Search

Machine strength grading of structural timber is in general based upon statistical relationships between bending strength and other timber properties (so called indicating properties). The overall aim of the research presented in this report was to investigate the possibility of obtaining a better understanding of such relationships using a contact-free deformation measurement technique based on digital image correlation (DIC). A sample of nine Norway spruce (Picea abies) side boards of narrow dimensions was tested in tension according to the European Standard EN 408. Deformations and strain fields along flatwise board surfaces were simultaneously determined using two master-slave connected DIC measurement systems. Each system performed a separate measurement project measuring slightly more than 50 % of the measurable length of each board and the results were combined, visualized and evaluated as one project using specific DIC software. The objectives were to investigate the possibility of identifying strain fields on timber pieces of narrow dimensions by use of multi-system measurements, to analyze the strain field distribution, and to investigate the possibility of determining local modulus of elasticity (MOE) using deformations and strain fields occurring on board surfaces. The results show that longitudinal strain fields can be useful for identification of areas with reduced stiffness and that lateral board displacements, measured by the DIC systems, can be applied for identification of local defects. Promising results were also achieved as regards local MOE determination on the basis of strain field measurements. Maskinell hållfasthetssortering av konstruktionsvirke baseras i allmänhet på statistiska samband mellan böjhållfasthet och andra virkesegenskaper (s.k. indikerande egenskaper). Det övergripande syftet med den forskning som redovisas i denna rapport var att undersöka möjligheten att uppnå bättre förståelse för dessa samband genom användning av beröringsfri deformationsmätning baserad på digital bildkorrelation (digital image correlation, DIC). Ett stickprov bestående av nio smala och tunna sidobrädor av gran (Picea abies) utsattes för dragprovning i enlighet med Europastandarden EN 408. Samtidigt användes två parallellkopplade beröringsfria DIC-mätsystem för att bestämma de deformationer och töjningsfält som uppstod längs brädornas flatsidor. Genom att parallellkoppla mätsystemen kunde två separata mätprojekt utföras samtidigt där respektive mätsystem mätte drygt 50 % av den totala mätbara längden av respektive bräda. Med hjälp av mjukvara specifik för mätsystemen kunde resultaten från de två mätprojekten sedan kombineras, visualiseras och analyseras som ett gemensamt mätprojekt omfattande respektive brädas hela mätbara längd. Forskningens mål var att undersöka möjligheten att mäta töjningsfält på smala virkesstycken med hjälp av två parallellkopplade mätsystem, att analysera töjningsfältens fördelning, och att utvärdera möjligheten att utnyttja deformationer och töjningsfält på brädornas flatsidor för beräkning av lokal elasticitetsmodul. Resultaten visar att longitudinella töjningsfält kan användas för identifiering av områden med reducerad styvhet och att deformationer som uppstår i brädornas styva riktning kan utnyttjas för identifiering av lokala defekter. Lovande resultat erhölls också när det gäller möjligheten att bestämma lokal elasticitetsmodul med hjälp av uppmätta töjningsfält.

Denna studie syftar till att utgöra underlag och förslag till utformningen av statistikrapporter till WoodEye’s nya statistikdatabas som ingår i WoodEye 5. WoodEye 5 lanserades på Lignamässan i Hannover, 30 maj- 3 juni 2011. Förslagen har sin grund i kvalitativa intervjuer med ett urval av Innovativ Vision AB’s kunder, som tidigare visat intresse i frågan. Innovativ Visions kunder finns inom träbearbetningsindustrin, och uppvisar stora variationer i verksamhetsområde. Därför ska den nya statistikdatabasen präglas av en större valfrihet och flexibilitet, för att ett specifikt företag ska kunna göra de produktionsuppföljningar som är lämpliga för ändamålet. I slutet av 1960-talet påbörjades utvecklingen av automatisk virkessortering, eftersom detta skulle medföra en högre kapacitet och en jämnare avsyning i träbearbetande företag. En större mängd produkter kan tillverkas och fler sorteringsregler kan tillämpas samtidigt vid automatisk virkesavsyning jämfört med manuell avsyning. På senare år har även träindustrin påverkats av olika produktionsfilosofier, exempelvis resurssnål produktion. Detta medför att arbetet med kvalitetsteknik får en mer betydande roll i träbearbetande företag. Eftersom trä är ett heterogent material, är kvalitetsoptimering en komplex aktion. Därför har man börjat förespråka idén om rätt kvalitet för rätt ändamål, istället för att tala om hög och låg kvalitet. Innovativ Vision har sina rötter i den datorbaserade bildbehandlingen som bedrevs med stor framgång vid Linköpings universitet under 1980-talet. I slutet av 2011 beräknas den femte generationen WoodEye vara i drift, och i dagsläget finns tre tillhörande mjukvaruoptioner; Sorter, CrossCut och Parquet & Flooring. Sorter är en sorteringsoption, CrossCut är en kapoptimeringsoption och Parquet & Flooring är en sorteringsoption med förbättrad avsyning av färgvariationer i virket. I intervjuerna framkommer att de uppföljningar som referensföretagen utför idag är personal-, tillgänglighets-, och leverantörsuppföljningar samt hur den faktiska produktionen förhåller sig till den kalkylerade produktionen. Det finns stora variationer i uppföljningsverksamheten mellan företagen. Tre företag utför leverantörsuppföljningar och dessa anses vara de som har bäst rutin på uppföljningar. För optimalt genomförda uppföljningar av råvaran krävs en utvecklad defektstatistik, en funktion i statistikdatabasen som skulle innebär ett stort mervärde för kunderna. Det är framför allt kunder som använder WoodEye CrossCut som efterfrågar defektstatistik. Det beror sannolikt på att ingen motsvarighet till WoodEye Sorter’s nedklassningsstatistik finns till denna kapoptimeringsoption. I WoodEye 5 kommer trendstatistik genereras. Trendstatistiken blir ett verktyg för att avgöra hur det ögonblickliga produktionsutfallet förhåller sig till produktionsutfallet över tiden. Bland referensföretagen råder delade meningar om hur trendstatistiken kommer att användas; en del företag tror sig vilja göra uppföljningar baserat på informationen, medan andra enbart vill tillämpa den som ett stöd då WoodEye är i drift. This study aims to provide support and suggestions for the design of statistical reports to WoodEye's new statistical database based on interviews with a sample of customers of Innovativ Vision AB. The new databas will be developed because of the improved fifth generation WoodEye 5, that will be in operation in late 2011. The customers varies widely in scope, and therefore the new statistical database should be characterized by a greater freedom of choice. Automatic sorting of wood panels imply a higher capacity and a smoother inspection. A greater variety of products can be produced, and a larger amount of sorting rules can be applied to automatic inspection of wood than in the case of manual inspection. The interviews reveal that there are wide variations in follow-up activities between the companies. The follow-ups the reference companies perform today are primarily whether the actual production is related to the deferred production, personnel monitoring, availability monitoring and supplier monitoring. Many of the companies demand some kind of defects statistics, for optimal follow-up of the raw material.

I denna rapport redovisas olika utvecklingssteg som har genomgåtts för att utveckla processen för massivträböjning och för att ta fram ett nytt pressverktyg för massivträböjning i kombination med HF-uppvärmning (HF=högfrekvens) vid Kinnarps fabrik i Skillingaryd. Utvecklingen av verktyget har genomförts för ett armstöd av bok eller björk, tillhörande en stol benämnd Arcus. Processen för massivträböjning i kombination med HF-uppvärmning innefattar de olika stegen från det att stocken sågas, basas, torkas och kapas till ämnen vid ett externt sågverk, till konditionering av ämnena, själva böjningsoperationen, samt efterföljande lagring, slutbearbetning till färdigt armstöd och ytbehandling som sker vid Kinnarps i Skillingaryd. I denna rapport behandlas enbart böjningsoperationen, som innefattar styrning av HF-fältet för styrning av temperatur och fuktkvot hos ämnena, utformning av verktygen som skall ge ämnet den slutliga formen, samt skador och kassationer. Problem som har identifierats hos böjningsoperationen är hög kassation av ämnen på grund av dragbrott och buckling (upp till 35 % av ämnena har kasserats), överslag i HF-fältet vilket medfört att ämnen eller verktyg förstörts och att processen inte kunnat fullföljas, samt felaktig form hos de böjda ämnena vilket försvårat/omöjliggjort den fortsatta bearbetningen. Skillnaden i resultat mellan att böja träslagen bok och björk har också varit påtaglig. Målet med det arbete som redovisas i denna rapport har varit att förbättra böjningsoperationen till den grad att den totala kassationen för processen blir under 5 % vid kontinuerlig industriell drift, samtidigt som processen är stabil (inga överslag i HF-fältet) och lättarbetat för operatörerna. Ett nytt verktyg har tagits fram och trimmats in i samordning med systemets HF-värmning och den övriga processen. Efter att processen har varit i industriell drift under mer än 6 månader har den totala kassationen av ämnen varit lägre än 1 %. En jämförelse med konventionella metoder för massivträböjning (alt. inköp av böjda ämnen) visar att den nya processen kan få fram ämnen till halva kostnaden. Vid en produktion av 600 ämne per 8 timmars skift medför detta en besparing med storleksordningen 1,5 MSEK per år och skift. Den reducerade kassationen vid den nya böjprocessen från i medeltal 21 % till under 1 % medför för motsvarande produktionsvolym en besparing på i storleksordningen 500 000 SEK per år och skift. Projektet visar att genom målmedvetet produktivitetsarbete, är det möjligt för svensk produktion konkurrera med produktion i lågkostnadsländer. Detta gäller inte enbart för högteknologiska produkter, utan även för så pass enkla produkter som böjträ.

I den nu genomförda undersökningen har klimatet, dvs. temperaturen och den relativa luftfuktighet, bestämts vid tre för produkten väsentliga platser i produktionslokalen hos ett formpressningsföretag, nämligen i: Fanerlagret Torken Presshallen Temperatur och relativ luftfuktighet har loggats med logger Tinytag Ultra 2 vid dessa platser under perioden oktober 2005 till juni 2006. Följande slutsatser har kunnat dras: I fanerlagret har RF under den period mars-juni 2006 legat på en nivå som motsvarar en jämviktsfuktkvot på 7,5-12 % vid 20°C. Detta innebär att problem kan uppstå vid limningen (HF) och torkning av faneren är därmed att rekommendera. Torkning av faneren är att rekommendera med tanke på variationen i leveransfuktkvot hos faneren och att faneren lagras i buntar som medför att en fuktutjämning går mycket långsamt. Torken fungerar tillfredsställande och det klimat som denna var inställd på under mätperioden bör ge en slutfuktkvot hos faneren mellan 2,5 % och 4,1 %. Klimatet i presshallen varierar i samklang med utomhusklimatet. Det innebär att under vintrar med minusgrader och regnfattiga vårar så kommer klimatet i lokalen att motsvara ca 5 % jämviktsfuktkvot. Under övrig tid på året kommer produkter som förvaras i lokalen att fuktas upp mot 8-10 % fuktkvot. Ur aspekten fanerens fuktkvot, så bör presshallen och fanerlagret inte förses med en befuktningsanläggning. Snarare bör det ordnas så att fanerens fuktkvot har möjlighet att utjämnas mot en lägre nivå.

När trä används utomhus, spelar det någon roll för åldrandet av virket hur det har sågats i förhållande till årsringarna? Undersökningar av furu- och granytor, som exponerats utomhus under flera år, visar att den exponerade ytans förhållande till årsringarna har betydelse för sprickbildningen. Virke med stående årsringar spricker betydligt mindre än virke med liggande årsringar.

I denna rapport belyses några exempel på hur träkedjan, d v s värdekedjan av trämaterial från sågverk till bygge, fungerar idag för tre olika byggsystem med trä; modulbygge med fabriks­byggda lägenhetsmoduler, påbyggnad av befintligt bostadshus, samt en konventionell pelar­balkkonstruktion i trä. Fallstudier har genomförts i olika skeenden vid pågående byggprojekt med dessa system. Syftet med undersökningen har varit att ta fram kunskap om hur företagen i träkedjan skall formera sig och samarbeta i framtiden för att kunna möta den nya byggmarknadens växande behov av helhetslösningar när det gäller leveranser av produkter och system till byggarbetsplatserna. Fallstudierna visar att sågverkens positionering i värdekedjan varierar mycket, från att vara en passiv leverantör av trä till ett mer eller mindre okänt byggprojekt, till en aktiv aktör som påverkar den konstruktiva utformningen av byggnaden. För det senare fallet krävs närvaro i byggprocessens tidiga utredningsfas då oftast endast beställare och arkitekter är aktiva och där de för byggnadens utformning viktiga besluten tas. För att användningen av trä skall öka i byggandet behöver träkunnandet förbättras i alla led. Entreprenörerna behöver också få förtroende och rutiner för träbyggande. För att möta byggmarknadens förändrade krav på underleverantörerna behöver företagen i träkedjan: - kunna leverera systemkomponenter som kan monteras samman till färdigt hus, antingen på fabrik eller direkt på plats, - vid behov kunna leverera dessa komponenter mot långsiktiga kontrakt och med hög precision, snäva måttoleranser, samt med specificerad fuktkvot och fuktkvotsspridning, - utveckla sina produkter och integrera framåt i värdekedjan i nära samverkan med de parter som skall producera och utnyttja byggobjekten. Konstruktiva lösningar i trä oberoende om det är element, volymer eller systemkomponenter, måste vara enkla att tillämpa. De senaste åren har visat på en stark utveckling av system för byggande i trä, t ex limmade skivor från Martinsons i Bygdsiljum eller Trälyftets patenterade treskikts element. Även volym- och elementtillverkare med ett mer traditionellt angreppssätt har utvecklat sina system. Ju mer dessa system kan utvecklas mot enkla bygg/montagesystem med lösningar för knutpunkter och anslutningar, ju bättre är förutsättningarna för ökad användning av trä i byggandet. Marknaden kommer dock inte att enbart välja system på grund av teknik, utan vill kunna jämföra pris mot erbjuden prestation. Den som kan presentera sitt erbjudande mest effektivt kommer att bli vinnare.

Denna rapport beskriver ett nytt produktionskoncept för tillverkning av högkvalitativa träkomponenter och skivor av massivt trä från barr- och lövträ. Konceptet, som benämns PrimWood-metoden, resulterar i ett kvistfritt virke med stående årsringar. Det sågade virket har antingen ett rektangulärt eller ett triangulärt tvärsnitt och benämns Rektangel respektive Trekant. Dessa två virkesformer vidareförädlas till ämnen, komponenter och skivor. PrimWood-metoden medför både en betydande kvalitetshöjning jämfört med virke framtaget med konventionella metoder (hårdare yta, formstabilare material, sprickfri yta, enklare och snabbare bearbetning, mindre spill samt en jämnare ytbehandling) och nyvunna estetiska egenskaper (t.ex. jämn textur, kvistfria ytor, dekorativa fingerskarvar). PrimWood-metoden förbättrar också råvaruutbytet, vilket är positivt ur miljöhänseende på grund av att ett högre utnyttjande erhålls av en förnyelsebar råvara. Volymutbytet vid framtagning av de olika produkter som PrimWood-metoden resulterar i har studerats ingående, både teoretiskt och experimentellt under industriella förhållanden. För furu kan volymutbyten i olika förädlingssteg sammanfattas som: Sågning, från stock till torkat och justerat virke 56 % Kvistfria ämnen från Rektangel 75 % Kvistfria skivor från Rektangel (Panel) 52 % Kvistfria ämnen från Trekant (Romb) 73 % Kvistfria skivor från Trekant (Prisma) 53 % Volymutbytet för ämnen och skivor är här beräknat med avseende på ingående volym sågad och torkad Rektangel respektive Trekant. Råvarans kvalitet och geometriska form är naturligtvis avgörande för vilka volymutbyten som kan erhållas för processen. De ovan angivna volymutbytena får alltså endast ses som riktvärden vid förädling av svensk furu. This report describes a new production concept for manufacturing of high quality boards, components and panels from softwoods and hardwoods. The concept, named the PrimWood Method generates knot-free boards, components and panels with vertical annual rings. The cross sections of the boards are either rectangular or triangular, called Triangle and Rectangle. These two products are further processed to components and panels. The PrimWood Method increases the quality of the wood, compared to wood processed with traditional methods (harder surface, increased shape stability, freedom from cracks, easier and faster processing, less waste and a more even finishing). The wood is also given new aesthetical characteristics (e.g. even texture, knot-free surfaces and decorative finger-joints). The PrimWood Method also improves the raw material utilization, with resulting positive environmental effects, since a renewable resource is utilized more efficiently. The volume yield when manufacturing different products from the PrimWood Method has in this report been studied, both theoretical and experimental during industrial conditions. For pine (Pinus sylvéstris L.) the volume exchange in different processing stages may be summarized as follows: Sawing, from log to dried wood 56 % Knot-free boards from Rectangle 75 % Knot-free panels from Rectangle (Panel) 52 % Knot-free boards from Triangle (Rhomb) 73 % Knot-free panels from Triangle (Prism) 53 % The volume yield for boards and panels are determined from incoming volume sawn and dried Rectangle and Triangle. The quality and the geometrical form of the raw material are crucial for the obtained volume yield from the manufacturing process. The volume yields described above are to be seen as guiding values, when processing pine from Sweden.

One of the most important parameters affecting the durability of wood linings for outdoor exposure is the amount of surface checks that are initiated already in the sawing procedure. The main object of this project is to test the durability under outdoor exposure of wood sawn according to two different sawing patterns. Conventional sawing exposes tangential surfaces, whereas the star-sawing method gives radial surfaces. The development of cracks and changes in appearance have been investigated on radial and tangential surfaces of pine (Pinus sylvestris L.) and spruce (Picea abies Karst.) which have been exposed outdoors for 61 months. The annual ring orientation was the most important factor affecting crack development on weathering. The type of wood and the impregnation treatment had only a marginal effect on the crack development. After 61 months of outdoor exposure, the tangential surfaces of pine had 1.7 – 2.2 times greater total crack length per unit area than the corresponding radial surfaces. In spruce, the total crack length on the tangential surfaces was 2.2 – 2.6 times greater than that on the radial surfaces. Tangential surfaces of both pine and spruce have a lager number of cracks per unit area and wider cracks than are found on the corresponding radial surfaces. Tangential and radial surfaces show the same colour change as a result of weathering.