Actualmente, los paneles de madera aglomerada están compuestos principalmente por productos como madera contrachapada, tableros de fibra y aglomerados, entre los cuales los tableros de fibra (tableros de fibra dura y tableros de fibra de densidad media y alta) representan más del 60% del total de paneles de madera aglomerada.

En el procesamiento posterior de los paneles de madera aglomerada, el lijado es un paso muy importante en la fabricación de estos materiales. En las etapas iniciales del desarrollo de los paneles, las materias primas utilizadas eran extremadamente económicas, por lo que la mayoría de las fábricas de procesamiento no reciclaba el polvo de lijado, sino que simplemente lo desechaba o lo acumulaba en montones. Con el rápido crecimiento de la industria de paneles de madera aglomerada, la demanda de materias primas aumentó significativamente. Para reducir los costos de producción, el sector de procesamiento de paneles ha intentado aprovechar el polvo de lijado generado durante el proceso, lo que permitiría disminuir directamente el consumo de materias primas entre un 10% y un 20%. Sin embargo, las partículas de arena presentes en el polvo de lijado causan daños difíciles de eliminar en las cintas abrasivas de grosor constante, lo que se ha convertido en un obstáculo prácticamente insuperable para su reciclaje. Además, fenómenos como la desarenado y el pegado de la cinta también afectan gravemente la vida útil de estas herramientas abrasivas.

Desde la media alta Tablero de densidad El lijado requiere abordarlo, evaluando diferentes abrasivos en rangos medios y altos. Tablero de densidad Se analizó el efecto de la abrasión durante el lijado, estudiando cómo influyen el tipo y la proporción del abrasivo, así como la densidad de inserción de las partículas abrasivas, en el rendimiento de corte de las bandas abrasivas, y se analizó también el proceso de desgaste de la banda.

Características y requisitos del lijado de paneles de densidad media y alta 1

El lijado de paneles de madera aglomerada se divide en lijado de grosor constante y lijado fino. Actualmente, la banda abrasiva más utilizada es la de poliéster con carburo de silicio. Generalmente, durante el proceso de lijado, es necesario eliminar entre el 10% y el 20% del espesor del panel, lo que genera una gran cantidad de polvo de lijado. Además, debido a la alta presión ejercida durante el lijado grueso, es común que aparezcan problemas como el pegado de la banda o su quemado. Dado que el polvo de lijado contiene partículas abrasivas que se desprenden durante el proceso, su reutilización puede provocar localmente la pérdida parcial del abrasivo en la superficie de la banda, dando lugar a defectos de lijado: surcos lineales sobresalientes. Actualmente, las bandas convencionales de carburo de silicio no solo tienen una vida útil corta, sino que también son propensas a generar estos defectos de lijado. Por lo tanto, resulta necesario reconsiderar y rediseñar completamente las bandas abrasivas empleadas en el lijado de grosor constante para paneles de media y alta densidad.

2 Diseño de productos

Actualmente, la cinta abrasiva de espesor constante más popular y utilizada en el mercado es la de carburo de silicio sobre tela de poliéster. Para resolver el problema de la pérdida total del abrasivo de carburo de silicio en los paneles de alta densidad durante el proceso de rectificado (que incluye polvo recuperado del lijado), hemos optado por fabricar cintas abrasivas de espesor constante con un abrasivo de zirconia corindón, que ofrece alta tenacidad y fuerte capacidad de corte, llevando a cabo experimentos comparativos para evaluar su rendimiento en el rectificado.

2.1 Selección de abrasivos

En el experimento de comparación, se utilizaron respectivamente abrasivos de zirconia corindón y carburo de silicio con granulometría P36, cuyos requisitos e indicadores técnicos son los siguientes:

(1) Requisitos de abrasivos

El abrasivo es uno de los tres elementos principales de las herramientas abrasivas adheridas, constituyendo los "dientes" indispensables de estas herramientas y siendo el factor principal que permite a las cintas abrasivas tener funciones de corte, pulido y acabado. El abrasivo en sí mismo debe cumplir ciertos requisitos básicos, como cierta resistencia, dureza, tenacidad, estabilidad físico-química, hidrofilia y autoafilado.

La composición química del abrasivo es el factor fundamental que determina su calidad: un producto selecciona el abrasivo de carburo de silicio comúnmente utilizado en el mercado, presentando desventajas como alta fragilidad y escasa tenacidad, lo que hace prácticamente imposible adaptarse ya a las exigencias de molienda gruesa de los paneles HDF que contienen una mayor cantidad de polvo de lijado. Por otro lado, otro producto opta por el abrasivo de zirconia corindón. Utilizamos este abrasivo para la molienda gruesa debido a su excelente tenacidad y gran afilado. El abrasivo de zirconia corindón se divide en dos tipos: uno con un 25% de óxido de zirconio en masa, y otro con un 40% de óxido de zirconio en masa. Como abrasivo destinado a herramientas abrasivas adheridas, generalmente se elige el segundo. Tras un proceso especial de fundición y procesamiento, presenta una elevada tenacidad y autoretención; además, tras ser tratado mediante aplicación electrostática, mejora significativamente el efecto del arenado electrostático.

(2) Composición química del abrasivo

La composición química del abrasivo de carburo de silicio (conforme a la norma industrial GB/T2480-2008[l]) se muestra en la Tabla 1.

(3) Composición granulométrica

El carburo de silicio y el zirconio corindón con granulometría P36 cumplen con la norma GB/T 9258.2-2008 «Análisis de granulometría de abrasivos para herramientas abrasivas adheridas, Parte 2: Determinación de la composición granulométrica de granos gruesos P12-P220».

2.2 Burkina Faso

Elige una base de tela de poliéster pesada para garantizar la estabilidad dimensional del producto durante el lijado con espesor controlado.

2.3 Agente aglutinante

Debido a que la presión de lijado para dar espesor en paneles de densidad media y alta es considerablemente alta, se eligió una resina fenólica especializada en carga pesada como agente aglomerante.

2.4 Proceso de fabricación del producto

Buki desenrolla, imprime la marca, aplica pegamento de base, planta arena por gravedad, planta arena mediante electroestática, pre-secado, aplica adhesivo de recubrimiento, secado principal, enrolla, cura, deja reposar, dobla y humedece, deja reposar y finalmente realiza inspección del bobinado.

2.5 Selección de densidad de arena para plantar

La densidad de colocación de abrasivos en herramientas abrasivas adheridas se clasifica en densidad alta y densidad baja. La densidad alta se refiere a una cobertura del 70% al 100%, mientras que una cobertura del 40% al 70% corresponde a densidad baja. La densidad de colocación de abrasivos en herramientas abrasivas adheridas se define como el peso de granos abrasivos contenidos en una unidad de área, cuya unidad es g/m². Cuando la superficie de la herramienta abrasiva adherida está completamente cubierta con material abrasivo, la densidad alcanza el 100%.

Los productos de abrasivo en esparcimiento se utilizan principalmente para el rectificado de productos de madera y algunos materiales metálicos blandos. Al emplear abrasivos en esparcimiento, los espacios entre los granos abrasivos son más amplios, lo que favorece una buena evacuación de virutas y evita que la superficie de la cinta abrasiva se obstruya fácilmente. De este modo, los granos permanecen siempre afilados, lo que aumenta notablemente la vida útil de rectificado de la cinta abrasiva.

El material principal de los paneles de densidad media y alta es el polvo de madera, junto con resina de urea-formaldehído. Teniendo en cuenta las características materiales de estos paneles, se selecciona una densidad de arena plantada del 70%, lo que evita tanto la obstrucción y quemaduras durante el proceso de lijado con cinta de arena, como también prolonga la vida útil del producto.

2.6 Diseño de otros parámetros de fabricación

La fabricación de grandes rollos de herramientas abrasivas adheridas con ambos tipos de abrasivos sigue otros parámetros, siguiendo el proceso habitual de nuestros productos de tela Y, por ejemplo, secado en cámara a baja temperatura, bobinado térmico, curado en horno durante un período breve y procesos como el doblado a 90 grados, entre otros, para una producción equivalente.

3 Pruebas y análisis comparativos de productos

3.1 Comparación de pruebas de laboratorio

Una vez fabricados los dos tipos de cintas abrasivas en rollos grandes, se llevaron a cabo pruebas comparativas de rectificado utilizando la máquina de ensayo de rectificado con plato de arena ya disponible en la empresa, evaluando tanto la cinta de carburo de silicio como la de zirconia-corindón.

(1) Equipo de experimentación

Se realiza la prueba utilizando el equipo de ensayo de resistencia al desgaste JS53-C con lija de tela (fabricado por el Instituto de Investigación en Abrasivos y Molienda de Zhengzhou).

(2) Comparación de condiciones experimentales y resultados de prueba

Las condiciones experimentales para el rendimiento de rectificado con herramientas abrasivas adheridas se muestran en la Tabla 3, y los datos comparativos de los resultados del rectificado con dos cintas abrasivas se presentan en la Tabla 4.

A partir de los datos de rectificado mencionados anteriormente, se puede observar que: la cantidad de material eliminado con la cinta de corindón-zirconia es más del doble que con la cinta de carburo de silicio; y la relación de rectificado es 2,4 veces mayor que en la cinta de carburo de silicio.

3.2 Comparación de pruebas de fabricantes de MDF

(1) Situación del experimento

Se realizó un experimento en una planta de procesamiento de tableros de fibra media en Jining, Shandong. Las dimensiones del muestrario de cintas abrasivas son: 1350 mm × 2800 mm. La línea de producción de estos tableros de densidad cuenta con un total de 8 bastidores de lijado, con una velocidad de entrada de chapa de 25 m/min y unas dimensiones de chapa cruda de 25 mm × 1500 mm × 2500 mm. Bajo la condición de garantizar la calidad de la superficie de los paneles, se controla la corriente durante el proceso de rectificado; la combinación específica de cintas abrasivas y el control de corriente se detallan en la Tabla 5.

(2) Datos y análisis experimentales

Tras realizar pruebas de seguimiento, se llevaron a cabo un total de 3 conjuntos de experimentos comparativos, cuyos datos específicos se muestran en la Tabla 6.

A partir de los datos anteriores se puede observar que: la cinta de zirconia-corindón, al utilizarla en el proceso de lijado para dar espesor a paneles de alta y media densidad, no solo mejora significativamente la calidad superficial del panel, sino que también aumenta sustancialmente la vida útil de la cinta, mejorando entre un 200% y un 400% aproximadamente en comparación con las cintas de carburo de silicio.

4 Conclusiones

(1) Las cintas abrasivas fabricadas con abrasivo de zirconia corindón en lugar del abrasivo de carburo de silicio, utilizadas en el proceso de lijado grueso para dar espesor a paneles de densidad media y alta, pueden aumentar la vida útil en aproximadamente un 200% a un 400%.

(2) El zirconio-corindón tiene buena tenacidad y alta resistencia al impacto; sustituye al carburo de silicio como abrasivo para el lijado grueso y la rectificación de espesores en paneles de densidad media y alta, evitando fácilmente la pérdida de partículas (caída completa), lo que mejora la calidad del lijado de estos paneles y aumenta la eficiencia en el uso del polvo abrasivo.

(3) Los abrasivos de zirconia-corindón son más costosos; sin reducir la vida útil de las cintas abrasivas, se puede comenzar mezclando otros abrasivos con mejor relación costo-beneficio, lo que permitirá disminuir los costos de producción, aumentar la rentabilidad global de las cintas de zirconia-corindón y ampliar así su alcance en el mercado.