CNC 목공 프로젝트의 목재 속성 이해

공학적인 숲

엔지니어링 목재 또는 합성 목재는 접착제 또는 결합제로 함께 고정된 모든 유형의 목재 섬유, 입자 또는 가닥 재료입니다. 이러한 재료 중 일부는 단단한 목재보다 기계 가공이 더 쉽지만 재료를 함께 고정하는 접착제는 매우 마모될 수 있습니다. 이것은 조기 도구 마모를 유발하고 cnc 목공 시 어려움을 일으킬 수 있습니다. 일부 유형의 공학 목재는 다른 유형보다 가공하기가 더 어렵다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 특히 결합재 양이 많은 목재는 더욱 그렇습니다. 이러한 유형은 덜 공격적인 속도와 피드로 프로그래밍해야 합니다. 예를 들어, MDF(중밀도 섬유판)는 합판보다 기계 가공이 어렵지만 페놀 수지보다 가공이 훨씬 쉽습니다.

목재의 속성

입자 크기

기술적으로 말해서, 목재는 리그닌과 헤미셀룰로오스로 구성된 더 단단한 접착제 같은 매트릭스에 의해 결합된 강하고 유연한 셀룰로오스 섬유로 구성되어 있기 때문에 천연 복합 재료로 간주될 수 있습니다. 건축적으로 생각해보면 셀룰로오스 섬유는 철근이 되고 콘크리트는 리그닌과 헤미셀룰로오스가 될 것입니다. 큰 셀룰로오스 섬유가 있는 목재는 결이 거친 것으로 간주됩니다(오크 및 재). 더 작고 더 적은 수의 섬유가 있는 목재는 세립으로 간주됩니다(소나무 및 단풍나무). 침엽수는 결이 곱고 전단력이 강한 섬유가 많지 않기 때문에 기계 가공이 더 쉽다는 고정 관념이 있습니다. 모든 활엽수가 결이 거친 것은 아니며 모든 침엽수 나무가 세립인 것도 아니라는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

수분 함량(MC)

수분 함량(MC)은 목재를 가공할 때 고려해야 할 가장 중요한 변수 중 하나입니다. 나무로 무엇이든 만들 때 매우 일반적인 문제는 휘어지는 경향이 있다는 것입니다. 공기 중의 수분 변동성은 필연적으로 목재 내의 수분 함량에 영향을 미칩니다. 수분 함량의 변화(증가 또는 감소)는 공작물의 모양을 방해합니다. 이것이 제품이 최종 휴게소에서 어떤 유형의 습기에 노출될 것인지 고려해야 하는 이유입니다.

균형 수분 함량(EMC)

평형 수분 함량(EMC)은 목재가 수분 함량의 균형점에 도달했을 때 발생합니다. 미국 전역의 내부 EMC 값은 평균 약 8%이고 외부 값은 평균 약 12%입니다. 이 값은 온도와 습도의 차이로 인해 국가마다 다릅니다. 예를 들어, 미국 남동부의 평균 내부 EMC는 11%인 반면 남서부의 평균 내부 EMC는 약 6%입니다(해안 지역 제외). 가공 전에 정확한 수분 함량을 가진 목재를 선택할 수 있도록 최종 제품이 어떤 지역과 용도에 맞닥뜨릴지 고려하는 것이 중요합니다. 평결 목재의 대부분의 수종은 MC가 4% 변경될 때마다 크기가 1% 변경됩니다. 뒤틀림의 방향은 결 방향에 따라 다릅니다.

일반적으로 작동을 위한 전력 요구 사항은 주로 밀도의 서지 때문에 수분 함량이 증가함에 따라 증가합니다. 목재의 밀도는 MC가 증가함에 따라 증가합니다. CNC 목공 중에 절단 영역에서 더 무거운 칩을 밀어내기 위해 추가 전력이 필요할 수 있습니다. 합성 고분자와 마찬가지로 나무도 젖을수록 에너지를 흡수하는 점탄성 물질이라는 점은 주목할 가치가 있습니다. MC가 증가함에 따라 기계적 특성의 비례 한계가 강화됩니다.

일부 유형의 목재를 가공할 때 절단 영역 온도는 MC가 증가함에 따라 급증하지만 다른 수종에서는 감소합니다. 수분 함량이 10%를 초과하는 목재를 가공할 때 SFM을 줄여 안전하고 빠른 도구 마모를 방지합니다. Harvey Tool Speeds and Feeds Charts는 MC 백분율 포인트당 30 감소를 제안합니다. 하지만 항상 그렇듯이 가공되는 목재의 유형과 수행되는 작업 유형에 따라 다릅니다.

온도 변화가 더 높은 수분 함량이 빠른 공구 마모와 관련된 유일한 이유는 아닙니다. 나무 내부의 수분은 물뿐 아니라 물 속에 존재하는 수지, 설탕, 오일, 전분, 알칼로이드 및 탄닌과도 관련이 있습니다. 이러한 물질은 고속 강철과 특히 잘 반응하고 카바이드와 덜 반응합니다.

매듭과 CNC 목공에 미치는 영향

매듭은 나무 줄기에 통합된 가지나 가지의 일부입니다. 목재의 기계적 특성에 대한 매듭의 영향은 연속성의 중단 및 이와 관련된 목재 섬유의 방향 변화로 인한 것입니다. 매듭 주위의 섬유가 왜곡되어 응력 집중을 유발하기 때문에 이러한 특성은 목재의 이 부분에서 더 낮습니다. 건조 중 매듭 주위에 "체크"(수축으로 인한 균열)가 종종 발생합니다. 결에 수직인 경도와 강도는 일반적으로 낮은 기계적 특성의 예외입니다. 이 마지막 두 가지 예외 때문에 목공 가공 매개변수는 충격 하중을 피하기 위해 공작물의 매듭 부분이 있는 경우 감소되어야 합니다.