Kategoria: Badania profilometryczne

Znaczenie porównania zużycia powłoki lakierniczej drewna i COF

Drewno jest używane od tysięcy lat jako materiał budowlany do budowy domów, mebli i podłóg. Łączy w sobie naturalne piękno i trwałość, co czyni go idealnym kandydatem na podłogę. W przeciwieństwie do dywanów, podłogi drewniane zachowują swój kolor przez długi czas i można je łatwo czyścić i konserwować, jednak ze względu na fakt, że są to materiały naturalne, większość podłóg drewnianych wymaga zastosowania wykończenia powierzchni w celu ochrony drewna przed różnego rodzaju uszkodzeniami, takimi jak zadrapania i odpryskiwanie z biegiem czasu. W tym badaniu Nanovea Tribometr wykorzystano do pomiaru szybkości zużycia i współczynnika tarcia (COF), aby lepiej zrozumieć porównawczą wydajność trzech wykończeń drewna.

Zachowanie użytkowe gatunku drewna stosowanego na podłogi jest często związane z jego odpornością na zużycie. Zmiany w strukturze poszczególnych komórek i włókien różnych gatunków drewna przyczyniają się do ich różnych zachowań mechanicznych i tribologicznych. Rzeczywiste badania eksploatacyjne drewna jako materiału podłogowego są kosztowne, trudne do powielenia i wymagają długiego czasu badań. W związku z tym, cenne staje się opracowanie prostego testu zużycia, który może dać wiarygodne, powtarzalne i proste wyniki.

Cel pomiaru

W niniejszej pracy przeprowadziliśmy symulację i porównanie zużycia trzech rodzajów drewna, aby pokazać możliwości Tribometru Nanovea w zakresie oceny właściwości tribologicznych drewna w sposób kontrolowany i monitorowany.

Dyskusja

Opis próbki: Antique Birch Hardwood posiada 7-warstwowe wykończenie tlenkiem aluminium, zapewniające codzienną ochronę przed zużyciem. Courtship Grey Oak i Santos Mahogany to podłogi laminowane różniące się wykończeniem powierzchni i połyskiem. Courtship Grey Oak ma szary łupkowy kolor, wykończenie EIR i niski połysk. Z drugiej strony, Santos Mahogany ma ciemno-bordowy kolor, jest wstępnie wykończony i ma wysoki połysk, co pozwala łatwiej ukryć zarysowania i wady powierzchni.

Ewolucja COF podczas testów zużycia trzech próbek podłóg drewnianych została przedstawiona na Rys. 1. Próbki Antique Birch Hardwood, Courtship Grey Oak, & Santos Mahogany wykazały różne zachowanie COF.

Na powyższym wykresie można zauważyć, że Antyczna Brzoza była jedyną próbką, która wykazała stały współczynnik COF przez cały czas trwania testu. Gwałtowny wzrost COF w przypadku Courtship Grey Oak, a następnie stopniowy spadek może wskazywać, że chropowatość powierzchni próbki w dużym stopniu przyczyniła się do zachowania COF. W miarę zużywania się próbki, chropowatość powierzchni zmniejszyła się i stała się bardziej jednorodna, co tłumaczy spadek współczynnika COF, ponieważ powierzchnia próbki stała się gładsza od zużycia mechanicznego. Współczynnik COF dla Santos Mahogany wykazuje łagodny, stopniowy wzrost na początku testu, a następnie przechodzi gwałtownie w zmienną tendencję COF. Może to wskazywać, że gdy powłoka laminatu zaczęła się ścierać, stalowa kulka (materiał przeciwny) weszła w kontakt z podłożem drewnianym, które zużywało się szybciej i w sposób burzliwy, powodując głośniejsze zachowanie COF pod koniec testu.

Antyczna brzoza:

Courtship Grey Oak:

Santos Mahogany

Tabela 2 podsumowuje wyniki skanowania i analizy śladów zużycia wszystkich próbek podłóg drewnianych po przeprowadzeniu testów zużycia. Szczegółowe informacje i obrazy dla każdej próbki można zobaczyć na Rysunkach 2-7. Na podstawie porównania Wear Rate pomiędzy wszystkimi trzema próbkami możemy wywnioskować, że Santos Mahogany okazał się mniej odporny na zużycie mechaniczne niż pozostałe dwie próbki. Antyczna Brzoza i Szary Dąb miały bardzo podobne wskaźniki zużycia, chociaż ich zachowanie podczas testów znacznie się różniło. Twarde drewno brzozy antycznej miało stopniowy i bardziej jednolity trend zużycia, podczas gdy Dąb Szary pokazał płytkie i wżarte ślady zużycia z powodu istniejącej wcześniej tekstury i wykończenia powierzchni.

Wniosek

W tym badaniu pokazaliśmy zdolność Tribometru Nanovea do oceny współczynnika tarcia i odporności na zużycie trzech rodzajów drewna: Antycznej Brzozy, Szarego Dębu i Santos Mahogany w sposób kontrolowany i monitorowany. Lepsze właściwości mechaniczne drewna Antique Birch Hardwood prowadzą do lepszej odporności na zużycie. Tekstura i jednorodność powierzchni drewna odgrywają ważną rolę w zachowaniu się podczas ścierania. Tekstura powierzchni Dębu Szarego, jak np. szczeliny lub pęknięcia między włóknami komórek drewna, może stać się słabym punktem, w którym zużycie się inicjuje i rozprzestrzenia.