Nyugat-Magyarországi Egyetem Sopron Doktori (Ph.D) értekezés tézisei FAANYAGOK FELÜLETI ÉRDESSÉGÉNEK VIZSGÁLATA P ÉS R PROFILON, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL A NAGYEDÉNYES FAJOKRA Csiha Csia Sopron 4
Doktori Iskoa: Cziráki József Faanyagtudomány (Vezet: Dr. Winker András) Program: Tudományág: Témavezet: Fafedogozó Technoógiák (Vezet: Dr. Kovács Zsot) Anyagtudományok és technoógiák Dr. Szabó Imre I. A kutatómunka tárgya és cékitzései A küönböz fafajok érdesség meghatározása során, ezen anyagra jeemz, sajátos probémaként merü fe, hogy míg egyes fajok szöveti szerkezete sr, nagy, nyitott edényekt mentes, addig más fajok kisebb-nagyobb átvágott edényeket tartamaznak, meyeknek számossága, jeenéte a mérési hosszon beü nagymértékben befoyásoja az eredményeket, torzítja a feüeti megmunkáás jóságának megítéését. Nagy, átvágott edényeket tartamazó fajok feüeti érdességének kiértékeése során gyakran taákozunk azza a probémáva, hogy egy igen jónak vét megmunkáás meett is, a statisztikai úton számított küönböz érdességi paraméterek egy igen rossz feüeti minségre engednek következtetni. Fevetdik annak szükségessége, hogy a feüet miyenségének objektív megítéése érdekében etávoítsuk a profibó az edények azon porcióit, meyek a mérési eredmények gyakorati hasznáhatóságát eehetetenítik. A probéma jeegzetesen oyan faanyagok méréséve és kiértékeéséve kapcsoatos, aho nagy, átvágott edények jeennek meg a mért profi mentén (mint p. az akác, tögy, kris, nyír), de mive a küönböz fafajokon beü is csak egy csoportot érint, ez a terüet hosszú idn keresztü kívü esett a figyeem átószögén. Az egyre szigorodó minségi eírások és evárások azonban ezen a terüeten is vátozást sürgetnek. Az edények zavaró jeenétének kiszréséve azonban koránt sem odódik meg minden probéma, mey a fafeüetek érdesség mérését jeemzi. A feüetek minsítése a gyakoratban jórészt kézze történik. A gyors és objektív minsítést az edények kiszrésén tú nagyban segítené, ha rendekezésre ána, egy oyan paraméter, amey a feüet vaódi jeegét egyszeren (egy paraméterre) írná e. Ennek értemében további vizsgáatokat végeztem annak fetérképezésére, hogy akamas ehet-e erre a feadatra a P profi ietve annak R z mintájára eáított P z paramétere. A témaváasztás aktuaitását oyan esetek is aátámasztják, amikor gyártó és megrende mérési ehetség és eírt jeemz hiányában nem tudtak megáapodni a gyártott tögy asztaapok érdességének megfeeségér. A efoytatott méréseknek ezen dogozat keretein beü is szk határt szab a tapintóts mérmszer, mey foyamatos gyártásközi eenrzésre akamatan. Várható kivátását szem ett tartva, az edények kiszrésére kidogozott ejárás függeten attó, hogy a profipontok adatait miyen mérmszerre vettük fe. A módszer essorban az edények kiszrését céozza, kitágítva az érdességmérés szempontjábó értékehet fafajok körét, miközben megviágítja a hagyományos méréstechnika néhány cészerten aspektusát. 3
Következtetések a szakirodaom fedogozása nyomán: 1. A faanyagok érdességéve kapcsoatos szakirodamat áttekintve egyértemen átszik, hogy a egnagyobb voumen pubikációk essorban német nyevterüetr származnak és többségükben a gyauás, és marás összefüggéseit vizsgáják, aig néhány pubikáció fogakozik a csiszoássa.. A cikkekb kitnik, hogy fafeüetek mérésére essorban tapintóts berendezéseket hasznának. A szerzk nagy többsége, a fémipari szabványokra és a berendezésre támaszkodva, fehasznáóként, kritika nékü akamazza fafeüetek mérésére és kiértékeésre, a rendekezésre áó mérmszert. A munkák aig egy kis része kérdjeezi meg a mérmszer és a mérési ejárás faanyagok mérésére és kiértékeésére vaó akamasságát és veti fe a feüvizsgáás szükségességét. 3. Több szerz véeménye egyezik abban, hogy az Abbott görbe paramétereit figyeembe véve, az anatómiai és megmunkáási érdesség eküöníthet, a megmunkáási- az R pk és R k, míg az anatómiai érdesség az R vk értékekben tükrözdik. Ezze szemben, azonban, nagyedényes fajok érdességének vizsgáata során számos pubikációban taákozunk azza a megjegyzésse, hogy a nagy edények jeenéte eeheteteníti a kiértékeést. Megfigyehet, hogy a nagyedényes fajok okozta kiértékeési probémákat a szerzk két úton odják meg: egyrészt már a minták megváasztásáná kihagyják a nagyedényes fajokat, vagy, amire szintén több pédát is taáunk, a nagyedényes fajokat visszavonják a minták sorábó, amint kiértékeésre kerü sor. Szükség van tehát oyan módszer kidogozására, ameye a nagyedényes fajok feüeti minsége jó értékehet. 4. A mérések irányáva kapcsoatban úgy összegezhetünk, hogy a szerzk mindenkor a rostra mereges mérési irányt váasztják, a döntést némeykor összehasonító mérésekke indokova, vagy gyakran anékü. A mért profion, tehát rostra meregesen, értemezik a huámosságot és az érdességet. Ugyanakkor több szerz is, egymástó függetenü úgy emíti a huámosságot, mint a rostta párhuzamosan mérhet kinematikai érdességet, ami azt jeenti, hogy faanyagok esetében rostra meregesen, a megmunkáásbó származó huámot nincs érteme keresni. Tekintette arra, hogy a mérésekhez a Mahr cég mszere át rendekezésre, ráátás nyít e visszásságra, amey abbó fakad, hogy a mérberendezések nem teszik ehetvé érdességi adatok számoását, anékü, hogy az esdeges P profibó huámosságot és érdességet ne váasztanánk szét. Vagyis a mérések során a huámosság fevétee (rostra meregesen is) egy,- a mérmszerre veejáró kényszer. 5. A mérmszerek a küönböz érdességi R paramétereket kizáróag az R profihoz rendeik hozzá, hoott fafeüetek méréséné ez torzuást okoz a vaódi feüeti geometriához képest. Szükség enne az esdeges profihoz hozzárendet érdességi paraméterek meghatározására és minsít paraméterként vaó akamasságának vizsgáatára. A fenti észrevéteek tükrében, jeen munka a femerüt evi megfontoások aátámasztását, az eentmondások tisztázását ietve egy oyan módszer kidogozását céozza, amey az edények etávoításán aapszik (a mért profibó), és ehetvé teszi a nagyedényes fafajok feüeti érdességének kiértékeését. Esként a P profion végrehajtott mérések esetében érdességi paraméterek megáapítására vot szükség, az R paraméterek mintájára. A P paraméterek kiaakítását és vizsgáatát az indokoja, hogy törekednünk ke a jeeneg kézze történ üzemi feüetminsítés kivátására, ezért a kézi értékeéshez egközeebb áó, vaóságos profi, az esdeges profi kiértékehetségének megteremtése, majd paramétereinek minsít jeemzként vaó akamassága a vizsgáatok f céja. Annak érdekében, hogy a P paraméterek jeentéstartama összehasonítható egyen, szükséges a profiok edény és huámosság szrése. Így egyazon profion vizsgáható mind a P z, mind az R z paraméter, mind pedig azok egymáshoz vaó viszonya, úgy, hogy az esdeges profi szrését egy robusztus becsésse eáított huám segítségéve végezzük, azért, hogy a hagyományos Gauss szr okozta torzuásokat az R profion ekerühessük. Az azonos hosszúságú mért szakaszokon a W z huámparamétert is értemezni ke, amey R z mintájára áítható e. Vizsgáva a nagy átvágott edényekt mentes bükk minta R z és P z értékeinek függését a szemcsefinomságtó, az edények kiszrése után a többi vizsgát fafajon is hasonó összefüggést vártunk. Eemeztük a P z /R z hányados és a W z huámparaméter viszonyát, átaános érvény összefüggést keresve. Küönböz feüetminséget adó csiszoó berendezéseken eáított akác mintákon megvizsgátuk a P z /R z hányados és a W z huámparaméter viszonyát. A P profi P z paraméterének jeemzésére fevettük és megvizsgátuk a P z =R z +W z paramétert és ezek egymáshoz vaó viszonyát. Mive a méréseket egyazon heyen többször is ke végezni, mindaddig, míg a minta és a mérmszer reatív dése kiküszöböhet, szükséges a nagyedényes fajokon is, egyazon nyomban ismétet mérések végrehajtása, 4 5
annak megáapítására, hogy ez miyen roncsoást eredményez a feüeteken, és hogyan jeentkezik az érdességi paraméterekben. Evégeztük a küönböz szemcsefinomságga csiszot nagyedényes fajok feüeti érdességének fetérképezését, az edények kiszrése foytán, annak igazoására, hogy az edények kiszrése következtében az aapszövet (Monár, 1999) érdessége jó korreá a csiszoószemcse finomságáva. Ezze szemben az edények etávoítása nékü, semmiyen összefüggés nem mutatható ki. II. A kutatómunka, módszer rövid összefogaása A vizsgáatokra essorban aboratóriumi körümények között - és csak bizonyos kiegészít vizsgáatokra - kerüt sor üzemi körümények között. A mintadarabok feüetének csiszoását a Nyugat- Magyarországi Egyetem Tanmheyében, kézi csiszoógéppe végeztük, SIA márkajezés, küönböz szemcsefinomságú, új, 75 x 533 mm-es, végteenített csiszoóvásznak fehasznáásáva. A csiszoóvásznak szemcsemérete a következ: 6, 8, 1, 1, 15, 18,, 4, 8, 3, 4, 5, 6. A vásznakat, a gyártó ajánásának vaamint az ISO 4586--nek megfeeen, a fehasznáást megezen, 7 órán keresztü 3± o C-on és 45 % reatív páratartamon kondicionáták. A korund csiszoószemcséket eektrosztatikus úton, mgyantáva rögzítették a magas fexibiitású ún. hajékony vászonra. A szemcseszórat zárt rendszer. A minták feüetér a csiszoatport finomszr, poreszívóhoz csatakoztatott keféve távoították e. Az azonos nyomban végzett mérésekhez fafajonként 15-ne és 18-assa megcsiszot, tögy, nyír és bükk mintát hasznátam fe, igazodva a gyakoratban eggyakrabban akamazott csiszoószemcse finomsághoz. Azonos nyomban 1-szer ismétet méréseket hajtottam végre annak vizsgáatára, hogyan vátozik az érdesség. A tapasztaatok aapján 3-4 igazítássa a dés már jó korrigáható. Az akácon minden szemcsefinomság meett -szor ismétet méréseket hajtottunk végre. Fafaj Szemcsefinomság 6 8 1 1 15 18 4 8 3 4 5 6 Akác 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Tögy 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Kris 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Nyír 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Bükk 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 Kézi és kontaktcsiszoón eáított minták R z és P z értékeinek összehasonító vizsgáatára 1-a, 15-e és 18-a csiszot mintákat aakítottunk ki, minden szemcsemérethez 5 darabot, úgy, hogy kézi és gépi csiszoón is készüt 5 feüet azonos csiszoó szemcse finomságga. A váasztott mérmszer: Perthometer S3P, tapintóts érdességmér, mey 5 m-es ekerekítési sugárra rendekezik. A mérmszert és a számítógépet RSC 3-es kábee összekötve, egy ASCII formátumban íródott programma megvaósítható az adatok exportáása. A kiegészít programra azért vot szükség, mert a mérmszer a mért profit papírcsíkon, nyomtatott formában jeeníti meg, az érdességi profihoz számot paramétereket digitáisan közi, így a program teremti meg az eredeti, mért adatokhoz vaó hozzáférést. Az edényszr, CurveCut program: Borand Dephi programnyeven íródott. A rutint Dr. Apár Tibor készítette, a szerz áta definiát agoritmus aapján. Az adatok behívása után megjeeníthet segítségéve az érdességi profi, küönböz febontás meett a gyakorisági görbe, kijeöhet a kivágandó tartomány és váasztóagosan megadható a kivágandó értékek heyettesítési értéke. A program, az edények etávoítása után, megrajzoja az érdességi profit és gyakorisági görbét, továbbá ehetséget kíná az adatok exportáására. További optimaizáása foytán, a szrt adatok és a megadott huámprofi adatait egyentenségi reációban eemezve, ehetvé teszi a szrés után a profiban maradó edénycsonkok etávoítását. Az edények kiszrése után eáó profion újraszámoja a regressziós egyenest és az etávoított edények széeit összehúzza. A továbbiakban, a P profibó, robusztus Gauss szrve eáított huámösszetev eváasztásáva R profit generá. A kíséreti mérések kiviteezéséné hagyományos Gauss szrve csak demonstrációs céa hajtottunk végre néhány mérést, a huám és az R profi eáítása mindenkor az ún. robusztus Gauss regressziós szrve történt, annak érdekében, hogy kiküszöböjük a hagyományos Gauss szr kedvezten kísér jeenségeit. A Gauss szr kedvezten kísér jeenségei: Nagyedényes fafajok mérésekor az edények környezetében, nagy ampitúdójú huámossági profit kapunk, a Gauss szr mködésének következtében. A vaóságoshoz képest, az érdességi profi jeentsen fetüremkedik, mesterséges váak jeennek meg az edények szájának környezetében. A jeenség mindkét huámhossz akamazásakor fenná, azonban rövidebb huámhosszt váasztva a torzuás jeentsebb. A kedvezten vátozás mértéke aapveten az edények méységét és 7
átmérjét függ, de befoyásoja az edények száma és a mérési hosszon beüi erendezdése, csoportosuása is. Gauss szrve szrve a nagyedényes fajokat, az érdességi R 5-5 -1 5-5 -1 profion, a középvonahoz képest pozitív tartományban, fetüremkedések jeennek meg. Az R profi a vaódi profinak egy oyan torzuása, amey anyagot jeenít meg ott, aho a vaóságban az nem is étezik. Miután fevetdik a probéma, hogy a küönböz mérmszerek a szabványos paramétereket az érdességi profi aapján szogátatják, megfontoandó, hogy akamas-e a Gauss szrve szrt R profi nagyedényes fajok érdességének kvantitatív kiértékeésére. Mive az R profi torzuása a szrés miatt következik be, vizsgáandó a szrés szükségessége, ietve a Gauss szr kivátásának ehetsége. R profi gyakorisági görbéje Gauss szr (határhuámhossz,8 mm) Gauss szr (határhuámhossz,5 mm) P profi gyakorisági görbéje P profi R profi W profi P profi R profi W profi Az R profi gyakorisági görbéjén is megjeennek a fetrt edényszéek. Összehasonítva az R profi gyakorisági görbéjét a P profi gyakorisági görbéjéve, szembetn, hogy a pozitív tartományban az R profion dudor keetkezik, a fetrt edényszéek miatt, aminek a P profion nyoma sincs. Az aapszövet robusztus Gauss regressziós huámösszetevje: Az aapszövet huámösszetevjének eírása egyenérték azza a feadatta, hogy oyan huámot ke eáítanunk, amey a nagy edények környezetében nem húzódik bee a profiba, hanem ezeken a heyeken is megtartja az aapszövet jeegzetességét. A huámösszetev eírására az ISO/CTS 1661-31, -ben kiadott szabványtervezet vezérfonaát hasznátuk fe, meyet ejuttattak több, a témában érintett kutatónak is és jeeneg a véeményezés szakaszában van. A szabványtervezet egy Brinkmann áta javasot ejárást tartamaz, amey robusztus becsésse, ún. robusztus Gauss regressziós szrésse áítja e a huámot. A szr azért visei a robusztus megnevezést, mert bizonyos megfontoások aapján úgy áítja e a huámot, hogy az nem érzékeny ún. kiógó adatokra. Nagyedényes faanyagokná a méy edények nem járunak hozzá a megmunkáás minségének jeemzéséhez és mint iyenek tekinthetk kiógó adatoknak. A robusztus Gauss regressziós szr a következ átaános regressziós erendezésse fogamazható meg (Gurau, ): n ( z wk ) = 1 δ m s k x min 1 75 5 5 1 75 5 5 Aho a súyfüggvény: π x π exp n λ n ( k ) s k = x λ -1-8 -6-4 - 4 A fetrt edényszéek a pozitív tartományban jeennek meg. A megmunkáási hiba is a pozitív tartományban jeenik meg. Ezért nagyedényes fajokná az edények jeenéte a Gauss szrve eáított R profion közvetenü a megmunkáási érdesség értékét rontja. 8-1 -8-6 -4-4 z a szreten profi érdességi értéke w k a huám értéke a k indexné k súyfüggvény pozíciójának az indexe a profion beü a profipontok indexe s k a súyozó függvény δ hozzárendet vertikáis súy m 9
m az iterációs épés indexe x az adatvétei köz Az es épésben, amikor m=, akkor a huámosságot a hagyományos Gauss szrve áítja e és δ = 1 vertikáis súya szorzódik minden adat. Az ezt követ iterációk során, a δ értékét a következ fetéte adja: ( m) z ( m) w 1 ha: z w c ( ) B m ( ) cb m δ = A robusztus agoritmus egy regressziós szrést végez, majd iterá egy adatsoron mindaddig, míg a huám megfee nem esz. A robusztus szr ( m) egy függeges kiterjesztés súyfüggvényt ( ) is figyeembe vesz, minden egyes adatpontná. δ : nua és egy közötti értékeket vesz fe. c ( m) ( m) B = 4. 4478 median z w Azon profipontok értékét, ameyek köze fekszenek egy ez (iterációs) épésben eáított huámprofihoz, δ egyhez közei értékéve szorozzuk, vagyis majdnem tejes értéküket megrzik. Ezze szemben azok a profipontok, ameyek c B -né nagyobb távoságra vannak a középvonató, nuáva szorzandók. Az iterációs épések száma a szabványtervezet szerint nem több hatná, tapasztaataim szerint eégséges a három. A robusztus regressziós huámprofi paramétere: w n s k ( m+ 1) = 1 k = n = 1 s z k δ δ ( m) ( m) küönben δ A P profi bevonása a vizsgáatokba Az érdesség eemzésére nagyszámú szabványos paraméter á rendekezésre, miközben a fafeüetek egyrészét érdesség mérésse eheteten minsíteni. Jeen munka kiviteezéséné mindvégig azt tartottuk szem ett, hogy a kapott eredmény, a feüetek érdességén keresztü történ minsítéshez közeebb vigyen. Figyeembe véve, hogy a finoman megmunkát feüetek érdességének minsítése a gyakoratban kézze történik, indokotnak tartottuk a P profi bevonását a vizsgáatokba, tekintve, hogy ez az a profi, amey egközeebb á a kézze tapintható vaódi profihoz Vizsgáandó, hogy a P profi paraméterei akamasak ehetnek-e minsít jeemznek, a kézze tapintott feüet érdességének eírására! Az összehasonítás aapját azonos profiok R z és P z paraméterei adják. A mérmszer (szabványosan) öt egyedi mérési szakaszon számoja R z értékét, így a P z paraméterre vaó összehasoníthatóság érdekében, P z értékeinek számoása a ehetséges hétte szemben, mindvégig öt szakaszon történt. Érvek az edények kiszrése meett: nagyon jó megmunkáás meett is, a profihosszon eforduó edények méységének és számának függvényében, kedvezten érdességi paraméterek adódhatnak, eehetetenítve a feüet minségének objektív megítéését. Az edények átmérje és méysége több nagyságrendde etér a vezetszövet jeemzit, így a minsítés során csak ronthat ez utóbbin eáó érdességi értékeken. a t, geometriájábó adódóan, a 45 -ná meredekebb edényfaakat nem tudja vaósághen emérni, így a profidiagramon megjeenített edény aakja nagymértékben etér a vaóságostó. véetenszer, hogy egy edényt miyen szögben van átvágva, és ho heyezkedik e a feszínhez viszonyítva, így figyeembe vétee a mérések kiértékeéséné hasznos információt nem szogátat. véetenszer, hogy egy adott mérési hosszon hány darab, miyen átmérj és miyen méység edény fordu e, így a kapott érdességi adatok a megmunkáás paramétereive nem korreának. edényszrés után a megmunkáás gyengébb minsége az Abbott görbe pozitív tartományában R pk -va jó azonosítható, míg korábban ezek az értékek keveredtek, esetenként feüfeddtek a fetrt edényszéek érdességéve. az edények jeenéte megvátoztatja a regressziós egyenest is. 1 11
Az edények kiszrésének evi megfontoásai: A szrés megvaósítása azon a megfontoáson aapszik, hogy az edények a középvonahoz képest negatív tartományban jeennek meg, így a gyakorisági görbén is, a negatív értékek tartományában, jeegzetes hosszan enyúó áb formájában azonosíthatók. A gyakorisági görbéb kiovasható, hogy az aapszövet akotta hordfeüetfeüet, a egszámosabb érdességi adat környékén van. Az edények kiszrésére kifejesztett Curve Cut program ehetséget kíná arra, hogy a gyakorisági görbén megjeöjük, majd tetszeges értékke heyettesítsük a kivágni kívánt tartomány adatainak mindegyikét. Az edényekhez tartozó adatokat nuáva heyettesítjük, így az eredeti érdességi adatáományba nem kerünek fiktív adatok. Gyakoriság (db) 18-a csiszot Akác minta gyakorisági görbéje edényszrés ett 1 1-6 -4 - Az adatok heyettesítése: 8 6 4 Érdesség (ym) 18-a csiszot Akác minta gyakorisági görbéje edényszrés után -6-4 - Ha az edény két szée közötti adatokat, az adatok számát megtartva, a huám heyi értékéve heyettesítjük: tuajdonképpen nem az edény kiszrése, hanem annak fetötése történne, ami nem ehet céunk, mert úgy vátoztatná meg az Abbott görbe efutását, hogy anyagot tüntetne fe ott, aho az vaójában nincsen. Az edények heyén, a huám heyi értékeire történ heyettesítés, az adatpontok számának megtartása meett, oyan feüetet eredményezne, ameyben az edények heyén igen sima porciók vannak. A heyettesítés így torzítaná R a értékét. Kijeenthetjük, hogy az edények szrése során nem cészer az adatok eredeti számának megtartása! Ennek értemében és tekintve, hogy a megmunkáás minségét az aapszöveten tudjuk értemezni, a szrés során az edények adatait úgy Gyakoriság (db) 1 1 8 6 4 Érdesség (ym) távoítjuk e a profibó, hogy az aapszövetet jeemz huám értékéig szedjük vissza ket, majd az edény és a huám taákozásának két pontját összecsúsztatjuk, így az edényszéek környezetében ejátszódó jeenségek, azok vaós fetüremkedése ietve kiszakadása már részt vesz a megmunkáási minség jeemzésében. Az edényszrésse nyert profiok: R és P A P profi középvonaként a regressziós egyenest tartamazza. Az es épésben eáó regressziós egyenes dését és pozícióját az érdességi profiban, a méy edények száma és eheyezkedése határozza meg. Mive az érdességi értékek nuához viszonyítottak, az edényszrésse eáított profinak is meg ke keresni a regressziós egyenesét, majd a profipontok Y koordinátáit újra ke számoni, annak érdekében, hogy a meredekségét nuáva tegyük egyenvé! A épés azza indokoható, hogy csak az új regressziós egyenes fevéteéve számot érdességi értékek egyenértékek egy nagyedényekt mentes, az aapszövetet jeemz profi érdességi értékeive. A mérési ( P z ) eredmények az újraszámot regressziós egyenes fevétee és a profiadatok újraértemezése után kerütek kiértékeésre. Az edénymentes P profibó a továbbiakban R profit áítottunk e, a robusztus Gauss huámra történ szrés után. III. A kutatómunka eredményei: Nagy edényekt mentes bükkön a P z ietve R z értékek, és a csiszoószemcse finomsága között y = y a o + n aakú x hiperboikus összefüggést mutattunk ki. Ezze szemben a nagy átvágott edényeket tartamazó tögy mintákná sem az R z sem a P z értékek nem korreátak a csiszoószemcse finomságáva. A megmunkáási minség objektív megítéése érdekében kidogoztunk egy ejárást az edények gyors, pontos kiszrésére. Az ejárás enyei: - objektív, gyorsabb, pontosabb, mint a megévk - bármiyen számú érdességi adatra mködik - függeten attó, hogy miyen módon vettük fe az érdességi adatokat - a programma nem szabványos paraméterek mérésére és kiértékeésére is ehetség nyíik 1 13
- enyös odaát akkor tapasztahatjuk meg, ha nagyon hosszú a mért érdességi profi. Egyparaméteres minsít jeemzt keresve vizsgátuk a P z, W z és P z /R z paramétereket, vaamint ezek egymáshoz vaó viszonyát. Az edényszrés után mind P z mind R z értékei y = y + a hiperboikus Érdesség (µm) 14 o x összefüggés szerint vátoznak a csiszoószemcse finomságáva. Iy módon az edények szréséve eát a várt korreáció a P z, R z értékek és a csiszoószemcse finomsága között. A vizsgát mintákon a P z érdesség határa 5 m körüi, R z várható határérdessége 3-4 m. A P z /R z viszonyt aapu véve, a kiemeten vizsgát akác mintákon összehasonító vizsgáatokat végeztünk kézi csiszoógéppe és papucsos kontakt csiszoógéppe kiaakított feüetek érdességének jeemzésére. A P/R viszonyban az 5%-os etérés a két megmunkáásra jeemz határérték. Az edények kiszrése után fevett P z /R z hányados a profi huámosságára enged következtetni, de nem ad információt arró, hogy ez a huámosság miyen feüeti érdesség meett á e. Eméetieg etér érdesség profiokhoz is tartozhat azonos P/R viszony. Ahhoz hogy további információt kapjunk a huámosság és a P/R hányados viszonyáró, fevettük a huámok W z paramétereit. A (P z /R z ;W z ) értékpárokra az y = 1 + a x egyenet egyenesek ieszkednek. A P/R viszony 1-né Akác minták P z '/R z értékei a huámosság W z értékei függvényében kisebb számokra nem 1,8 értemezhet, ezért az egyenes P z /R z baró (;1)-e korátos. Növekv 1,6 Pz/Rz huámosság ineárisan növekv P/R viszonyt eredményezett a 1,4 vizsgát fafajok mindegyike 1, esetében. Az esdeges profi P z paraméterének jeentéstartamát 1, további eenrzésnek vetettük aá 1 3 4 5 A profiok W z huámparaméterei (ym) azért, hogy kimutassuk, mekkora küönbségek vannak a mért ietve - az érdességi R z és huámossági W z paraméterek összegeként számított P z értékek között (P z =R z +W z ). A (P z /R z ;W z ) értékpárokra y = 1 + a x A profiok P' z /R z értékei 6 4 Akác R z értékei és a csiszoószem cse finom sága között fennáó hiperboikus összefüggés 4 6 A csiszoószemcse finomsága a = 1339,548 b = 1,446 y = 3,374 R =,9941 R =,9883 im y = x im y = 3,374 x = n egyenet egyenesek ieszkednek, a küönbség az 1 m körüi értéket a huámosság 1-1 m körüi értékéné éri e. A küönbség a P z, R z és W z paraméterek definíciójábó adódik, ti., hogy a P z, R z és W z értékeket öt aaphosszon mért P zi, R zi és W zi értékek (i=1-5) átagábó számítjuk. Ennek következtében növekv huám meett egyre n annak az eséye, hogy az aaphosszokon beü R z -nek oyan csúcsértéke fordu e, amey huám eszáó vagy feszáó ágán heyezkedik e és ezért az adott aaphosszon P zi értékében nem jeenik meg. Ha az aaphosszak számát nem öt-, hanem több szakaszban áapítjuk meg a mért és számot értékek egyezése javu. Egyparaméteres minsít jeemzt keresve, vizsgáva a P z, R z W z paramétereket az tapasztaható, hogy nincs oyan minsítésre akamas jeemz, amey egymagában tejes kören jeemezné a profi áapotát. Javasatot tettünk arra, hogy az érdesség megadása két paraméterre: (P z /R z ; R z ) történjék. Az R z paraméter meett, mey megmondja, hogy miyen érdes a kiaakított feüet, a P/R kiváó paraméter, mert érzéketesen fejezi ki, hogy a feüet - huámosodása áta - mennyive tér e az R profitó és ugyanakkor a feüeten a tényegesen fennáó áapotokat is kifejezi a jeenév P z paraméter áta. IV. Tézisek Az evégzett vizsgáatok a következ eredményre vezettek: 1. Kidogoztam egy ejárást az edények megjeöésére és kiszrésére, annak érdekében, hogy az edények gyakorisági görbe aapján történ azonosítása után, azok az aapszövetet jeemz huám értékéig egyenek etávoíthatók. Az ejárás függeten attó, hogy az adatokat miyen mérmszerre és miyen mért hosszon vettük fe, gyors kiértékeésre vaó akamassága fként a hosszú mérési szakaszok esetén mutatkozik meg. Az ejárássa ehetvé váik a nagyedényes fafajok megmunkáási érdességének objektív mérése és kiértékeése.. A gyors, objektív minsítést, mint szempontot szem ett tartva, tovább vizsgátam a P profit. Javasatot tettem arra, hogy az edények kiszrése után a fennmaradó adatokra, még a P profiná, új regressziós egyenest ke megáapítani, mert csak az új regressziós egyenes fevéteéve számot érdességi értékek egyenértékek egy nagyedényt mentes, de az aapszövetet jeemz profi érdességi értékeive. A kiszrt edények heyén az eredeti adatok számát nem cészer megtartani és a szrt 15
edények széeit össze ke vonni. Az R z mintájára bevezetett P z paraméterre képzett P z /R z hányadost a huámosság W z értékeinek függvényében vizsgáva, ineáris összefüggést áapítottam meg. A pontpárok az y = 1 + a x egyenesre jó ieszkednek. Az egyenes meredeksége a vizsgáatok aapján század m nagyságrend és az aapszövetet akotó eemek jeemzit - iy módon fafajtó is - függ. 3. Azonos R z értékhez küönböz mikrogeometriájú feüetek tartozhatnak, ezért a szabványosan hasznát R z egyparaméteres jeemz nem írja e tejes kören a feüeti profi miyenségét. Vizsgáva a P z, R z W z paramétereket azt tapasztatam, hogy nincs oyan minsítésre akamas, egyparaméteres jeemz, amey egymagában tejes kören jeemezné a profi áapotát. Javasatot tettem arra, hogy az érdesség megadása két paraméterre: (P z /R z ; R z ) történjék. 4. A paraméterek kiértékeési módjábó következik, hogy a mérési szakasz feosztását finomítva a P z értéke a P z =R z +W z értékhez tart. A mért P z és számot P z értékek közötti küönbséget a W z huámérték függvényében vizsgáva kimutattam, hogy a növekv huámparaméter, növekv küönbséget okoz, az összefüggés ineáris: y = 1 + a x szerint. A feüet jeemzése javu, ha az aaphosszak számát nem öt-, hanem több szakaszban áapítjuk meg. 5. A kidogozott edényszrési ejárássa akácon, tögyön, krisen és nyíren, négy nagyedényes fafajon, y = y a o + n aakú hiperboikus x összefüggést mutattam ki a nagyedényes fafajok aapszöveti érdessége és a csiszoószemcse finomsága között mind P, mind R profiokon. P profiok esetében a csiszoó szemcse finomságának minden határon túi növeéséve a küönböz fafajokon az érdesség 5,1 és 6,3 m között adódik, ezze szemben az R profiok esetében a határérték 3,3 és 5 m közötti. Ezek az értékek az adott fafaj un. anatómiai érdességére adhatnak feviágosítást. Attó méréstechnikai okokbó térnek e, amennyiben a tapintóts érdességmérve nyert jeemzink csak közeítik a kiaakut vaóságos profi jeemzit. V. Pubikációs jegyzék 1. Csiha, Cs. (1998): Feüetkeze technoógiai sorok összehasonító eemzése KIPA módszerre. (Doktori szigorat). Csiha, Cs. (1999): Wood surface evauation differenciation between vesses and other forms of roughness. Proceedings of the Fourth Internationa Conference on the deveopement of Wood Science, Wood Technoogy and Forestry Missenden Abbey. 3. Krisch, J. Csiha, Cs. (): Anaysing wood surface roughness using an S3P Perthometer and computer based data processing, Badania da mebarstwa XIII, Poznan, pp. 145-155, 4. Csiha, Cs. - Krisch, J. (): Vesse fitration a method for anaisyng wood surface roughness of arge porous species, Drevarsky Vyskum 45(1): 13-, 5. Dr. Szabó, I. Csiha, Cs. (3): Ragasztási és feüetkezeési foyamatok. Egyetemi jegyzet. 6. Csiha, Cs. Apár, T. (3): Nagyedényes fafajok feüeti érdességének értékeése. Faipar LI. Évf. 3/1., pp.:11-16. 7. Csiha Cs. (4): Measurement of wood surface roughness of big porous species. COST E18 Coatings on wood, Symposium on measurement methods, Coating Consutancy Proceedings, Copenhagen Szóban ehangzott eadások: 1. Csiha Cs. (1996): Bevonatok repedezése és kivátó okai. Szakmai napok Székeyudvarhey, 1996. Csiha Cs. (1997): Feüeti repedések kiértékeése számítógépes képeemz módszerre. Szakmai napok Marosvásárhey, 1997 Kutatási jeentések: 1.. Síkvidéki nyár és fenyütetvények termesztésének és a faanyag minségének összefüggései. OTKA, Faanyagismerettan Tanszék (1994-1997):. High quaity products from Back Locust, OTKA, TGYI - Zóyomi Egyetem (1998-1999) 3. Piacképes bútorcsaád önáó kifejesztése a hagyományos feüetkezeés és kézi festés, patinázás és öregít technoógiák együttes akamazásáva. OTKA - Hubertusz (1999-) 4. Bevonatok minsít rendszerének kidogozása, NKFP, (1999-1) 16 17
5. Betéri termékek fejesztése hazai faanyag bázison (ragasztási, színhomogenizáási, feüetkezeési kíséretek aapján), tömörfa parketták, fronteemek eáítása, NKFP, TGYI (-3) 6. Kütéri bútorcsaád eáítása tömörfábó (akácbó) technoógiai, szerkezet- és formatervezési kérdések megodása. Küönös figyeemme a színhomogenizáásra és a környezetbarát feüetkezeésre. (-3) 18