Главная городская газета

Ковать древесину

Петербургские ученые изобрели принципиально новый способ делать дерево тверже в полтора – три раза

1648
Каждый день
свежий pdf-номер газеты
в Вашей почте

Бесплатно
Последние материалы Общество

Сон за госсчет

ООО «Новое поколение», успешно проработавшая 23 года структура, занимавшаяся социальной реабилитацией трудных подростков, оказалась на грани закрытия... Читать полностью

Страна Героев

Сегодня Россия уже в десятый раз отмечает День Героев Отечества. Он был учрежден только в 2007 году, но своими корнями восходит к Дню георгиевских кавалеров, существовавшему в России со времен Екатерины II. Читать полностью

До встречи на Всемирном фестивале молодёжи и студентов в 2017 году

Четвертый Петербургский международный молодёжный форум прошел в отеле «Park Inn by Radisson Прибалтийская» 2 и 3 декабря 2016 года. Форум был организован Комитетом по молодёжной политике и взаимодействию с общественными организациями Санкт-Петербурга. Читать полностью
Ковать древесину | ФОТО предоставлено «Инлаб-ультразвук»

ФОТО предоставлено «Инлаб-ультразвук»

России на нехватку лесов грех жаловаться, но все же: деревьев твердых пород у нас не изобилие. У липы средняя плотность, по Бринеллю, – 1,8, у осины – 1,8... Можно и не знать, кто такой Бринелль (шведский инженер, 1849 – 1925; предложил метод определения твердости); достаточно сказать, что у дуба, по Бринеллю, показатель 3,7, а с дубом в стране не так богато. Сосна есть, за Уралом и в Сибири лиственницы много (у них твердость – 2,5; 2,6). Но лиственница, к примеру, дорогая и до дуба ей тоже далеко. Вот чего полно, так той самой «мягкой» осины. Однако оказалось – ее поверхность можно сделать тверже дубовой, а если и дуб обработать, то его твердость станет сопоставимой с красным деревом.

– Вообще-то способов модификации древесины множество, – говорит Алена Вьюгинова, кандидат технических наук, преподаватель ЛЭТИ. – Другой вопрос, что все они очень сложные, дорогостоящие, энергозатратные. Например, недостаточно спрессовать дерево, нужно еще и закрепить эффект, скажем, обработав древесину аммиаком или пропитав мочевиной. Это к тому же не очень экологично.

Свою технологию ученые назвали «кованая древесина», причем «куют» ультразвуком. На своем сайте разработчики поясняют: «Ковка – это процесс изменения внутренней структуры и свойств металла посредством механического и температурного воздействия. В нашем случае речь идет о схожем процессе изменения свойств поверхности древесины за счет механического и ультразвукового воздействия».

По словам Алены Вьюгиновой, идея возникла «частично случайно, как в большинстве открытий».

Лет десять назад ЛЭТИ и фирма «Инлаб-ультразвук» экспериментировали с сушкой древесины при помощи ультразвука. И попутно получили на древесине маленькое пятнышко: ровное, глянцевое. Замерили твердость: ничего себе, плотность поверхности сосновой доски повысилась втрое!

Пытались развивать технологию, но с нуля построить опытный образец станка для обработки древесины очень дорого.

Деньги пришли от государства: в 2011-м разработчики подали на конкурс Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, на программу «Умник-на-СТАРТ».

– Я к тому времени закончила институт, поступила в аспирантуру и уже участвовала в программе «Умник» этого фонда, как раз по технологии ультразвуковых излучателей, – рассказывает Алена Вьюгинова, человек вообще опытный в получении грантов. Аспиранткой выигрывала гранты от Американского акустического общества – «деньги символические, зато диплом красивый».

На выигранный по программе «Умник-на-СТАРТ» 1 млн рублей сделали новый макет оборудования, получили первые образцы, подтвердили эффект и подали на конкурс того же фонда «СТАРТ-2», на сей раз на 2 млн рублей, с условием софинансирования. Выиграли.

– Преимущества технологии очевидны: когда человеку, который занимается деревообработкой, говоришь про повышение твердости в полтора – три раза, ему больше ничего не нужно объяснять, – комментирует Алена. – Технология применима в принципе везде, где нужно твердое дерево, и в первую очередь – в изготовлении напольных покрытий. Квадратный метр массивной дубовой доски стоит 2,5 – 3 тысячи рублей, а та же доска из осины – 600 – 800 рублей. А стоимость ультразвуковой обработки квадратного метра древесины всего 60 – 70 рублей.

Специалисты Лесотехнической академии сделали микрофотографии срезов обработанной ультразвуком древесины. Позвонили создателям технологии: «обнаружилось кое-что удивительное, надо поговорить...»

Оказалось, уплотняется не только верхний слой (примерно на миллиметр); ультразвук и в глубине уплотнял мягкие участки, при этом не трогая участки твердые.

– Ну это понятно: ультразвук – волновой процесс, – поясняет Вьюгинова. – Вообще по древесине тут не одну диссертацию защитить можно. Мы, к примеру, знаем, что уменьшается впитываемость обработанной древесины, но насколько – пока не исследовали. А уменьшение впитываемости – это уменьшение расхода лакокрасочных покрытий. Один из потенциальных заказчиков нам сказал: мне не твердость нужна, а вот если вы мне на 20% снизите расход лака и краски... Или еще одно направление: известно, что ультразвук убивает большинство видов бактерий и грибов, то есть происходит обеззараживание – это тоже нужно изучать.

Вьюгинова не специалист по древесине. Она, повторим, специалист по ультразвуку. Кандидатская посвящена расчетному проектированию ультразвуковых волноводов. Это та самая часть станка, которая контактирует с поверхностью древесины и делает ее более твердой.

Спрашиваю, можно ли это ноу-хау перенять или, говоря по существу, украсть. Отвечает:

– Получить маленькое пятнышко на опытной установке – это не то же самое, что получить трехметровую доску, с двух сторон обработанную. Почему разработка технологии и заняла десять лет. Перейти от лабораторных результатов к промышленным – известная стандартная сложность, а тут еще и много нюансов в самой технологии. Чем больше размер волновода, тем сложнее его проектировать, а у нас размер большой, сейчас мы можем обрабатывать пиломатериалы до 135 мм шириной, при этом волновод способен выдерживать значительные нагрузки. Кроме того, в конструкции станка применены уникальные по своим свойствам ультразвуковые преобразователи.

Технология пока на стадии выхода на рынок (с поправкой на нынешнюю заторможенность в бизнесе и экономике). Команда – шесть человек; технопарк ЛЭТИ помогает консультациями. Опытный образец оборудования установили на арендованной площадке в ЛОМО («Для заказчика станок сделаем красивее. Как в анекдоте, знаете: «Сам вижу, что синхрофазотрон; почему не покрашен!»). Планируют продавать не только станки, но и для наглядного примера запустить небольшое производство напольных покрытий.

– Без государственной поддержки трудно было бы что-то сделать, – считает Алена Вьюгинова. – Вот все жалуются: сидим на нефтяной игле! Это понятно. Но я вижу, что и поддержка инноваций не пустой звук. Мы это не только по себе видим: в конкурсе участвовали много людей, у них запущено производство, они малые инновационные предприятия открывают. Технопарки поддерживают молодых ребят, те создают фирмы, рабочие места... И, в конце концов, мы гордимся, что эта технология разработана именно в России.


Эту и другие статьи вы можете обсудить и прокомментировать в нашей группе ВКонтакте

0115