F.D.C.: 812.8
ULUDAG GÖKNARI (Abies bommü/leriana Mattf.) ODUNUNUN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜK DEGERLERININ BELIRLENMESI
ÜZERINE
ARAŞTIRMALARResearches on The Determination of The Surface Roughness Values of Bornmullerian Fir (Abies bommü/leriana Mattf.)
Ceren ÇAMUYURT Kimya Mühendisi
ErnellLTER Kimya Yüksek Mühendisi
Özgür Deniz BALKIZ Ağaç Işleri End. Yük. Mühendisi
IÇ ANADOLU ORMANCILIK ARAŞTIRMA ENSTITÜSÜ YAYlNLARI Central Anatolia Forestry Research Institute
Teknik Bülten /Technical Bullatin No: 281
ABSTRACT
In wood industry, the suıiace qualities of wood and wood-based materi- als have a great importance. The increase in the demand for wood products and the lack of forest resources make it necessary for the wood raw materi- al to be exploited in the most productive way.
In furniture industry, the most important factor effecting quality is suıiace
roughness. In furniture production, the preparations done before gluing, var- nishing, puttying effects suıiace quality.
Today in millwork and furniture production, suıiaces are varnished and dyed after eye and hand controls. As a result of these controls done with non-scientific methods, not only degraded suıiaces formed but also too many upper suıiace materials (tools) are used unnecessarily. So, in order to obtain smooth suıiaces and to economize upper suıiace tools it is necessary to use equipments, which are developed for this purpose instead of classi- cal suıiace control methods.
In this study, bornmullerian fir (Abies bommu/leriana Mattf.) used in furni- ture and millwork industries has been selected as a test material.
Suıiace roughness has been determined according to tree species, cut- ting direction, knife number, sand paper number, feeding velocity and mois- ture variations with Stylus Tracing Technique.
ÖZ
Ağaç işleri endüstrisinde odun ve odun kökenli malzemelerin yüzey kali- tesi çok önem taşımaktadır. Orman ürünlerine olan talebin artması ve orman
kaynaklarının giderek azalması odun hammaddesinin en verimli şekilde de-
ğerlendirilmesini zorunlu kılmaktadır.
Mobilya endüstrisinde kaliteyi etkileyen faktörlerin başında yüzey düzgün-
lüğü kalitesi gelmektedir. Masif mobilya üretiminde tutkallama, vernikleme, macunlama ve boyama işlemlerine başlamadan önce yapılan hazırlık işlem
leri, yüzey kalitesini etkilemektedir.
Günümüzde değrama ve mobilya üretiminde yüzeyler gözle ve elle yapı
lan kontrollerden sonra boyama ve vernikierne işlemlerine tabii tutulmaktadır.
Bu şekilde bilimsel olmayan yöntemlerle yapılan kontroller sonucunda, bozuk yüzeyler oluşabileceği gibi, gereğinden fazla üst yüzey gerecinin kullanılması
da söz konusu olmaktadır. Bu nedenle bilinçli olarak pürüzsüz yüzeyleri elde edebilmek ve üst yüzey gereçlerinden tasarruf edebilmek için klasik yüzey kontrol yöntemleri yerine bu amaçla geliştirilmiş cihazlardan faydalanılması
gerekmektedir.
Bu çalışmada mobilya ve değrama endüstrisinde kullanılan Uludağ Gök- nan (Abies bommü/leriana Mattf.) deneme materyali olarak seçilmiştir.
Yüzey pürüzlülüğü ağaç türü, kesiş yönü, bıçak sayısı, zımpara numarası,
beslenme hızları ve rutubet değişimlerinin etkilerine göre Dokunmalı lğneli Tarama Yöntemine göre belirlenmiştir.
ÖNSÖZ
"Uludağ Göknan (Abies bommü/leriana Mattf.) Odununun Yüzey Pürüzlü- lük Değerlerinin Belirlenmesi" adlı bu çalışma ile; rendelenmiş ve zımparalan
mış Göknar deneme numunelerinin % 12 ve % 30 rutubette teğet ve radyal yönde kesildikten sonra, rendelerne ve zımparalama işleminde uygulanan besleme hıziarına göre yüzey pürüzlülüğü dokunmalı iğneli tarama yöntemi ile ölçülerek değerlendirilmesi ve buna bağlı olarak son kullanım kalitesinin ve verimliliğinin yükseltilmesi amaçlanmıştır. Ülkemizde mobilya ve dağrama üretiminde kullanılan Göknar odununun pürüzlülük değerlerine çeşitli yüzey
işlemlerinin, farklı rutubetierin ve kesiş yüzeylerinin etkileri araştırılmıştır.
Araştırma materyalleri Yaylacık Araştırma Ormanındaki Uludağ Göknan
meşçerelerinden temin edilmiştir. Araştırma örneklerinin kaba ölçülerde kesil- mesi, klimatize edilmesi ve yüzey pürüzlülük değerlerinin ölçülmesi Iç Anado- lu Ormancılık Araştırma Enstitüsü, Orman Ürünleri laboratuarında gerçekleş
tirilmiş olup örneklerin net ölçüde kesilip rendelerne ve zımparalama işlemle
rinin yapılması ise Hacettepe Üniversitesi Ağaç Işleri Endüstri Mühendisliği Bölümü makine atölyesi ve Tepe Kapı-Dağrama AŞ. atölyesinde gerçekleşti
rilmiştir.
Bu çalışmanın başlangıç aşamasından bitişine kadar gerek literatür aşa
masında gerekse verilerin değerlendirilmesi ve sonuçlandırılmasında çok bü- yük emeği geçen bu projenin danışmanı ve Ağaçişleri Endüstri Mühendisliği
Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Salih ASLAN' a teşekkür ederim. Ayrıca;
araştırma deneme materyallerinin alındığı bölgede bize yakın ilgi gösteren
meslektaşlarımıza, deney numunelerinin hazırlanmasında ve deneyierin yapıl
masında emeği geçen Nihat Barış, Emre Ekinci ve bölümümüz mühendisleri ile elde edilen verilerin değerlendirilmesinde emeği geçen Enstitümüz Proje Planlama ve Değerlendirme Bölümü Başmühendisi Enver Öztekeşin'e teşek
kürü bir borç bilirim.
Çalışmanın uygulayıcıya ve araştırmacılara yararlı olmasını dilerim.
Ankara, 2001 ErnellLTER
Kimya Yüksek Mühendisi
IÇINDEKILER
ÖZ ... 3
ABSTRACT ... 4
ÖNSÖZ ... 5
GIRIŞ ... 9
1. LITERATÜR ÖZETI ...•... 1 O 2. GENEL BILGILER ... , ... 16
2.1. Uludağ Göknan Hakkında Genel Bilgiler ... 16
2.1.1. Uludağ Göknarının Doğal Yayılışı ... 16
2.1.2. Uludağ Göknarının Özellikleri ... 16
2.1.2.1. Botanik Özellikleri ... 16
2.1.2.2. Makroskobik Özellikleri. ... 16
2.1.2.3. Mikroskobik Özellikleri ... 17
2.1.2.4. Fiziksel ve Mekanik Özellikleri ... 18
2.1.3. Göknar Odununun Kullanım Yerleri ... 19
2.2. Araştırmada Kullanılan Alet ve Makineler ... 20
2.2.1. Yüzey Pürüzlülük Ölçme Aleti. ... 20
2.2.2. Etüv Fırını ve Klimatize Odası. ... 22
2.3. Ağaç Işleri Endüstrisinde Üstyüzey lşlemleri.. ... 22
2.3.1. Rendelerne Işlemi ... 22
2.3.2. Zımparalama ... 23
2.4. Yüzey Pürüzlülüğü ... 23
2.4.1. Ağaçişleri Sektöründe Yüzey Pürüzlülüğünün Önemi ... .... 24
2.4.2. Yüzey Pürüzlülüğünü Etkileyen Faktörler ... .... 25
2.4.2.1. Biçme Teknikleri. ... 25
2.4.2.2. Ağaç Türü ... 25
2.4.3. Yüzey Pürüzlülüğü Belirleme Metotları ... .... 26
3. MATERYAL ve YÖNTEM •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••• 26
3.1. Deney Materyallerinin Elde Edilmesi ... 26
3.2. Deney Numunelerinin Hazırlanması ... 27
3.3. Ölçü ve Sayımlar ... 28
3.4. Yüzey Pürüzlülük Değerlerinin Tayini. ... 29
3.5. Istatistiki Metotlar ... 31
4. VERILERIN DEGERLENDIRILMESI ve BULGULAR .•.•••••••••••••••••.••.•.•.•..•. 31
4.1 . Ra için Yüzey Pürüzlülük Verilerinin Değerlendirilmesi. ... 31
4.2. Rmax (Ry) için Yüzey Pürüzlülük Verilerinin Değerlendirilmesi ... 35
4.3. Rz için Yüzey Pürüzlülük Verilerinin Değerlendirilmesi ... 39
5. SONUÇ, T )\RTIŞMA ve ÖNERILER ••••••.•.•••••.•••••••••••••.••••.••••••.•••••••.••••••.. 41
5.1. Rutubet Değişiminin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi. ... 41
5.2. Kesiş Yönünün Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi. ... 41
5.3. Yüzey Işlemlerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi ... 42
ÖZET ... 44
SUMMARY ... 45
KAYNAKÇA ... 46
Giriş
Günümüzde ormancılık, toplumun orman ürünlerine ve hizmetlerine olan gereksinimlerini devamlı olarak karşılamak amacıyla teknik, sosyal, ekono- mik, kültürel, yönetsel ve biyolojik çalışmaların tümünü kapsayan çok yönlü ve sürdürülebilir bir etkinliktir.
Türkiye'nin orman varlığı gelişmiş ülkelere göre düşük bir düzeydedir. Kişi başına düşen orman alanı 0.34 hektardır. Ormanlarımızdan elde edilen ürün- ler halen orman ve orman ürünlerine olan ihtiyacını karşılamaktan uzaktır. Son zamanlarda Türkiye yılda ortalama 1.3 milyon m3 kereste ithal etmekte ve bu- na karşılık 100 Milyon $ ödemektedir. Bununla ilgili değerler Çizelge 1 'de ve-
rilmiştir {Konukçu, 2001).
Çizelge 1 : Orman sanayinde yıllara göre ihracat - ithalat verileri Table 1 : Export and import data in forest sector according to years
Yıllar Ihracat ( .000 $) Ithalat ( .000 $)
Years Export {.000 $) lmport ( .000 $)
Yuvarlak Odun Orman Dışı Ürünler Yuvarlak Odun Orman Dışı Ürünler Roundwood Other non-woods Roundwood Other non-woods
1996 790 42.770 133.142 5.310
1997 316 39.740 106.558 12.116
1998 970 37.530 126.462 5.528
1999 742 39.486 104.357 20.060
2000 1.305 5.875 128.929 20.418
Bütün bu değerler dikkate alındığında, ülkemizde yetişen ağaç türlerimizin
{ormanlarımızın) kalitelerinin iyileştirilmesi, verimlerinin arttırılması ve odunun teknik niteliklerine en uygun kullanım alanlarında değerlendirilmesi gerektiği
söylenebilir. Öte yandan odunun kullanım alanlarının genişletilmesi daha az boya, vernik vb. üst yüzey malzemelerinin kullanılması ile birlikte daha az tut- kala daha iyi yapışma imkanlarının sağlanması da gerekmektedir. Bu neden-
le daha düzgün ve pürüzsüz yüzeylerin elde edilmesi ile bu olanaklar sağla
nabilir.
Göknar yurdumuzda yetişen önemli ağaç türlerindendir. 627143 ha ile toplam orman alanımızın yaklaşık %3'ünü oluşturmaktadır. Türkiye'de 4 tür ile temsil edilen göknarlardan Uludağ Göknarı, Kızılırmak ile Uludağ arasında yetişen ve 2000 m rakıma kadar çıkabilen kullanım alanı oldukça fazla olan bir türdür. Bu türün kullanım alanlarının genişletilmesi amacı ile gerek Araş
tırma Enstitüleri gerekse Üniversitelerde birçok araştırma yapılmıştır.
Bu çalışmanın amacı ülkemizde geniş bir kullanım alanı olan Uludağ Gök- nan odununun yüzey pürüzlülük değerini azaltarak üst yüzey işlemlerinde da- ha az vernik, boya ve tutkal kullanımını sağlamak ve en düzgün yüzeyi elde edecek yöntemi tespit etmektir. Bu amaçla Uludağ Göknarının doğal olarak
yetiştiği Yaylacık Araştırma Ormanından 8 ağaç seçilmiştir. Seçilen bu ağaç
lar kesilerek Enstitümüz Odun Teknolojisi Laboratuarına getirilmiştir. Bu ağaç
lardan usulüne uygun olarak alınan örneklere gerekli işlemler yapılarak yüzey pürüzlülükleri tespit edilmiştir. Çalışma beş bölümde incelenmiştir. Ilk üç bö- lümde sırasıyla Literatür Özeti, Genel Bilgiler ile Materyal ve Yöntem konula-
rı verilmiştir. Dördüncü bölümde değerlendirmeler gerçekleştirilmiş, beşinci
ve son bölümde ise değerlendirmelerden elde edilen sonuçlar uygulama açı
sından yorumlanarak önerilerde bulunulmuştur.
1. Literatür Özeti
Yüzey pürüzlülüğü çalışmaları metal endüstrisi ile başlamış daha sonra
ağaç işleri endüstrisine girmiştir. Odun yüzeylerinin "Topografik Nicel Bir Yön- temle Incelenmesi" adlı çalışmada, orman ürünleri endüstrisinde geleneksel olarak bilinen yüzey sınıflandırmasını sayısal olarak tanımlamıştır. Yüzeydeki
değişiklikleri sürekli olarak kaydedip profilini çıkarmış ve istatiksel olarak de-
ğerlendirmiştir. Ancak bu yöntemin ağaç işleme endüstrisine uyurnun sağla
namadığı sonucuna varmıştır. Yüzey pürüzlülüğü ölçümünde kullanılan maki- ne ve yöntemler teknolojinin gelişmesi ile beraber daha ileriye gitmiş ve ge-
liştirilmiştir. Bugüne kadar denenmiş yöntemlerden dokunmalı iğneli tarama yönteminin diğer yöntemlere göre daha avantajlı olacağı belirtilmiştir {Hjorth and Holtrog, 1958).
Elmendorf and Vaughan, (1958) "Odun Yüzey Pürüzlülüğü Ölçme Yönte- minin Incelenmesi" konulu çalışmalarında, işlenmiş odunun yüzey düzgünlü-
ğünü belirlemede, odun yüzeylerinin, fotoğraf çekim yöntemleri ile ışık yansıt
ma yöntemleri karşılaştırılmıştır. Metal yüzeylerin düzgünlüğünü belirlemede
kullanılan aletleri tanımlamışlar, bunları planyalama, zımparalama, macunla- ma ile düzeltilmiş odun yüzeylerinin karşılaştırılmasında kullanmışlardır. Yüze- yin zımparalanması sonucu yüzeyde oluşan pürüzlerin, girintiler ve çıkıntılar arasındaki yüksekliklerle ilgili olduğunu tespit etmişler ve bu pürüzlerin ma- cunlarla düzeltilmesi fikrini ortaya koymuşlardır.
Stumbo, (1960) "Kalite ve Ürün Kontrolü için Yüzey Pürüzlülük Ölçmesi"
konulu derleme çalışmasında; ayrıntılı olarak odunun yüzey karakteristikleri- ni ve oluşumunu, yüzey pürüzlülüğü ölçme yöntemlerini, testere ile kesilmiş, planyalanmış, frezelenmiş ve zımparalanmış odun yüzey tekstürü araştırma
larını ve bunların uygulamalarını incelemiştir. Yüzeyleri 1. sınıf, 2. sınıf ve bo- zuk tekstür olarak üç gruba ayırmıştır. Yüzey pürüzlülük ölçmelerinin odun kökenli ürünlerin kalite kontrolünde oldukça önemli olduğunu; düzgün bir yü- zeyin özellikle tutkallama ve yüzey işlemleri gibi alanlarda sorun oluşturmaya
cağını belirtmiştir. Duyarlı ölçmelerle ve yalnız yüzey ölçme aletleri ile yapıla
bileceğini belirtmiştir.
Pahlitzch and Dziobek (1962) "Zımparalanmış Ahşap Malzeme Yüzeyleri- ne Işleme Şartlarının Etkileri" adlı çalışmalarında ahşap malzernede lif doğ
rultusunda zımpara bandı besleme hızının yüzeye etkileri araştırılmıştır. Tam kuru ağırlıkta ve rutubetli yüzeyler üzerinde pürüzlülük incelemelerinde, rutu- betli yüzeylerde pürüzlülük artış göştermiş ve bu pürüzlülük artışı numunenin
yıllık halkaları ile zımpara yüzeyinin arasındaki açıya bağlı olmadığı belirlen-
miştir. Tam kuru numunelerdeki pürüzlülük artışı, aşındırıcı taneciklerin kes-
kinliğine bağlı olduğu ve aşındırıcı taneciklerin arasının tıkanması ile pürüzlü- lük değerinin arttığı belirtilmiştir. Zımparalama işleminde baskı kuvvetinin ar-
tırılması ile pürüzlülük azalmakta, asilasyon hızının artması ile zımparalama alanı % 40 - % 100 oranında artış göstermektedir.
Peters and Cuumming, (1970) "Odun Yüzey Düzgünlüğünün Ölçülmesi"
konulu çalışmalarında odun yüzey ölçmeleri üzerinde yaptıkları incelemeler- de çok değişik tekniklerin kullanıldığını bunlardan en önemli üçünün, görün- tülü (visual), ışıklı ve iğne tararnalı yöntem olduğunu; hem yöntem hem de
yüzey standardı bakımından hiçbir sistemin yeterli olmadığını ve incelemede kolay kullanımil güvenilir sonuçlar verebilen bir yöntemin geliştirilmesi gerek-
tiğini; kesinleşmiş yüzey ölçme yöntemlerinin üretime, kalite kontrole ve
araştırma alanına katkıda bulunacağını, kısaca yüzey düzgünlüğünü belirle- menin edunun gelecekteki kullanımında kaçınılmaz olduğunu açıklamışlardır.
Peters and Mergen (1971) "Odun Yüzey Düzgünlüğünün Ölçülmesi Öne- rilen Bir Metot" adlı çalışmalarında; yüzey düzgünlüğünün belirlenmesinin üretim ve araştırmada faydalı olabileceğini, iğneli tararnalı yöntemin en uy- gun yöntem olduğunu açıklamışlardır.
Birgit and Östman, (1983) "Odun Kökenli Levhaların Yaşiandırma ve Yıp
ratmadan Sonraki Yüzey Pürüzlülükleri" adlı çalışmalarında, boyanmamış ve
boyanmış odun kökenli levhaların yüzey pürüzlülüklerini, 3 ı.ım çaplı iğne uç ile 5 cm uzunluğundaki levhalarda incelenmiştir. Değişik yıpratma metotları değişik sonuçlar vermiştir. Değişik şekillerde boyanmamış levhalarda hızlan
dırılmış yaşiandırma ve yıpratma testlerinde levha yüzey düzgünlüklerinde önemli farklar bulunmuş ve lif levhaların yapımında kullanılan tutkal türüne
bağlı olmadığı belirlenmiştir. Ahşap levhalarda ise çok küçük yüzey değişik
liklerinin olduğunu, kontrplakta mikro çatlakların hissedilecek derecede derin
olduğu belirtilmiştir. 4 yıllık doğal havalandırma şartlarında levha yüzeylerinde
hızlandırılmış metotlara göre daha az yüzey bozukluğu olduğu belirtilmiştir.
Faust and Rice, (1986) "Sarıçam Kaplama Yüzeylerinin Pürüzlülük Karak-
teristiği" konulu çalışmalarında 30.5 cm ebadında kare kesitli olarak hazırla
nan ve % 6-7 rutubetli sarıçam kesme kaplama yüzeylerini görsel olarak üç pürüzlülük sınıfına (kaba, orta, düzgün) ayırarak pürüzlülük durumunu sapta-
mışlardır. Pürüzlü kaplama levhalar yapışma kalitesini düşürmüştür.
Timothy, (1987) "Görüntü Analizi ile Kaplama Yüzey Pürüzlülüğünün Anın
da Ölçülmesi" konulu çalışmasında odun esaslı malzemelerin yüzey kalitesi- nin önemini ve ölçme yöntemlerini ele almış bu yöntemleri iki ana gruba ayır
mıştır. Bu yöntemleri dokunmalı ve dokunmasız yöntem olarak tanımlamıştır.
Dokunmalı yöntem olan iğneli tararnalı ölçümler sonucunda kaplama yüzey- lerini pürüzlü, orta ve düzgün olmak üzere üç pürüzlülük sınıfına ayırmıştır.
Sadoh, Kyoto and Nokato, (1987) "Fiziksel ve Dokunsa! Açıdan Ahşabın
Yüzey Özellikleri" konulu çalışmalarında işlenmiş edunun fiziksel ve anatomik
özellikleri incelenmiştir. Yüzey profili olarak işlenmiş ahşap malzemenin gör- sel ve dokunsa! etkilerini inceleyerek yüzey pürüzlülüklerini belirtmişlerdir.
Farklı şekillerde işlenmiş ahşap malzemenin yüzeyini 2 ı.ım çapında iğne uç kullanarak dokunmalı iğneli tararnalı yüzey pürüzlülük ölçme aleti ile liflere dik olarak ölçmüşlerdir. Ra yüzey pürüzlülük değerini değişik ahşap malzerneye göre belirlemişlerdir. Yıllık halkaları geniş olan ahşap malzemenin yüzey pü- rüzlülük değerinin daha yüksek olduğu belirtilmiştir.
Cutri, Moycock and Parkin, ("1991) "Rendelenmiş ve Şekillendirifmiş Ke- reste Ürünlerinin Yüzey Ölçümleri" konulu çalışmalarında, rendelenmiş ve iş
lenmiş kereste ürünlerinin yüzey kalitesinin üretim sırasında makineden etki-
lendiği belirtilmiştir. Rendelerne ve şekillendirme işlemi sırasında yapılan öl- çümlerde, lazer ölçüm yöntemi kullanılmış, dokunmalı iğneli tararnalı ölçüm sisteminin, rendelerne ve şekillendirme işlemi sırasında makinenin besleme
hızından ve titreşiminden etkilendiği bu ölçüm sisteminin şekillendirifmiş yü- zeylerin ölçümü için uygun olmadığı belirtilmiştir.
Örs, Kalaycıoğlu ve Çolakoğlu, (1991) "Şerit Testere Diş Geometrisinin Ke- reste Yüzey Kalitesine Etkisi" konulu araştırmalarında, 20-30 cm çaplarında
ki sarıçam (Pinus sylvestris L.) tomrukları, 120'1ik şerit testere makinesinde
hazırlanan dört farklı diş geometrisine göre biçilerek bu amaçla en uygun diş
profilini belirlemeye çalışılmıştır. 33 adet kereste üzerinde yapılan ölçümler sonucunda testereye veriliş yönünün yüzey pürüzlülüğüne etki etmediği, diş
geometrisinin oldukça etkili olduğu belirlenmiştir. En iyi yüzey kalitesi tüm
dişler ezilmiş ve egalize edilmiş diş geometrisi ile biçilen kerestelerde oldu-
ğu görülmüştür.
Hızıroğlu and Sachland (1993) "Yonga Levhalarda Boyuna Genleşme ve Yüzey Stabilitesi" konulu çalışmalarında, titrek kavak ve kızılçam odunların
dan laboratuar koşullarında üretilen yonga levhalarda yüzey kalitesi ve yüzey stabilitesini boyuna genleşmeye göre değerlendirmişlerdir. Kızılçam tomruk-
larının genç odunlarından üretilen levhaların boyuna genleşmesinin anormal derecede yükseklik gösterdiğini, titrek kavak türünden üretilen levhaların da- ha az fark gösterdiğini, yonga levhaları melaminli kağıtla kapiayarak yüzey kalite ve stabilitelerini ölçmüşlerdir. Yonga boyutunun artışı boyuna genleş
meyi artırmış, % 50 bağıl nemde levha özgül ağırlığı artışının boyuna genleş
meyi bir miktar artırmış, % 50 bağıl nemden % 80 bağıl neme getirilen yon-
ga levhalarda pürüzlülük miktarının rutubete bağlı olarak önemli miktarda art-
tığı ve özgül ağırlığın etkisinin önemli olmadığı, levha özgül ağırlığı yüzey sta- bilitesinde özgül ağırlık artısının yüzey stabilitesini önemli ölçüde azalttığını belirlemişlerdir.
Gürtekin (1996} "Rendeleme Makinelerinde Kesme ve Ilerleme Hızının Ah-
şap Yüzeyi Kalitesine Etkisi" konulu yüksek lisans tez çalışmasında, mobilya üretiminde yaygın olarak kullanılan kayın, karaçam örneklerini rendelerne makinesi ile işleyerek, rendelerne makinelerinin ilerleme hızı, kesme hızı ve kesici sayısına bağlı olarak işlenen ahşabın yüzey kalitesinde meydana ge- len etkilenmelerini araştırmıştır. Yüzeylerde kalite faktörü olarak yüzey düz-
günlüğü, yüzey çentikliliği ve pürüzlülüğü, bıçak izi yanık oluşumu, yüzeyde yaz odunu ezilmesi, lif uçları uzamasının olup olmadığına göre değerlendirme yapmıştır. Sonuçta, pürüzsüz ve düzgün yüzey elde etmek için, ilerleme hı
zını düşürmek, kesme hızını ve kesici sayısını artırmak gerektiğini tespit et-
miştir.
Hızıroğlu ve Schland, (1994) "Odun Kompozitlerinin Yüzey Tekstürü ve
Gelişimi" konulu çalışmalarında, yüzey profillerinin dokunmalı iğneli tararnalı
yüzey pürüzlülük ölçme aleti ile ölçüldüğünde, hissedilen profiller olduğunu
ve iğne ucun hiçbir zaman odunun içine girmediğini , bu nedenle kayıt edilen profillerin yüzeyin geometrisine bağlı olduğu belirtilmiştir. Iğne ucun net ağır
lığının yüzeyi zedelemesi halinde de elde edilen profilin gerçek yüzey profilini
etkilemediği saptanmıştır.
Richter, Feist and Knaebe, (1995) "Işlemenin Perfermansına Yüzey Pürüz-
lülüğünün Etkisi, Pürüzlülük Karakterizasyonu ve Boya Performansı" adlı ça-
lışmalarında yüzey pürüzlülüğü 5 kategoride ve 3 ahşap örneğinde incelen-
miştir. Zımparalanmış ve rendelenmiş ahşabın yüzey pürüzlülüğünün, yüzeye uygulanan cila miktarını çeşitli şekillerde etkilediğini ve cila yayılma oranı ile yüzey pürüzlülüğünün birbirine bağlı olduğu belirlenmiştir. Yüzey zımparala
ma işleminin ciladan önceki en çok hata yapılan işlem olduğunu ve iyi zımpa
ralanmış yüzeylerin her zaman için daha az boya gerektirdiğini belirtmişlerdir.
Baykan, (1996) "Rendelenmiş ve Zımparalanmış Masif Mobilya Yüzeyle- rinde Yüzey Pürüzlülüklerine Ilişkin Araştırmalar" konulu doktora tezi nde, ren-
delenmiş ve zımparalanmış doğu kayını ve sarıçam malzemenin kesiş yönü- ne, rutubet değişimine ve rendelerne veya zımparalama işleminde uygulanan
2. Genel Bilgiler
2.1. Uludağ Göknan Hakkında Genel Bilgiler 2.1.1. Uludağ Göknannın Doğal Yayliışı
Uludağ Göknan (Abies bornmülleriana Mattf.) nın gelen yayılış alanı Kızı
lırmağın deniz döküldüğü yer ile Uludağ arasında kalan Batı Karadeniz Böl- gesi ile Kocaeli Havzasıdır. Bu kesimdeki dağlar, Doğu Karadeniz dağlarında olduğu gibi sıra dağlar karakterinde olmadığından, bu göknar taksonunun ya-
yılışı da sürekli olmayıp kesintili bir durum gösterir. Bazen saf, çoğu kez Fa- getum ve Abietum zonlarında kayın ve çarnlara karışır. Çoğu kez 11 00 - 1800 metre yükseltiter arasında yayılmakla birlikte, bazende 2000 metreye değin,
bir başka değişle üst orman sınırına ulaşmaktadır. En güzel ormanlarını Ayan-
cık, llgaz Dağları, Bolu Seben Dağları, Boyabat Göktepe Ormanları, Abant ve
Uludağ'da oluşturmaktadır. Doğu Karadeniz Göknarının aksine Uludağ Gök- nan bulunduğu meşçerelerde çoğu kez egemen ağaç durumundadır (Anşin,
Özkan, 1997).
2.1.2. Uludağ Göknannın Özellikleri
2.1.2.1.Botanik Özellikleri
Uludağ Göknarının günümüz literatüründeki ismi Abies nordmanniana (Stev.) Spach. subsp. bornmülleriana (Mattf.) Coode et Cullen olmakla birlik- te sinanimi Abi es bornmüf!eriana Mattf.' dır. Bu alt tür Türkiye'ye özgü bir en- demi k takson olup, ünlü botanikçi Bornmüller'in adını almıştır. Uludağ Gök- nan, çoğunlukla 40 metreye kadar boylanabilen birinci sınıf orman ağacıdır.
Ana türe çok yakından benzemekle birlikte, genç sürgünlerin çıplak, tomur-
cuklarında reçineli olmasıyla ondan ayrılır. Kozalak, iğne yaprak gibi öteki tüm morfolojik özelliklerce Doğu Karadeniz Göknarının hemen tümüyle aynısıdır.
Ayrıca, iğne yapraklarının bazılarının üst yüzlerinin uç kısımlarında da beyaz stoma lekeleri görülmektedir (Anşin, Özkan, 1997).
2.1.2.2. Makroskobik Özellikleri
Uludağ Göknan (Abies bornmüfleriana Mattf.) nın odunu enine kesitte da- ha koyu renkte bir öz odununa sahip olmayıp, rengi sarımsı veya kırmızımsı
besleme hıziarına göre yüzey pürüzlülüğü belirlenmiştir. Yüzey pürüzlülük öl- çümlerinde 448 adet deney numunesinden yararlanılmış, ölçümler liflere dik olarak yapılmıştır. Sonuçta doğu kayını odununda, sarıçam odununa göre daha pürüzsüz yüzey saptanmıştır. Teğet kesitte radyal kesite göre düşük
besleme hızında ve düşük rutubet değerinde pürüzsüz yüzeyler elde edildiği belirtilmiştir.
Dereli, (1997) "Kızılçam ve Orta Yoğunlukta Lif Levhalarda Yüzey Pürüzlü- lüğünün Tayini Üzerine Araştırmalar" adlı yüksek lisans tezinde; 4 bıçakla rendelenen kızılçam yüzeylerinin 2 bıçakla rendelenenlerden, 1 00 numara ile
zımparalanmış yüzeylerin 80 numaralıdan daha düzgün yüzey verdikleri be-
lirlenmiştir. Ayrıca aynı çalışmada Türkiye'de üretim yapan üç firmanın
MDF'Ieri arasında yüzey pürüzlülük değerleri bakımından yeterli bir farklılık bulunmadığı tespit edilmiştir.
Yalçınkaya, (1997) "Sapsız Meşe ve Karaçarnın Yüzey Pürüzlülük Değer
lerinin Araştırılması" adlı yüksek lisans tezinde zımpara tFine büyüklüklerinin ve besleme hızlarının karaçam ve sapsız meşe yüzeylerinde farklı etkide bu-
lunduğunu belirlemiştir.
Aysel M., Doğu, K. (1997) "Karaçam ve Kızılçarnda Zımpara türü ve işle
minin yüzey pürüzlülüğüne etkisi" adlı yüksek lisans tezinde kızılçam ve ka- raçam yüzeylerinde 40,50,60,80 ve 120 numaralı zımparaların yüzey pürüzlü- lükleri üzerine etkisini belirlemişler ve zımpara numarası büyüdükç~ daha düzgün yüzey verdiklerini saptamışlardır.
Balkız, (2000) "Ağaçişleri Endüstrisinde Kullanılan Önemli Bazı Yerli Ağaç Türleri Odunlarının Yapışma Özelliklerinin Tespiti Üzerine Araştırmalar" konu- lu yüksek lisans tezinde dört ağaç türü incelenmiş ve en pürüzsüz yüzeylerin
sırasıyla sarıçam, göknar, kayın ve meşe'de olduğu bulunmuştur.
beyazdır. Bilhassa genç ağaçların odunu yaşlı ağaçlara nazaran daha açık bir renk gösterir. Yıllık halka sınırları keskin ve belirli olup hafif dalgalıdır. likbahar odunundan yaz odununa geçiş ani olmayıp yavaş yavaştır. Yaz odunu ile ilk- bahar odunu arasında belirli bir renk farkı mevcuttur. Yaz odunu, ilkbahar odunundan başlamak üzere evvela fildişi rengini andıran bir renkten sonra
açık kahverengi ve sonra morumsu bir renk tonuna sahip olan kahve renkte- dir. Ladin odununa benzerlik gösterirse de reçine kanallarının mevcut olmayı
şı, yapısının daha kaba oluşu ve aynı zamanda renginin biraz donuk ve daha ziyade kırmızımsı olması ile ayırt edilir. Ladinde renk daha sarımsı beyaz olup genel olarak Göknardan daha açıktır. Boyuna kesitte odun donuk olup par-
laklık göstermez. Yumuşaktır, çok kolay ve düzgün yüzeyler teşkil ederek ke- silir. Öz ışınları doğrudan doğruya gözle fark edilmez. Özgül ağırlığı düşüktür.
Uludağ Göknan taze halde işlendiği zaman hafif aromatik bir kokuya sahiptir.
Bu olay özellikle kereste fabrikalarında biçme esnasında fark edilebilir. Fakat, bu aromatik koku kurumayı takiben tamamen kaybolmaktadır (Yaltırık, 1988).
Uludağ Göknarı' nın kabuğu gençlikte ince, yüzeyi düzgün, yeknesak kül renklidir. Kabuk üzerinde ufak, belirli reçine kabarcıkları görülür. Sonraları,
takriben 40 yaşından itibaren gövdenin aşağı kısımlarından başlayarak, yaş
ilerledikçe yukarıya yükselrnek üzere üzerinde uzunluğuna ve enine, fakat dü- zensiz yarıntılar bulunan pullar teşekkül eder ve kabuk pullu bir hal alır. Renk,
yanntılarda kahverengimsi, pullarda ise kül rengidir.
2.1.2.3. Mikroskobik Özellikleri
Enine kesitte zarları ince ve hücre boşlukları geniş olan ilkbahar odunu tra- heidleri ile çok daha dar ve kalın zarlı yaz odunu traheidleri arasında büyük bir fark göze çarpmaktadır. Yaz odunu traheidleri yarıçap ve teğet yönlerde
basılmış gibi yassı bir durum gösterirler. Odun dokusu içerisinde reçine ka-
nalları mevcut değildir.
Aytuğ (1959)' un araştırmalarına göre kenarlı geçitler, ilkbahar odunu tra- heidlerinin radyal zarları üzerinde genel olarak seyrek vaziyette sıralanmışlar
dır. Çok nadir olarak sık bulunurlar ve bu durumda aralarında krasülleri ihtiva ederler. Geçitler tek sıralı olmakla beraber çift sıralı olarak da müşahede edil-
miştir. Birbirini takip eden bu kenarlı geçit çiftlerinin sayısı dördü geçmemek- tedir. Çift sıralı dizilişte de kenarlı geçitler seyrektir. ilkbahar odunu traheitle-
rinin radyal zarları üzerindeki kenarlı geçitierin 1 mm2 deki sayısı ortalama 600 adet bulunmuştur. lıkbahar odunu traheitlerinin radyal zarları üzerindeki ke-
narlı geçitierin çapları 20 ı..ı., tarusların çapları 9m dur. Yaz odunu traheitlerin- deki kenarlı geçitierin çapları ise 1 Oı..ı., tarusları 3.5ı..ı. dur. likbahar odun u tra- heitleri ile öz ışınlarının karşılaşma yerlerinde bulunan basit geçitler "Cupres- soid" tipte, çapları ortalama 6ı..ı., yaz odunu traheitleri ile öz ışınlarının karşı
laşma yerlerinde bulunan basit geçitler ise "piceoid" tipte ve çapları 3.5ı..ı. dur.
Ortalama olarak traheitlerin uzunlukları 3.347 mm, sınır değerleri (1.3- 4.9 mm), genişlikleri 38.9ı..ı., sınır değerleri (24.0- 28.0 ı..ı.), zarlann kalınlığı 7.64ı..ı., sınır değerleri (1.0 - 13.0 ı..ı.) dür.
Öz ışınları tek sıralı olup, iki sıralı diziliş pek ender olarak görülmektedir.
Yalnız paranşim hücrelerinden oluşan "homojen" bir yapıya sahiptir. Yüksek- likleri hücre sayısı olarak ortalama 1 0.5, en fazla 34 tür. Özışınlarının mikro n olarak maksimum yüksekliği 630ı..ı., maksimum genişliği 20ı..ı. dur. Çift sıralı özı
şınlarının maksimum genişliği ise 35 ı..ı. dur. Özışınlarının odun hacmindeki iş
tirak oranı %9.146 dır. Karşılaşma yerlerinde özışınlarının kenardaki paranşim
hücreleri zarlarının iç yüzleri dalgalıdır ve bu dizideki hücreler içerisinde çok defa kalsiyum oksalat kristalitleri görülür. Bir karşılaşma yerindeki basit geçit- Ierin sayısı ortalama 3 adettir.
2.1.2.4. Fiziksel ve Mekanik Özellikleri
Uludağ göknan odununun fiziksel ve mekanik özellikleri Çizelge 2' de ve-
rilmiştir (Bozkurt ve Göker, 1996).
Çizelge 2 : Uludağ göknan odununun fiziksel ve mekanik özellikleri Table 2 : Physical and mechanical properties of bornmullerian fir wood
Tam Kuru Özgül Ağırlık (gr/cm3) 0.400 Hava Kurusu Özgül Ağırlık (gr/cm3) 0.429
Hacim Yoğunluk Değeri (kg/m3) 350
Liflere paralel 0.60
Daralma Radyal 4.3
Yüzdeleri Teğet 8.6
(%) Hacmen 13.0
Liflere Paralel Basınç Direnci (kg/cm2) 374 Liflere Paralel Çekme Direnci (kg/cm2) 620 Liflere Dik Çekme Direnci (kg/cm2) 14.4
Eğilme Direnci (kg/cm2) 730
Dinamik Eğilme Direnci Radyal 0.45
kgm/cm2) Teğet 0.26
Elastikiyet Modülü (gr/cm2) 83000
Makasiama Direnci (kg/cm2) 46
Yarılma Direnci (kg/cm2) Radyal 6.5
Teğet 6,9
Brinel Sertlik Radyal 1.95
(kg/mm2) Teğet 0.86
2.1.3. Göknar Odununun Kullanım Yerleri
Göknar türlerimizin odunlarının çok geniş kullanım alanları vardır. Küçük gövdeli odunlarmaden direği, tarım aletleri, telefon direği gibi yerlerde kulla-
nılmaktadır. 35 - 40 cm çapındakiler sütun yapımında, bıçkı ve marangozluk- ta, ayrıca çatı yapımında kullanılırlar. Göknarlar müzik aletleri, ambalaj san-
dıkları, mobilyacılık, inşaat kerestesi, kağıt ve selüloz odunu olarak oldukça aranan bir oduna sahiptir. Ayrıca lif levha, yonga levha ve kontrtabla sanayi gibi birçok alanda kullanılabilmektedir (Aslan, 1994).
2.2. Araştinnada Kullanılan Alet ve Makineler
Tomruklar halinde getirilen deney numunelerinin ebatlandırılmasında ve
yapışma yüzeylerinin hazırlanmasında aşağıda isimleri yazılı ağaçişleri en- düstrisinde yaygın olarak kullanılan makinelerden yararlanılmıştır.
1- Şerit testere makinesi 2- Kalınlık makinesi 3- Planya
4- Silindirli zımpara makinesi (kalibre zımpara)
5- Daire testere makinesi
6- Yüzey pürüzlülüğü ölçüm aleti 7- Etüv Fırın ı ve Klimatize Odası
Tomrukların kapak kısımlarının düşürülmesi ve kaba olarak kesilmesinde
şerit testere makinesinden, parçaların net ölçüye getirilmesinde planya, kalın
lık makinesi ve daire testere, numunelerin yapışma yüzeylerinin oluşturulma
sında ise kalınlık makinesi, daire testere ve kalibre zımpara makinesinden ya-
rarlanılmıştır. Yapışma yüzeyi - yüzey pürüzlülük değerinin belirlenmesinde
dokunmalı iğneli tarama aleti kullanılmıştır. Bu araştırmada kullanılan yüzey
pürüzlülüğü ölçüm aleti ile etüv tırını ve klimatize odası hakkında ayrıntılı bil- giler aşağıda verilmiştir.
2.2.1. Yüzey Pürüzlülük Ölçme Aleti
Bu çalışmada, yüzey pürüzlülük ölçme aleti olarak, dokunmalı iğne tara-
malı yüzey pürüzlülük ölçümü test cihazı kullanılmıştır. Bu test cihazı metal ve
ahşap malzemelerin yüzey pürüzlülüğünün ölçümünde kullanılabilmektedir.
Test cihazının kısımları, ana gövde buna bağlı olan iğne uç parçası ve özel de- tektördür. Şekil 1' de yüzey pürüzlülük ölçüm test cihazının şematik resmi gö- rülmektedir.
;r
Şekil1. Yüzey pürüzlülük ölçüm test cihazı (Mitutoyo SJ-301) Figure 1. Surface roughness tester (Mitutoyo SJ-301)
1.2kg
Yüzey pürüzlülük ölçme aletinde ana gövde içinde bir sürücü bulunmak- tadır. Iğne uç parçası bu sürücü üzerine monte edilmektedir. Sürücünün iler- leme hızı ölçüm sırasında saniyede 0.5 mm, dönüş sırasında ise saniyede 1 mm dir. Iğne uç parçasının ölçülecek numune üzerindeki durumu şekil 2' de
verilmiştir.
Deney numunesi Ölçüm yüksekliği ile dedektör
yüksekliği birbirine eşit olmalıdır.
Şekil 2. Iğne uç {detektör) ve bağlantı elemanı Figure 2. Dedector and driver unit
Destek
Test cihazında sınır dalga boyunda ( Ic ), değişik değer aralığında Ra, Rz ve Rmax yüzey pürüzlülük parametreleri ölçülebilmektedir. Yüzey pürüzlülük test cihazının kumanda paneli şekil 3' de verilmiştir.
SJ-301
Kontrol
Şekil 3. Yüzey pürüzlülük test cihazının kumanda paneli Figure 3. The control panel of the surface roughness tester
2.2.2. Etüv Fınnı ve Klimatize Odası
Çalışmamızda kullanılan deney materyallerini istenilen rutubet miktarına
getirmek için klimatize odasından yararlanılmıştır. Yaklaşık üç hafta süreyle klimatize odasında bekletilen deney numunelerinin rutubetlerinin tespitinde etüv tırını ve hassas teraziden yararlanılmıştır. Klimatize odasından alınan ru- tubet tespit numunelerinin önce 0,01 gr hassasiyetindeki terazi de ağırlıkları tartılmış, daha sonra 1 04 ± 2
oc
ısıdaki Etüv fırınında değişmez ağırlığa gelin- ceye kadar bekletilmişlerdir. Çalışmamızdaki deney numunelerinin rutubet yüzdeleri; hava kurusu için %12, lif doygunluğu rutubet derecesi için %30 olarak alınmıştır.2.3. Ağaç Işleri Endüstrisinde Üst Yüzey Işlemleri
2.3.1. Rendelerne Işlemi
Dönen bir kesicinin, yongaları yarı dairesel bir formda keserek keresteyi
şekillendirme işlemine rendelerne adı verilir.
Planya, kalınlık, dört taraflı kenar işleme (freze), zincirli freze ve zıvana
makineleri genellikle rendelerne işlemi yapılan makinelerdir.
Makinelerde rendelerne genellikle liflere paralel yönde yapılmakla birlikte
bazı ürünlerde konstrüksiyon gereği liflere dik yönde rendelerne yapılabilmek
tedir.
2.3.2. Zımparalama
Ağaç malzeme yüzeylerini uygun olan pürüzlülük derecesine getirmek
amacıyla sivri ve sert tanecikler ile aşındırma işlemine zımparalama denilmek- tedir. Aşındırıcı taneciklerin keskin kenarları bıçak görevi yapar. Aşındırıcı lev-
hanın hareketi yönünde uygulanan kuvvet, tanecikleri ağaç malzemenin içine
doğru aşındırma işlemine zorlar ve levhanın hareketi boyunca ağaç malze- meden küçük parçacıklar koparılmasını sağlar. Böylece yüzeydeki bıçak iz- lerinin kaldırılması boya, vernikierne vb. üst yüzey işlemlerinin uygulanması
için yüzeyin hazırlanmasında kullanılmaktadır.
2.4. Yüzey Pürüzlülüğü
Yüzey pürüzlülüğü, kullanılan imalat metotları ile ve/veya başka etkilerle ortaya çıkan, mutad tarzda başka düzensizliklerle sınırianan oldukça küçük
aralıklı yüzey düzensizlikleridir (TS. 6956). Yüzey pürüzlülükleri kullanılan ima- lat metoduna göre gözle görülebilir veya elle hissedilebilir olabileceği gibi, hassas elektronik cihazlarla ölçülebilecek büyüklüklerde de olabilir.
Hjorth (1958)' a göre yüzey pürüzlülüğü, küçük yüzey düzensizliklerinin öl- çüsüdür. Diğer bir tanımla, imalat sırasında oluşan küçük miktardaki pürüzlü- lükler ile diğer etkiler sonucu meydana gelen pürüzlerin tamamı yüzey pürüz-
lülüğü olarak tanımlanır.
Ayrıca ahşabın dış katmanı arasındaki morfolojik ilişkiler olarak tanımlan
mıştır (Richter et al., 1995).
Işlenmiş bir ağaç malzeme, lup altında bakıldığında lifler parçalanmış ve
dağlar arasında vadiler oluşmuş gibi bir görüntü verir. Bunlar, yüzeyde ortaya
çıkan girinti ve çıkıntılardan oluşan dalgalar serisidir (United Nations, 1981).
2.4.1. Ağaçişleri Sektöründe Yüzey Pürüzlülüğünün Önemi
Yüzeyleri birinci, ikinci ve üçüncü kalite olmak üzere derecelendiren Mari- an ve arkadaşları, odun ve diğer malzemeler için çeşitli yaklaşımlarda bulun-
muşlardır. Yüzey pürüzlülüğünün odunun tekstürü, kullanılan makine ve işle
me metoduna bağlı olduğunu, yüzey bozukluklarının ise; burulma, bükülme,
çalışma ve hücre çökmelerinden meydana geldiğini belirlemişlerdir (Marian et al., 1962).
Ağaçişlerinde yüzey pürüzlülüğünü etkileyen birçok faktör vardır. Bunlar- dan ağacın anatomik yapısı ve tekstürü, yüzey pürüzlülük değerini önemli öl- çüde etkilemektedir. Pürüzlülük, yumuşak odunlu ağaçlarda sert odunlu
ağaçlara göre daha fazladır. Bunların yanında, ağaç malzemelerin yüzeylerin- de oluşan çatlaklar, lif kopmaları, lif düzensizlikleri ve hücre çökmeleri de pü-
rüzlülüğü arttırıcı faktörler olarak karşımıza çıkmaktadırlar (Sieminski ve Skarzynska, 1989).
Zımparalama ve zımparalama gereçleri de yüzey pürüzlülüğünü etkileyen faktörlerdir. Zımparalama işleminde yüzeyde oluşan pürüzlülüklerin büyüklü-
ğü, zımpara numarası, makine besleme hızı ve kesici derinliğine göre farklılık
lar göstermektedir. Aşındırıcı madde boyutunun küçülmesi ve zımpara baskı
kuvvetinin arttırılması ile yüzey pürüzlülüğü daha az olmaktadır. Ayrıca lif yö- nünde yapılan zımparalamada pürüzlülük, liflere dik yönde yapılana oranla daha düşüktür.
Testere ile kesim işleminde yüzey pürüzlülüğüne, testere dişlerinin yük-
sekliği ve geometrisi ile besleme ve kesim hızlarının etkili olduğu, kesme hızı
ve kesici diş sayısının arttırılması ile yüzey pürüzlülüğünün azaldığı tespit edil-
miştir (Stumbo, 1960).
Tam kuru ve rutubetli yüzeyler üzerindeki pürüzlülük incelemelerinde, ru- tubetli yüzeylerde pürüzlülük artışının olduğu belirlenmiştir (Pahlitzch and Dziobek, 1962).
Pürüzsüz ve düzgün yüzeylerin, kaba zımparalı, kör planya bıçağıyla ren-
delenmiş, bıçak izli veya yanmış yüzeylere oranla, daha dayanıklı birleştirme
ler verdiği ispatlanmıştır. Yapıştınlacak ağaçların yüzeyleri ne kadar düzgün- se, o kadar iyi yapışma sağlanır. Kusursuz düzgünlükte birbirine temas eden iki ağaç yüzeyi, hem daha az tutkal kullanımı gerektirir, hem de daha güçlü bir
bağiantıyı gerçekleştirir 0/Vood Handbook, 1985).
Ağaçişlerinde daha az tutkal kullanmak ve boya, vernik gibi üst yüzey mal- zemelerini ekonomik olarak sarf etmek için ağaç malzemelerin yüzey pürüz- lülüklerinin kullanılan makinelere ve aletiere göre tespit edilmesi ve yüzey pü-
rüzlülüğünün amaca uygun düzeye indirilmesi gerekmektedir.
2.4.2. Yüzey Pürüzlülüğünü Etkileyen Faktörler
2.4.2.1. Biçme Teknikleri
Yüzey pürüzlülüğü açısından ağaç malzemenin kesiliş yönü etkilidir. Zım
paralama işleminin liflere paralel yapılmasında, liflere dik yapılmasına nazaran daha az yüzey pürüzlülüğü oluşmaktadır. likbahar ve yaz odunu arasındaki sertlik farkı arttıkça yüzey pürüzlülüğü de artmaktadır. Liflere dik işlemede,
paralel işlemeye nazaran daha fazla yüzey pürüzlülüğü oluştuğu ortaya kon-
muştur (Sieminski et al., 1987).
2.4.2.2. Ağaç Türü
Ağaç işleme yöntemlerinden ayrı olarak, odunun anatomik yapısındaki farklılıklar da yüzey pürüzlülüğüne etki etmektedir. Bu nedenle ağaç malze- rnede yüzey pürüzlülüğü, birinci derecede anatomik yapıya, ikinci derecede de kullanılan makine ve yüzey işleme metotlarına göre değişmektedir. Yüzey
pürüzlülüğü, yumuşak odunlarda sert odunlara nazaran daha fazla olmakta-
dır. Odun türlerinin tekstürü anatomik bir büyüme karakteristiği olduğundan
masif mobilya yüzeyleri incelenirken tekstür ve mobilya yüzeyleri farklılıkların
dan oluşan farklılıklar ayrı ayrı değerlendirilir. Bunlara ilaveten, odunun yüze- yinde oluşan çatlaklar, hücre çökmeleri, koparılmış lifler ve lif uzunluğu da yü- zey pürüzlülüğünde etkili olmaktadır. Ayrıca, odundaki doğal büyüme karak- teristiklerinden budak ve lif eğriliği oluşumları yani liflerin normal gidiş hattını
bozan faktörler, pürüzlülüğü arttırıcı etki yapmaktadır (Sieminski et al., 1989).
Zımparalamadan sonra değişik odun örneklerinin yüzey pürüzlülükleri üzerinde yapılan çalışmalar gürgen, huş, kayın ve kızılağaç odun yüzeylerinin
meşe, dişbudak, sarıçam, avrupa kayını ve titrek kavak odunlarından daha pürüzsüz olduğunu ortaya koymuştur (Sieminski et al., 1987).
2.4.3. Yüzey Pürüzlülüğü Belirleme Metotlan
Günümüzde yüzey pürüzlülüğünün belirlanebilmesi için birçok metot uy-
gulanmaktadır.
Bunlar;
Dokunmalı iğneli tarama metodu,
Işık kurdele metodu, Yüksek ışık metodu, Forster aleti,
Optik metotlar, Pnomatik metot, Kapasitans metodu,
Işık projeksiyon metodu olarak sıralanabilir
3. Materyal ve Yöntem
3.1. Deney Materyallerinin Elde Edilmesi
Deney materyalleri Yaylacık Araştırma ormanındaki Uludağ Göknan meş
cerelerinden 1200 m yükseltiden temin edilmiştir. Örnek ağaçların seçilme- sinde yön, eğim, çap, yüksel<lik ve sıklık özellikleri göz önünde tutulmuştur.
Gövde ve tepe oluşumu bakımından normal ve sağlıklı olmasına, odun rengi- nin doğal, böcek ve mantar zararlllarına uğramamış bulunmasına dikkat edil-
miştir. Ayrıca ekstrem yetişme yerlerinden kaçınılmış, fazla dallı, budaklı,
anormal tepe formları gösteren diğer ağaçların arasına sıkışmış ağaçlar alın-·
mamıştır. Toplam 8 adet ağaç seçilmiş, seçilen toplam 8 adet ağaca ait ge- nel özellikleri Çizelge 3' te verilmiştir.
Çizelge 3 : Deneme Ağaçlannın Özellikleri Table 3 : Properties of Sample Trees
Ağaç No 1.30 m'deki çapı(cm)
Tree Number
1 34
2 42
3 36
4 34
5 38
6 37
7 40
f-·
8 36
·'
Yaşı
108 119 82 139 142 105 126 98
Ağaçların 1.30 m'deki göğüs çapları ölçülmüş ve 0.30 m yükseklikten
başlamak üzere her bir örnek ağacından 1 m uzunlukta gövde kısmı alınmış
tır. Alınan bu örnekler Iç Anadolu Ormancılık Araştırma Müdürlüğü laboratu-
ariarına getirilmiş kabukları soyulmuş ve gölge bir yerde kurutulmuştur.
3.2. Deney Numunelerinin Hazırlanması
Deney materyallerinden radyal ve teğet yönde 1.6 cm kalınlığında, 6 cm
genişliğinde, 50 cm uzunluğunda parçalar biçilmiştir. Biçilen her bir parçanın
üzerine hangi ağaçtan kesildiğinin tespiti için numarası ve kesit yönü ( radyal,
teğet) yazılmıştır. Elde edilen deney numunelerinin genişlik ve uzunlukları net ölçüye getirilmiş olup kalınlıkları ise yüzeyi elde edecek makinelerdeki (zım
para ve kalınlık makinesi) işlemlerden sonra net ölçüye getirilmiştir. Deney nu- munelerinin kalınlık makinesi kullanılarak elde edilecek yüzeyleri için 512 ade- ti Hacettepe Üniversitesi Ağaç Işleri Endüstri Mühendisliği Bölümüne zımpa
ralanacak 256 adeti ise Tepe Kapı-Dağrama AŞ'ne ait fabrikaya götürülmüş
tür.
Uygulanacak yüzey işlemleri (zımparalama ve rendeleme) tamamlanan ve ilgili standartlardaki ölçülere getirilen deney numuneleri , Orman Bakanlığı Iç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü laboratuarıf1daki klima odasında
bekletilmiş, TS 2471' e göre rutubet ölçümleri yapılarak% 12 ve %30 rutu- bet derecesine gelmeleri sağlanmıştır. Hava kurusu, tam kuru ve lif doygun-
luğu rutubet değerlerinin belirlenmesinde 1/10 mm duyarlılıkla ölçüm yapa- bilen kumpas ve hassas terazi kullanılmıştır.
3.3. Ölçü ve Sayımlar
Bu çalışma için hazırlanan örneklerin yüzey pürüzlülük değerleri "Dokun- malı lğneli Tarama Metodu" ile ölçüm yapan yüzey pürüzlülük cihazında (Mi- tutoyo Surftest-301 Series) yapılmıştır.
Kullanılan yüzey pürüzlülük cihazının ölçme hızı 0.5 mm/sn, sınır dalga boyu {le) 4 mm ve ölçme uzunluğu {lt} 21 mm'dir. Yüzey pürüzlülük ölçümleri sonucunda her bir parçanın Ra, Rz ve Rmax değerleri tespit olunmuştur.
Numune yüzeylerinin hazırlanmasında kullanılan makineler, bu makinele- rin hızları ve her bir işlem için hazırlanan materyal sayısı aşağıda verilmiştir
(Çizelge 4).
Çizelge 4 : Yüzey Işlemleri ve Örnek Sayısı Table 4 : Surface Treatment and Sample Number
Kullanılan Makineler KesişYönü Makine Hızı Num.Sayısı
(m/dk)
80 Kum Radyal 5 32
Zımpara Teğet 5 32
Makinesi 100 Kum Radyal 5 32
Teğet 5 32
2 Bıçak Radyal 5 32
Teğet 5 32
3 Bıçak Radyal 5 32
Kalınlık Teğet 5 32
Makinesi 2 Bıçak Radyal 10 32
Teğet 10 32
3 Bıçak Radyal 10 32
Teğet 10 32
TOPLAM DENEY MATERYALI SAYISI 768
3.4. Yüzey Pürüzlülük Değerlerinin Tayini
Parçaların yüzey durumunu tanımlamak için 50' nin üzerinde birbirinden
farklı parametre bulunmaktadır. Bunlardan Ra, Rz ve Rmax en yaygın olarak
kullanılan parametrelerdir.
a) Aritmetik Ortalama Pürüzlülük, Ra
Kabul veya ret kararları için basit bir değer vermesinden ötürü yaygın ola- rak kullanılır. Aritmetik ortalama pürüzlülük Ra, bir örnek boyu (1) içinde ölçü- len pürüzlülük düzensizliklerinin ortalama pürüzlülük çizelgesinden (m) olan aritmetik ortalama yüksekliğidir. Ra , pürüzlülük parametresi aşağıdaki for- mülle hesaplanabilmektedir (TS 6956).
Ra = ·~ Jıy(x)ldx
o
Profil sapmalarının aritmetik ortalaması grafiği şekil 4' te verilmiştir.
Sampling length e
Evaıuation length en
=
n X eŞekil 4. Profil sapmalarının aritmetik ortalaması (Ra) Figure4. The arithmetic average of the profile deviation
b} On Nokta Yüksekliği (Rz)
On nokta yüksekliği (Rz), belirli bir örnek uzunluğu içerisinde (L}, beş en yüksek tepe noktası (Yp) ve beş en derin çukur noktası (x) arasındaki ortala- ma mesafedir. Bu değer, ortalama çizgisine paralel ancak pürüzlülüklerin pro- filini kesmeyen bir referans çizgisinden ölçülmektedir. Rz, on nokta yüksekli-
ğinin ölçülmesinde kullanılan formül aşağıda verilmiştir (TS 6956).
Ra =
1Yp 1 + Yp2+ Yp3 + Yp4+ Yp51+
1Yv 1 + Yv2+ Yv3 + Yv4+ Yv51
5Yüzey pürüzlülüğünün on nokta yüksekliği (Rz) şekil 5' te verilmiştir.
Şekil 5. Yüzey pürüzlülüğünün on nokta yüksekliği (Rz) Figure5. The ten point heightness of surface roughness
c) Tepe Noktası lle Dip Noktası Arasındaki En Büyük Yükseklik (Ry veya Rmax)
En büyük pürüzlülük değeri (Ry), örnek boyu (L) içindeki en yüksek tepe
noktası ile en derin çukur noktası arasındaki yüksekliktir. Bu parametre, yük- sek uç noktaları ile derin yerleri çok hassas bir şekilde göstermektedir. En bü- yük pürüzlülük değeri (Ry) nin formülü aşağıda verilmiştir.
Rmax(Ry)=Yp+Yv
En büyük pürüzlülük değeri Rmax, şekil 6' da verilmiştir.
Yv
Şekil 6. En büyük pürüzlülük değeri (Rmax}
Figure6. Maximum Roughness Value (Rınax)
