ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТРОЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ

Лазерная резка является одним из актуальных направлений обработки древесины и древесных материалов. В статье приводится краткий анализ работ в области лазерной обработки древесины и древесных материалов. Представлены результаты экспериментальных исследований применения нового квазинеразрушающего метода для прогнозирования физико-механических свойств и строения древесины на основе лазерной резки. Предлагаемый метод основан на лазерной резке (обработке) древесины или древесного материала и анализе параметров поверхности обработки. На основании сравнительных тестов образцов древесины сосны (Pinussylvestris L.) и бука (Fagussylvatica L.) методами лазерной резки, измерения сопротивления сверлению и рентгенографии получены модели взаимосвязи глубины удаления древесины лазером и мощности сверления тонким буровым сверлом (R²=0.90), а также взаимосвязи рентгенографической плотности с глубиной удаления древесины лазером (R²=0.89). Метод, основанный на использовании лазеров для резки и сканирования поверхности обработки с целью прогнозирования физико-механических свойств древесины, имеет ряд преимуществ по сравнению методом измерения сопротивления сверлению, связанных с отсутствием влияния на точность измерений геометрии режущего инструмента, степени затупления его режущих кромок, а также трения хвостовика тонкого бурового сверла. Определены основные направления совершенствования метода прогнозирования физико-механических свойств и строения древесины на основе лазерной резки.

Ключевые слова: неразрушающий контроль, физико-механические свойства древесины, методы исследования свойств древесины, плотность древесины, лазерная резка, измерение сопротивления сверлению

PREDICTION OF WOOD DENSITY BY THE NEW LASER CUTTING METHOD

Luser cutting is one of the important areas of wood and wood materials processing. The article gives a brief analysis ofpublished results in the field of wood and wood materials laser cutting. The objective of the research was to give a practical assessment of a new method for quasi-non-destructive evaluation of structure and wood density using the laser cutting method. The method is based on the laser processing of the wood surface and scanning of the surface after wood destruction by the laser microscope. Specimens of Scots pine (Pinussylvestris L.) and European beech (Fagus sylvatica L.) were used for wood properties (density) evaluation by the laser cutting method, drilling resistance and X-ray methods comparison. The correlation of drilling resistance (R²=0.90) and depth of laser cutting and correlation of X-ray density and depth of laser cutting (R²=0.89) were determined. The method, which is based on the laser cutting and processed surface scanning for wood properties prediction, has advantages over the drilling resistance method because of higher accuracy due to a lack of drill bit shaft friction and impact of the blunting of cutting edges. Further investigations for laser cutting method improvements are also presented.

Keywords: nondestructive testing, in-situ assessmentofwood properties, wood density, laser cutting, drilling resistance measurements