng hơn bằng phương pháp uốn ép gỗ.

Với những ưu điểm như có thể dễ dàng tạo ra các dạng chi tiết cong theo ý muốn mà không làm ảnh hưởng đến cường độ của chi tiết, rất tiết kiệm nguyên liệu nên có thể nói việc tạo chi tiết cong bằng phương pháp này đang là một xu hướng phổ biến hiện nay. Ở Việt Nam, sự phát triển của công nghệ uốn ép gỗ còn rất hạn chế, các làng nghề thủ công, doanh nghiệp nhỏ thì sử dụng phương pháp xẻ ván, các cơ sở lớn hơn thì sử dụng phương pháp uốn ép ván mỏng để sản xuất. Do hạn chế về thiết bị, công nghệ nên chất lượng các sản phẩm tạo ra còn chưa cao. Chính vì thế, công nghệ này đang nhận được sự quan tâm rất lớn từ phía các 1 nhà nghiên cứu.

Máy UG- HĐ và công nghệ uốn ép gỗ nguyên là sản phẩm của công trình nghiên cứu khoa học cấp Thành phố của TS. Vũ Huy Đại và các công sự. Đề tài đã phần nào giải quyết được những hạn chế hiện nay trong công nghệ uốn ép tạo chi tiết cong như: sản phẩm có bán kính uốn cao, hình dạng đơn điệu, chất lượng còn thấp. nhưng công nghệ này còn chưa thật sự hoàn thiện, vẫn còn những vướng mắc khi áp dụng vào sản xuất.

Keo lai (Acacia Mangium Willd & Acacia auriculiformis A.) là một trong số các cây trồng chính hiện nay. Gỗ Keo lai đang được sử dụng rộng rãi để sản xuất đồ mộc. Nhìn trên quan điểm của công nghệ uốn gỗ, Keo lai có thân tương đối thẳng, tròn đều, độ cong, độ thon nhỏ, rất thích hợp để uốn. Với mục đích hoàn thiện công nghệ uốn ép gỗ nguyên trên máy UG- HĐ cho chi tiết cong ở một sản phẩm ghế cụ thể và từ đó dần dần đưa công nghệ uốn gỗ nguyên vào thực tế sản xuất.

Được sự cho phép của trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Chế biến Lâm Sản và sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Vũ Huy Đại, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc uốn gỗ Keo lai trên máy UG- HĐ đến chất lượng gỗ uốn”. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng gỗ Keo lai Keo lai (Acacia Mangium Willd & Acacia auriculiformis A.

ex Benth) là sản phẩm của sự lai tạo chéo giữa hai loại Keo thuộc chi thực vật họ đậu (Leguminose); họ phụ trinh nữ (Mimosoideae) là Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis A. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển giữa hai dòng Keo (Acacia) này xảy ra hiện tượng lai tự nhiên, kết quả tạo ra cây con lai có nhiều đặc tính, đặc trưng hình thái trung gian giữa 2 loài cây bố mẹ. Keo lai có ưu điểm về sinh trưởng, có thể tích và khối lượng nhiều hơn rõ rệt so với 2 loài bố mẹ. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Năm 1990, Pinyapysarerk đã nghiên cứu về sự phát triển của cây Keo lai cho thấy: cây Keo lai có đỉnh ngọn phát triển tốt, thân cây đơn trục và có khả năng tỉa cành tốt.

Từ đó đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu sinh trưởng của cây Keo lai và nghiên cứu ứng dụng gỗ Keo lai trong công nghiệp chế biến gỗ. Năm 1991, Cyril Pinso và Robert Nasi đã nghiên cứu về sự phát triển của cây Keo lai và đưa ra nhận xét: Gỗ của cây Keo lai là trung gian giữa gỗ của cây Keo tai tượng và Keo lá tràm, có phần tốt hơn Keo tai tượng nhưng không có sự biến động lớn. Koichi YAMAMOTO (2003) đã nghiên cứu về sự phân bố độ ẩm trong thân cây của 3 loài keo: Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tràm ở 3 quốc gia bao gồm Việt Nam, Malaysia, Nhật. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Độ ẩm thân gỗ Keo tai tượng và Keo lai rất cao không chỉ ở phần gỗ giác mà còn ở cả phần gỗ lõi.

Độ ẩm cao nhất xác định được là 253% cho cả hai loài Keo tai tượng và Keo lai. Thân gỗ Keo lá tràm có độ ẩm thấp hơn so với Keo tai tượng và Keo lai. Độ ẩm cao nhất xác định được trong gỗ Keo lá tràm là 146%. Phần lớn, nước chứa trong thân cây gỗ, đặc biệt là ở gỗ lõi của các loài cây keo, điều này gây cản trở cho quá trình sản xuất gỗ xẻ, chế biến các sản phẩm 3 gỗ.

Tình hình nghiên cứu trong nước Ở nước ta, Keo lai được Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) phát hiện và nghiên cứu từ năm 1992 tại Ba Vì (Hà Nội), Đông Nam Bộ và Tân Tạo (TP. Hồ Chí Minh). Các nghiên cứu cho thấy Keo lai có nhiều đặc trưng hình thái trung gian giữa Keo Lá tràm và Keo Tai tượng. Hiện nay, do nhu cầu sử dụng gỗ tăng nhanh cùng với đó là sự phát triển của ngành Chế biến gỗ đã làm cho vấn đề nguyên liệu và sử dụng tiết kiệm nguyên liệu càng trở nên cần thiết.

Nguồn gỗ tự nhiên ngày càng khan hiếm đã từ lâu không thể đáp ứng đủ cho nhu cầu sử dụng. Chính vì thế, các loại cây mọc nhanh rừng trồng với ưu điểm về tốc độ sinh trưởng ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học - Keo lai cũng là một trong số đó. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về cây Keo lai ở Việt Nam như: nhân giống Keo lai, xác định cấu tạo tính chất của gỗ Keo lai, nghiên cứu xử lý bảo quản, biến tính cho gỗ Keo lai, nghiên cứu sử dụng gỗ Keo lai để sản xuất ván nhân tạo, đồ mộc,… Bùi Đình Toàn (2002) khi “Nghiên cứu về đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ học, vật lý và hoá học chủ yếu về gỗ Keo lai 8-9 tuổi định hướng sử dụng ván ghép thanh”, kết quả đề tài đã khẳng định: Keo lai có khả năng sử dụng trong sản xuất ván ghép thanh và có tính chất cơ học ở độ trung bình.[5] Trần Đức Thiệp (2002) đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm gỗ Keo lai (Acacia Mangium x Acacia Auriculifomis) đến lượng thuốc thấm và độ sâu thấm thuốc XM5 bằng phương pháp ngâm thường”. Đề tài tiến hành khảo sát trong 10 ngày với 6 cấp độ ẩm: 85- 65- 55- 45- 35- 25- 15, và nồng độ thuốc bảo quản là 10%.

Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng thuốc thấm và chiều sâu thấm thuốc tỷ lệ thuận với độ ẩm khi độ ẩm lớn hơn độ ẩm bão hoà( 35%) và tỷ lệ nghịch khi độ ẩm nhỏ hơn 35%.[8] - Nguyễn Năm Phong (2008), đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu cấu tạo ván ghép thanh (dạng Glue Laminated Timber) từ gỗ Keo lai”. Kết quả 4 nghiên cứu cho thấy gỗ Keo lai bước đầu nghiên cứu tạo Glulam đáp ứng được loại GL13 (theo tiêu chuẩn kiểm tra AS/NZS 1328:2. Lĩnh vực sử dụng gỗ Keo lai a. Trong công nghiệp chế biến lâm sản và bột giấy Cây Keo lai với những ưu điểm như có cường độ và khối lượng thể tích trung bình, tốc độ phát triển tương đối nhanh, thân gỗ thẳng, gỗ tương đối sáng màu nên có thể làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến lâm sản, nhất là trong công nghiệp sản xuất ván nhân tạo.

Hiện nay, cây Keo lai là một trong những nguồn nguyên liệu chính để sản xuất ván dăm, ván LVL, ván ghép thanh, bột giấy. Các sản phẩm đồ mộc xuất khẩu sử dụng nguyên liệu gỗ Keo lai cũng đang rất được ưa chuộng trên thị trường. Chính vì thế, Keo lai được liệt kê vào danh sách cây trồng rừng chiến lược trong giai đoạn hiện nay. Trong xây dựng và khai khoáng Mặc dù mức độ sử dụng có hạn chế hơn nhưng Keo lai vẫn phần nào thể hiện được vai trò của một loài gỗ đang được trồng phổ biến hiện nay.

Tùy theo độ tuổi và đường kính mà gỗ Keo lai được sử dụng vào những mục đích khác nhau trong xây dựng như: cột chống, ván xẻ cốp pha hoặc sử dụng làm nhà ở đối với đồng bào miền núi. Trong công nghiệp khai thác khoáng sản, gỗ Keo lai cũng được sử dụng làm gỗ trụ mỏ. Tổng quan về tình hình nghiên cứu, sản xuất chi tiết cong 1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Từ những năm 1950, công nghệ uốn ép gỗ sản xuất các chi tiết cong cho các sản phẩm mộc đã được nghiên cứu và ứng dụng vào sản xuất ở nhiều nước trên thế giới như: Nhật, Nga, Mỹ, Trung Quốc.

và đến ngày nay chúng càng được hoàn thiện về cả công nghệ và thiết bị. Hầu hết các kết quả nghiên cứu đã tập trung xác định được khả năng uốn của nhiều loại gỗ và thiết lập được quy trình uốn ép gỗ cho nhiều loại sản phẩm gỗ uốn có hình dạng khác nhau như: C, U, Z, O,… dùng cho các chi tiết cong trong đồ mộc nội thất và 5 các sản phẩm mỹ nghệ, cầu, dầm trong xây làm tăng giá trị thẩm mỹ của sản phẩm, đáp ứng tốt mục đích sử dụng trên quan điểm nhân trắc học. Từ những thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 19, ở Australia đã chế tạo vành xe ngựa bằng gỗ Bạch đàn nhờ công nghệ luộn gỗ rồi đem uốn định hình trên khuôn.