Belka przyjeżdża na budowę już z otworami i zacięciami. Co daje obróbka CNC drewna?

Wiercenie, docinanie i dopasowywanie dużej drewnianej belki dopiero na budowie? Nie zawsze jest to konieczne. Nowoczesne elementy konstrukcyjne można przygotować jeszcze w zakładzie: wykonać otwory, zacięcia, frezowania, szczeliny i miejsca pod okucia zgodnie z cyfrowym projektem. Jagram-Pro wykorzystuje do tego wielkoformatowe, 5-osiowe centra CNC. W jednej z realizacji precyzyjnie przygotowano w ten sposób nawet około 18-metrowe łuki. Co taka prefabrykacja zmienia podczas montażu?

Belka przyjeżdża na budowę już z otworami i zacięciami. Co daje obróbka CNC drewna?
Jagram - Pro S.A. Konstrukcje drewniane z elementów gięto-klejonych
Dane kontaktowe:
+48 55 2788 497, +48 503 189 795
Leśna 16 14-240 Susz
Zobacz firmę w innym dziale: Elementy małej architektury

PokażUkryj szczegółowe informacje o firmie

Czego dowiesz się z artykułu?

Obróbka drewna może zakończyć się jeszcze przed przyjazdem belki na budowę

W tradycyjnym wyobrażeniu o konstrukcjach drewnianych plac budowy jest miejscem, w którym wykonawca nie tylko składa elementy, ale także je docina, nawierca i dopasowuje.

Przy dużych lub skomplikowanych konstrukcjach coraz większą część tych czynności można jednak przenieść do zakładu produkcyjnego. Belka może przyjechać na inwestycję już z wykonanymi otworami, zacięciami, frezowaniami czy miejscami przygotowanymi pod konkretne połączenia.

Tak wygląda jeden z obszarów działalności Jagram-Pro. Producent podaje, że do obróbki elementów wykorzystuje w pełni zautomatyzowane, wielkoformatowe centra 5-osiowe CNC, pozwalające między innymi na wiercenie, formatowanie, wykonywanie zacięć oraz precyzyjne frezowanie.

Maszyny mogą również wykonywać szczeliny i kieszenie. Dzięki temu obróbka nie musi ograniczać się do prostego skrócenia belki na odpowiednią długość.

To szczególnie istotne w przypadku drewna klejonego i gięto-klejonego. Element, który ma kilka lub kilkanaście metrów długości i został zaprojektowany jako część konkretnego dachu, zadaszenia czy innej konstrukcji, może wymagać dokładnie rozmieszczonych połączeń.

Im więcej uda się przygotować w kontrolowanych warunkach produkcyjnych, tym mniej obróbki pozostaje do wykonania już podczas składania konstrukcji.

Co właściwie maszyna CNC może zrobić z drewnianą belką?

CNC, czyli Computer Numerical Control, oznacza sterowanie obrabiarką za pomocą programu. W praktyce maszyna realizuje zaplanowane cyfrowo operacje, zamiast polegać wyłącznie na ręcznym prowadzeniu narzędzia przez operatora.

W przypadku elementów wykonywanych przez Jagram-Pro zakres obróbki obejmuje cięcie, frezowanie, wiercenie, wykonywanie szczelin i kieszeni, a w danych dotyczących dźwigarów producent wymienia również nawiercenia, formatowanie oraz zacięcia.

Tak powstaje drewno gięto-klejone| JAGRAM–PRO S.A. 

Wieloosiowa głowica pozwala pracować na elemencie z różnych kierunków, co nabiera szczególnego znaczenia przy konstrukcjach o bardziej skomplikowanej geometrii.

Nie chodzi zatem o wykonanie jednego otworu na końcu belki. Projekt może zakładać cały zestaw operacji potrzebnych do późniejszego połączenia elementów. Otwór może powstać dokładnie tam, gdzie przewidział go projektant, zacięcie może odpowiadać geometrii połączenia, a kieszeń może zostać przygotowana pod konkretny detal montażowy.

Z punktu widzenia inwestora czy wykonawcy najważniejszy jest rezultat. Na plac budowy trafia nie tylko odpowiednio uformowany kawałek drewna, lecz element przygotowany do konkretnego miejsca w konstrukcji.

Projekt cyfrowy trafia bezpośrednio do procesu produkcji

Jedną z największych różnic pomiędzy ręcznym dopasowywaniem elementu a obróbką sterowaną numerycznie jest możliwość wykorzystania danych cyfrowych opisujących jego geometrię.

Jagram-Pro informuje, że przy obróbce CNC może pracować na dokumentacji dostarczanej między innymi w formatach IGS, SAT, DWG/DXF oraz BTL. Dane projektowe stają się więc podstawą do przygotowania elementu na maszynie.

Ma to duże znaczenie przy nietypowych konstrukcjach. Jeśli drewniana część nie jest zwykłą prostą belką, lecz łukiem lub elementem o indywidualnie zaprojektowanym kształcie, ręczne przenoszenie wymiarów z rysunku na materiał komplikuje cały proces. Cyfrowe przygotowanie produkcji pozwala przejść od zaprojektowanej geometrii do precyzyjnej obróbki rzeczywistego elementu.

Nie oznacza to oczywiście, że komputer zastępuje projektanta, konstruktora czy technologa. Ktoś nadal musi prawidłowo zaprojektować element, określić połączenia i przygotować dokumentację. CNC wykonuje natomiast zaplanowane operacje zgodnie z przekazanymi danymi.

Po co pięć osi, skoro belkę można po prostu przewiercić?

Przy prostej desce wykonanie otworu prostopadle do powierzchni nie stanowi większego wyzwania. Sytuacja zmienia się, gdy mamy do czynienia z masywnym dźwigarem, łukiem albo elementem wymagającym obróbki z różnych stron.

5-osiowe centrum CNC może prowadzić narzędzie w znacznie bardziej złożony sposób niż prosta maszyna pracująca tylko w kilku podstawowych kierunkach. Jagram-Pro wykorzystuje takie rozwiązanie do obróbki elementów o skomplikowanych kształtach oraz do zachowania wysokiej powtarzalności produkcji.

To szczególnie ważne w konstrukcji składającej się z wielu współpracujących ze sobą części. Otwory i zacięcia nie mogą znajdować się „mniej więcej” w odpowiednim miejscu. Jeżeli projekt przewiduje konkretny sposób połączenia, obróbka poszczególnych elementów musi być z nim zgodna.

Producent deklaruje, że używane centra CNC umożliwiają obróbkę z dokładnością do ułamka milimetra. Taka precyzja ma największą wartość nie jako imponujący parametr katalogowy, lecz wtedy, gdy kilka przygotowanych oddzielnie elementów trzeba później połączyć w jedną konstrukcję.

Największą różnicę widać dopiero podczas montażu

Po co właściwie wykonywać zacięcia i otwory w hali produkcyjnej, skoro część prac można zrobić również na placu budowy? Odpowiedź dobrze pokazuje jedna z konkretnych realizacji Jagram-Pro.

Podczas rewitalizacji i przebudowy amfiteatru w Szczawnie-Zdroju producent wykonał z modrzewia europejskiego łuki konstrukcyjne o długości około 18 m oraz belki poprzeczne. Elementy poddano precyzyjnej obróbce pod okucia montażowe jeszcze przed dostarczeniem ich do konstrukcji. Według Jagram-Pro takie przygotowanie ułatwiło montaż i skróciło jego czas.

To dobry przykład pokazujący sens prefabrykacji. Przy kilkunastometrowym łuku wykonanie dodatkowych operacji na budowie nie jest tym samym co przewiercenie niewielkiej kantówki.

Element trzeba odpowiednio ustawić, zabezpieczyć i zachować wymaganą geometrię połączenia. Jeżeli potrzebne miejsca pod okucia zostały wykonane wcześniej na podstawie dokumentacji technicznej, na budowie można skupić się w większym stopniu na składaniu przygotowanych części.

Nie oznacza to montażu „bez pracy” czy bez konieczności kontroli. Konstrukcja nadal wymaga prawidłowego ustawienia, połączenia i wykonania zgodnie z projektem. Zmienia się jednak miejsce, w którym realizowana jest część najbardziej precyzyjnych operacji.

Mniej dopasowywania na budowie to nie tylko kwestia czasu

Czas montażu jest łatwą do zauważenia korzyścią, ale nie jedyną. Przeniesienie części obróbki do zakładu oznacza przede wszystkim, że odbywa się ona w przewidywalnych warunkach, na przeznaczonych do tego maszynach i na podstawie dokumentacji cyfrowej.

Plac budowy jest zupełnie innym środowiskiem niż hala produkcyjna. Element może mieć dużą długość i masę, a dostęp do jego poszczególnych powierzchni może być utrudniony. Wykonanie precyzyjnego zacięcia na dużej belce znajdującej się już na inwestycji jest więc innym zadaniem niż przygotowanie tego samego detalu na wieloosiowym centrum obróbczym.

Prefabrykacja ogranicza liczbę operacji, które trzeba wykonywać dopiero podczas składania konstrukcji. Im dokładniej określono wcześniej połączenia i geometrię, tym więcej można przygotować przed transportem.

Takie podejście Jagram-Pro opisuje również w odniesieniu do lukarn dachowych. Producent wskazuje, że zastosowanie prefabrykowanych elementów zmienia cały sposób realizacji — od planowania, poprzez przygotowanie elementów, aż po montaż.

Powtarzalność ma znaczenie, gdy takich samych elementów jest więcej

CNC daje jeszcze jedną cechę szczególnie ważną w większych konstrukcjach: powtarzalność obróbki. Jeżeli projekt wymaga przygotowania wielu elementów według tego samego schematu, maszyna może odtwarzać zaprogramowane operacje na kolejnych częściach.

Jagram-Pro wskazuje właśnie wysoką precyzję i powtarzalność jako jedne z efektów wykorzystania CNC w produkcji.

Ma to znaczenie również wtedy, gdy sama drewniana konstrukcja nie jest geometrycznie prosta. Dobrym przykładem są łuki lub dźwigary, w których trzeba przygotować serię otworów, frezowań albo zacięć. Powtarzalność nie oznacza przy tym, że wszystkie belki muszą być identyczne. Każdy element może otrzymać obróbkę wynikającą z własnego projektu.

To ważne rozróżnienie. CNC sprawdza się zarówno w produkcji seryjnej, jak i przy indywidualnych detalach, jeśli ich geometria została odpowiednio opisana cyfrowo.

Czy CNC pozwala przygotować także bardzo nietypowy element?

Właśnie przy nietypowej geometrii możliwości cyfrowej obróbki stają się szczególnie interesujące. Oferta Jagram-Pro obejmuje nie tylko standardowe dźwigary, lecz również półkola, elipsy, fale, elementy okrągłe, dwuosiowe i inne indywidualne formy.

Producent deklaruje możliwość wykonywania na takich częściach nawierceń, zacięć i precyzyjnego frezowania przy użyciu wielkoformatowych obrabiarek 5-osiowych.

Trudność polega na tym, że powierzchnia łuku nie zachowuje się jak płaska strona prostej belki. Punkt, w którym narzędzie styka się z materiałem, może zmieniać swoje położenie i orientację wraz z przebiegiem krzywizny. Maszyna musi więc realizować zaprogramowaną geometrię w przestrzeni.

Z perspektywy budowy istotne jest jednak nie to, jak efektownie porusza się głowica obrabiarki. Najważniejsze pozostaje to, że nietypowy drewniany element może zostać przygotowany do późniejszego połączenia jeszcze zanim opuści zakład produkcyjny.

CNC nie naprawi błędu w projekcie

Duża dokładność maszyny nie oznacza, że cały proces staje się automatycznie odporny na pomyłki. Obrabiarka realizuje przygotowane instrukcje. Dlatego równie ważna jak sama technologia pozostaje prawidłowa dokumentacja techniczna oraz uzgodnienie zakresu obróbki.

Jagram-Pro opisuje CNC jako wykonywane zgodnie z korespondencją techniczną, a możliwość pracy na plikach projektowych pokazuje, jak mocno etap produkcji łączy się z wcześniejszym przygotowaniem danych.

Jeśli więc element ma otrzymać konkretne otwory czy miejsca pod okucia, trzeba ustalić ich geometrię przed obróbką. Największe korzyści z prefabrykacji pojawiają się wtedy, gdy projekt, produkcja i późniejszy montaż są ze sobą dobrze skoordynowane.

To także jedna z różnic między produkcją elementu „na wymiar” a przygotowaniem go rzeczywiście pod montaż. Sama długość i przekrój belki nie opisują jeszcze wszystkich operacji, które mogą być potrzebne przed jej wbudowaniem.

Czy gotowa belka naprawdę może trafić prosto do montażu?

Określenie „gotowa do montażu” nie powinno być rozumiane jako obietnica, że na każdej budowie wystarczy wyjąć element z samochodu i przykręcić go bez jakichkolwiek dalszych czynności. Zakres prefabrykacji zawsze zależy od dokumentacji konkretnej konstrukcji.

Można jednak przygotować w fabryce dużą część operacji, które dawniej kojarzyły się przede wszystkim z pracą wykonywaną bezpośrednio na budowie.

Otwory, frezowania, zacięcia, szczeliny czy kieszenie mogą znaleźć się w drewnianym elemencie jeszcze przed transportem, jeżeli zostały przewidziane w projekcie i objęte zakresem produkcji.

Realizacja amfiteatru w Szczawnie-Zdroju pokazuje, że dotyczy to również dużych elementów konstrukcyjnych. Około 18-metrowe łuki przygotowano pod okucia montażowe przed ich złożeniem na inwestycji.

I właśnie w tym tkwi największa korzyść z CNC dla wykonawcy: część precyzyjnej pracy można przenieść z placu budowy do kontrolowanego procesu prefabrykacji.

Po czym poznać dobrze przygotowany element konstrukcyjny?

Warto przestać patrzeć na prefabrykowaną belkę wyłącznie jak na kawałek drewna o określonej długości. W nowoczesnym budownictwie może być ona znacznie bardziej zaawansowanym komponentem: ma zaprojektowany kształt, przekrój, położenie otworów, zacięć i innych detali potrzebnych w konkretnym miejscu konstrukcji.

Jagram-Pro wykorzystuje CNC również przy dźwigarach w klasach GL24h i GL28h zgodnych z EN 14080:2013, a deklarowany zakres produkcji obejmuje elementy o długości do 19 m.

Dlatego przy zamawianiu konstrukcji warto ustalić nie tylko rodzaj drewna, klasę wytrzymałości czy wymiary. Trzeba również określić, jaki zakres obróbki ma zostać wykonany przed dostawą i które połączenia mogą być przygotowane fabrycznie.

Właśnie takie podejście pozwala wykorzystać możliwości prefabrykacji w pełnym zakresie. Zamiast dostarczać na budowę surowy element przeznaczony do dalszej obróbki, można otrzymać komponent wykonany zgodnie z cyfrowym projektem i przygotowany pod przewidziany sposób montażu.

Największą zaletą CNC nie jest sama maszyna

5-osiowa obrabiarka robi wrażenie, ale dla inwestora ważniejszy jest efekt jej pracy. CNC pozwala przenieść precyzyjne cięcie, wiercenie, frezowanie i przygotowanie części połączeń do zakładu produkcyjnego. Dzięki dokumentacji cyfrowej można obrabiać zarówno proste belki, jak i skomplikowane elementy łukowe.

Dobrze pokazuje to przykład Szczawna-Zdroju: precyzyjna obróbka pod okucia została wykonana jeszcze przed montażem, a według producenta ułatwiła i przyspieszyła późniejsze składanie konstrukcji. 

Dlatego odpowiedź na pytanie „co daje CNC?” nie powinna brzmieć jedynie „większą dokładność”. Najważniejsza zmiana polega na tym, że belka może przyjechać na budowę już jako precyzyjnie przygotowany element konkretnej konstrukcji, a nie dopiero jako materiał wymagający wykonania wszystkich detali na miejscu.

źródło: Jagram-Pro

grafika: ChatGPT na podstawie materiałów producenta

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj BudujemyDom.pl do ulubionych źródeł
Autor
Aleksander Rembisz
Aleksander Rembisz
Ciągły kontakt z ludźmi to dla mnie prawdziwa przyjemność i naturalne środowisko pracy. Może właśnie dlatego w redakcji czuję się niczym ryba w wodzie. Moja przygoda z pracą w wydawnictwie i budowlaną prasą branżową zaczęła się całkiem niewinnie - ponad 20 lat temu - jeszcze na studiach. I tak oto inżynier budowlany został redaktorem. Początkowo zakres moich obowiązków obejmował przygotowanie do druku wydań branżowych, ale wraz z rozwojem mediów musiałem siłą rzeczy przebranżowić się na copywritera, moderatora forum branżowego i administratora profili redakcyjnych na platformach SM. Znajdziecie mnie na Facebook - Budomisja Złote Porady Budowlańców, Linkedin - Grupa Budujemy Dom, forum.budujemydom.pl, oraz ślad po mnie na portalach budujemydom.pl i budownictwob2b.pl.