Пиломатериалы — материалы из древесины (брусья, доски и бруски), получаемые лесопилением. Различают пиломатериалы радиальной, тангенциальной и смешанной распиловки. Пиломатериалы с опиленными кромками называются обрезными, с неопиленными — необрезными.

Большие высококачественные брёвна (это бревна из нижней, комлевой части дерева) дают наиболее ценный пиломатериал. При пилении таких брёвен, надо определиться с толщиной получаемых досок, чтобы максимизировать объём и стоимость получаемого материала. Поскольку цены на пиломатериал зависят от его толщины, и кроме того, при распиловке на толстый брус получается меньше опилок, это решение серьёзно влияет на доход. Однако, если при этом качество толстого материала ниже, даже если лучшая грань почти чистая, то продать его за хорошую цену будет непросто. Распиловщик должен постараться уменьшить размер напиливаемого материала, когда увидит, что качество древесины начинает падать.

Если бревно хорошее, производить пиломатериал большого размера и железнодорожные шпалы из центральной части бревна, по меньшей мере, неразумно. Потому что цена бруса всегда меньше, чем цена доски.

Схема распиловки, для максимального получения доски радиального  и полурадиального распила

Для брёвен высоких сортов рекомендуется пиление по кругу. Фактически, пиление с учётом конусности бревна с наклоном бревна так, чтобы пиление происходило параллельно коре, рекомендуется для всех «хороших» граней. Результатом будет получение чистой древесины по всей длине, более ценных кусочков пиломатериала, и это позволит избежать необходимости распиливать чистую древесину потом на коротыши. Когда дойдёте до низкосортной части бревна, переходите к форме бруса и минимизируйте при этом операцию обрезки бруса по бокам.

Прочные, но некачественные брёвна нужно пилить так быстро, как только возможно. От этих брёвен толку мало — прибыль очень маленькая, либо вообще никакая, значит, эти брёвна нужно вынимать из станка чем быстрее, тем лучше. Здесь подходит любой способ пиления. Чаще всего их пилят на брус, либо просто пилят насквозь. Перевороты бревна в данном случае вообще лучше свести к абсолютному нулю.

Непрочные брёвна дают такую несущественную прибыль и такой огромный риск поломать продукт, что лучше вообще не иметь с ними дела.

Брёвна среднего качества могут давать значительное количество хорошего пиломатериала, и тут уже многое зависит от распиловщика, от того, как он будет переворачивать бревно. Здесь решение о вращении бревна критично для прибыли.

Для начала надо выбрать наихудшую часть бревна и спилить её без учёта сбега. Но нельзя пилить с этой стороны слишком много. Для небольших брёвен вообще нужно спилить один пласт, то есть пропилить один раз во всей длине бревна, или пласт и короткую доску, а затем перевернуть бревно на противоположную сторону.

Другой способ состоит в том, что надо выбрать наилучшую сторону бревна и начинать распил с учётом конусности бревна. Затем долго распиливается именно эта часть, прежде чем бревно будет перевернуто.

Пиломатериал напиливается с одной грани до тех пор, пока распиловщик ожидает, что следующая доска с этой стороны бревна будет не ниже по качеству, чем доски, которые можно получить из другой грани. Существует исключение: если начать пилить с наихудшей грани бревна, то надо пилить, пока не получится абсолютно гладкая поверхность распила, чтобы перевернуть на неё бревно. Другими словами, хорошую сторону бревна нужно распиливать глубоко, а с плохой стороны просто снимается пласт или пласт и одна доска.

Если взять бревно диаметром 60 см, хотя это справедливо для всех брёвен любых размеров, при пилении с поворотом на 180° получаем 8 досок, которые нужно дополнительно обрезать по бокам, а с использованием менее эффективного метода, поворачивая всегда на соседнюю грань, получим 13 таких досок. Одно это обстоятельство уже может быть значительным доводом в пользу переворота бревна на 180°, особенно для небольших предприятий. Кроме того, такой способ пиления даёт больше широких досок, а они обычно более ценные. При перевороте на соседнюю грань получается 8 досок тангенциального распила, которые подвержены сильному короблению при сушке. Далее, если это орех или красный дуб с узкой заболонной частью, то при 180-градусном перевороте бревна получим 10 досок с заболонью, при другом методе переворота — 13 досок. Заболонь вызывает проблемы при сушке. А при 180-градусном перевороте бревна внутреннее напряжение древесины снимается, что в результате позволяет избежать щелей и трещин.

Переворот на соседнюю грань может быть легче, но с экономической точки зрения и с точки зрения безопасности пиления выгоднее вращение бревна на 180°.

После того, как распилены две противоположные грани бревна, нужно переходить к третьей и четвёртой. Как обычно, первой распиливается худшая из этих граней без учёта конусности бревна. Однако грань хорошего качества всегда должна распиливаться параллельно коре, чтобы увеличить выход хороших пиломатериалов из бревна.

Ширина первого пласта при пилении со всех четырёх сторон бревна является критичной.

Если грань хорошего качества, то есть первая спиленная доска может быть отнесена к хорошему сорту, тогда минимальная ширина распиливаемого пиломатериала должна быть 15-1 см. Конечно, это зависит от размеров самого бревна. Чтобы учесть дальнейшую обработку доски, строгание или даже обрезку по бокам, рекомендуется именно 15-1 см, а не 15 см.

Если грань плохого качества, тогда имеет смысл пилить доски шириной не менее 10-1 см. Длина таких досок должна быть не меньше 1,2 м. Нужно вообще производить на своей пилораме доски не меньшей длины.

Когда дело доходит до брёвен откровенно плохого качества, имеет смысл распиливать их с «брюха» или с «ушек», а не искать хорошую грань. «Ушки» обычно снимаются за 1 или 2 прохода пилы, открывая гладкую поверхность внутри бревна. Распил с «брюшка» требует большего числа манипуляций, а в результате вы получаете несколько коротких, но чистых досок.

Брус имеет ряд преимуществ по сравнению с тонкими досками. Брус часто имеет красивый узор древесины, который нравится покупателям. При сушке он усыхает вдвое меньше, чем доски (3% против 6% у досок). Меньше растрескивания во время сушки. При изменении влажности окружающей среды брус более стабилен. Когда им покрывают пол, он почти не изнашивается.

Так же при пилении бруса выход полезного продукта из бревна на 20% ниже. Скорость его производства гораздо ниже. Он требует времени сушки на 15% больше. Брус усыхает по толщине в 2 раза больше, чем узкие доски. Острые сучья, которые остаются в брусе, в отличие от круглых сучьев в досках, сильно снижают прочность материала.

Типы распила: 1 — тангенциальный распил; 2 — радиальный распил; 3 — полурадиальный распил. 

Типы распила

Радиальным называется распил, при котором плоскость разреза проходит через сердцевину ствола. Древесина таких досок довольно однородна по цвету и текстуре, межкольцевые размеры минимальны. Доски радиального распила  устойчивы к внешним воздействиям, практически не подвергаются деформации и обладают высокой износостойкостью. Доска радиального распила имеет коэффициент усушки = 0,19%, а коэффициент разбухания = 0,2%. Эти показатели у пиломатериалов радиального распила вдвое лучше, чем у доски тангенциального распила. У доски радиального распила процесс усушки и разбухания идет по ширине волокон — толщина доски, а у тангенциального распила по ширине доски т.к. волокна у «тангенса» расположены по ширине. Соответственно у доски пола, паркетной доски, имитации бруса, блок-хауса, вагонки  радиального распила щелей практически нет по сравнению с аналогичными изделиями тангенциального распила. Поскольку выход досок радиального распила составляет 10 — 15% от общего объема, стоимость их довольно высока.

Радиальный распил  древесины — способ распила бревна, при котором все волокна в доске идут вдоль направления годовых колец. При радиальном распиле пиломатериал обладает наилучшими физико-механическими качествами. Прочность и твердость древесины при радиальном распиле выше, чем при тангенциальном.

Выход доски радиального распила  обычно невелик (не превышает 30%). На продольно-распиловочных станках UP-700 выход доски радиального распила достигает 60%. Такой высокий показатель достигается благодаря системе оптимизации распила. Выбирая среди критериев оптимизации максимальный выход доски радиального распила, условия радиальности и полурадиальности  распила, технолог определяет процент выхода радиальной доски.

Радиальный распил  можно произвести и на другом оборудовании. Но процентный выход доски радиального раскроя на другом оборудовании зависит от того, как оператор раскроил бревно. Обычно этот показатель значительно меньше 50 %. За счёт микропроцессорной системы управления и системы оптимизации на UP-700 можно получить максимально возможное количество доски радиального распила.

Фактура распила: 1 — тангенциальный распил; 2 — радиальный распил; 3 — полурадиальный распил. 

Тангенциальным  называется распил, при котором плоскость разреза проходит на расстоянии от сердцевины, по касательной к годичному слою ствола. Такие доски имеют ярко выраженную текстуру и насыщенный волнообразный рисунок годовых колец. Доски тангенциального распила  имеют более высокие коэффициенты усушки и разбухания, но более доступны по цене.

Пиление древесины твёрдых сортов

Операция пиления включает решения о толщине доски, перевороте бревна и компенсации конусности бревна. Это зависит от многих факторов: от сорта древесины, качества бревна, его размеров, конструкции станка и сортности пиломатериала, который нужно получить. Можно выделить 3 стандартных схемы распила:

Простое пиление

Бревно распиливается до тех пор, пока не откроется его сердцевина, а затем переворачивается на 180° и допиливается до конца. Это самый быстрый и лёгкий метод пиления, всё же при этом методе каждый кусок пиломатериала нужно обрезать по бокам. Распиленный таким образом пиломатериал несколько шире и тяжелее, более низкого качества и имеет много отходов. Он чрезвычайно подвержен короблению во время сушки. Поэтому простое пиление или пиление насквозь оправдано только в случае с брёвнами очень низкого качества, когда все вышеперечисленные недостатки уже не особенно важны.

Круговое пиление

При пилении по кругу сначала делается пропил, и бревно переворачивается на новую грань, распиливается, и переворачивается снова, до тех пор, пока не произойдет как минимум 5 переворотов. С финансовой точки зрения это наилучший способ для брёвен среднего и высокого качества, хотя в то же время на некоторых пилорамах осуществлять такой переворот бревна тяжело, а дневная производительность окажется невысокой. Разумеется, станок с гидравликой решает эту проблему.

Пиление бруса

Пиление бруса максимизирует производительность распиловочного станка (количество досок в день) и, как правило, применяется в промышленности при работе с брёвнами среднего и большого размеров. В этом случае бревно распиливается вначале как при пилении по кругу, но центральная часть бревна, которая может иметь размеры 18x23 или 25x25 и так далее либо передается в обработку на другой станок по технологической линии, либо продаётся как большой и тяжёлый брус. В основном, таким образом пилятся брёвна среднего и низкого качества, когда невозможно из центральной части бревна получить ценный пиломатериал. Таким образом, экономится время и усилия при производстве продукта не очень высокого качества и, следовательно, не очень высокой цены.

Решение о том, с какой стороны бревна начинать пиление, какую поверхность распила открыть первой — это самая важная часть распиловки. Делим бревно на 4 грани, каждая из которых протягивается по всей длине бревна и занимает определённую часть от его окружности. Выбор первой грани определяется положением всех других.

При пилении по кругу и пилении бруса действуют два основных правила:

Самая плохая грань бревна распиливается первой без всякого учёта конусности бревна. Учёт сбега бревна означает поднятие или наклон бревна таким образом, чтобы пила пилила параллельно коре. Поскольку это самая плохая часть бревна, это значит, что из неё получатся короткие доски и много горбыля. Так как мы не учитываем конусность бревна, это даёт нам возможность с противоположной, лучшей стороны бревна производить пиление параллельно коре, при этом не поднимая и не наклоняя бревно. Значит, из этой наилучшей части бревна выйдет больше досок высокого качества, к тому же совпадающих по длине с длиной бревна.

Первой распиливать лучшую грань дерева, учитывая при этом конусность бревна. Это значит, что бревно нужно поднимать или наклонять так, чтобы первый пропил производился параллельно коре.

Конечный результат обоих методов будет примерно тот же самый, но у второго метода есть одно преимущество. В этом случае распиловщику легче вращать бревно, потому что открытая грань — самая чистая, на ней нет дефектов. В случае с первым правилом лучшая часть дерева — та часть, что противоположна открытой грани. Её не видно, и точно вращать бревно невозможно. Обычно, если древесина хорошего качества, то оба правила работают практически одинаково. Но если столкнуться с бревном похуже, лучше пользоваться вторым правилом.

Пиление древесины мягких сортов

Многие методы, используемые при пилении твёрдой древесины, подходят и для мягких сортов. Но есть и некоторые различия. Конечно, соображения безопасности должны преобладать над желанием произвести как можно больше продукта.

Расположить бревно так, чтобы при пилении незначительные дефекты материала оказывались внутри пиломатериала, конечно, если эти дефекты не столь серьёзны, чтобы повлиять на прочность конечного продукта. Если возможно, надо пилить так, чтобы все сучья и дефекты располагались с одной стороны пиломатериала, в то время как другая сторона оставалась чистой. Правда, в случае со стройматериалами чистая поверхность не влияет на конечную цену продукта. А вот большие сучья или дефекты могут влиять на прочность конструкции.

Выбрать наихудшую сторону бревна и начинать пилить с неё, производя короткий пиломатериал. Первый пиломатериал будет наихудшим и, соответственно, он должен быть коротким, чтобы его можно было продать.

После того, как бревно распилено с плохой грани по всей длине бревна, надо перейти к противоположной грани, и пилить параллельно коре. С хорошей грани ширина распиливаемой доски должна быть не меньше 15 см. На меньших брёвнах — менее 30 см в диаметре, первая доска должна быть 10 см шириной. Огромные брёвна будут иметь меньше дефектов внутри и, следовательно, не нужно их переводить на большие строительные конструкции.

Следует всегда переворачивать бревно с одной грани на другую, если пиломатериал из новой грани будет лучшего качества, чем из той, которую только что пилили.

Брёвна из отходов. Надо распилить «ушки» за один проход пилы, потом переверните бревно на «брюшко», возможно, из него можно сделать хоть немного коротких досок.