Як роблять олівці: від глини до паперу. Виготовлення дерев'яного олівця своїми руками Заводська технологія обладнання для виробництва медичних олівців

Про технологію виготовлення олівців

Олівець (від тюрк. Кара - чорний і таш, -Даша - камінь), стрижень з вугілля, свинцю, графіту, сухої фарби (часто в оправі з дерева або металу), який служить для письма, малювання, креслення.

Перший опис олівця було зроблено Конрадом Геснер з Цюріха в 1565 р в своєму "Трактаті про копалин". У ньому було приведено детальну будову олівця, що показує дерев'яну трубку, в яку вставлений шматочок графіту.

Прототипи олівця - вставляються в металеві затиски свинцеві і срібні (що давали темно-сірий тон) штифти - уживалися в 12-16 ст. У 14 столітті художники малювали в основному паличками, виготовленими зі свинцю і жерсті, їх називали "срібними олівцями" .З 16 в. поширилися графітні олівці (штрих яких володіє малою інтенсивністю і легким блиском) і олівці з порошку паленої кістки, скріпленого рослинним клеєм (дає сильний чорний матовий штрих).

У 17 столітті графіт звичайно продавали на вулицях. Покупці, в основному художники, затискали ці графітові палички між шматочками дерева або гілочками, обгортали їх в папір або обв'язували мотузкою. В Англії стрижень вдавав із себе паличку з м'якого графіту, придатного для малювання, але не для письма. У Німеччині графітовий порошок перемішували з клеєм і сіркою, отримуючи, таким чином, стрижень не найвищої якості. У 1790 році були винайдені дерев'яні олівці французьким ученим Н. Конте.Одновременно чех І. Гартмут запропонував виготовляти друкарські стрижні з суміші подрібненого графіту і глини. В принципі цей метод лежить і в основі сучасної технології виробництва олівців.

Сучасне виробництво: На перший погляд олівець здається простим предметом, що складається з стрижня, що пише і дерев'яної оболонки. Але для того, щоб виготовити один олівець, проводиться більше 80 виробничих операцій протягом 11 днів. Крім того, на асортимент продукції, що випускається фабрикою продукції використовується понад 70 найменувань сировини та матеріалів. В основному це природні харчові речовини і продукти.

Оболонка для олівців Деревина для виготовлення оболонки олівців повинна володіти рядом специфічних властивостей:

Бути легкої, м'якої і міцної, не ламатися і не кришитися в процесі виготовлення олівців.

Мати однакове опір розрізання волокон як уздовж, так і поперек, не повинна розшаровуватися.

Зріз при різанні гострим ножем повинен бути гладким, блискучим, стружка повинна завиватися, що не сколюватися і не ламатися.

Деревина повинна бути малогігроскопічне, тобто не повинна поглинати вологу. Всім цим якостям відповідає віргінський ялівець, що росте в США.

Жодна з деревних порід, які ростуть в Росії, в повній мірі не відповідає всім цим вимогам. Найбільш близькою за своїми властивостями і будовою є деревина кедра і липи, але для застосування в карандашном виробництві її необхідно попередньо піддати спеціальній обробці - парафинированием (тобто облагороджування).

Дошки розпилюються на бруски, бруски торці по довжині на довжину олівця з припусками на механічну обробку і усушку, а потім на многопильних верстатів бруски розпилюються на дощечки. Після цього дощечки просочуються парафіном в спеціальних автоклавах. Ця процедура дозволяє поліпшити механічні та чіночние властивості майбутнього олівця. На пару з дощечок видаляються всі смоли, а легнін деревини при взаємодії з парою змінює своє забарвлення на рожево-коричневу. Потім дощечки ретельно просушуються. Для просушування їх складають у спеціальні «колодязі» за допомогою верстата. Спеціальний спосіб укладання дощок для сушки дозволяє збільшити площу дощечки, стикається з агентом сушіння - гарячою парою, а отже, максимально ретельно висушити їх. Колодязі поміщаються в сушильні приміщення на 72 години. Після просушування вони сортуються - відбраковуються тріснуті дощечки, дощечки, розпиляні не по тому волокну і ін. «Облагороджені» парафіном і висушені дощечки упорядковано і калибруются - на них наносяться «жолобки» (канавки) для стрижнів. Графітний стрижень виготовляється з суміші глини з графітом. Попередньо глину очищують. Для цього в спеціальних дробарках її подрібнюють, потім перемішують з теплою водою в особливих млинах. Розведену у воді глину в процесі обробки заливають рідким склом, яке, осідаючи, виносить з неї все домішки - камінчики, гілочки, пісок і т.п. А далі за рецептурою в глину додається графіт, причому для кожної градації своя рецептура. Суміш перемішується з речовиною - апаратіном, звареним з крохмалю.

Для виготовлення стрижнів необхідна стрижнева маса певної температури і вологості. Ні в якому разі не можна допустити пересихання суміші, інакше вона буде як камінь і призведе до спрацювання устаткування - не вистачить тиску преса. Вимішати тісто з глини і графіту гвинтовим пресом протискуєте для формування через спеціальне обладнання - вальці з трьома різними зазорами. Робиться це для подрібнення і перетирання маси, усереднення вологості за обсягом і видалення бульбашок повітря. Товщина шару тесту спочатку становить 1мм, при повторній обробці 0.5мм, потім 0.25мм. Потім тісто пропускається через фільєру з дірочками, утворюючи так звану «локшину». «Лапша» формується в циліндри, а з них на пресі через алмазну волоку продавлюється стрижень потрібного діаметра і довжини. Стрижні остаточно висушуються в спеціальних сушильних шафах в дуже симпатичних діжках - безперервно обертаючись протягом 16 годин. Після закінчення цього процесу вологість стержня становить приблизно 0,5%. Потім стрижні прогартовуються в печі в спеціальних тиглях. Замість кришки тиглі зі стрижнями засипаються цим же «сировиною». Щільність наповнення тиглів впливає на якість стрижнів. Випал необхідний для того, щоб випалити в стрижні сполучна речовина і спекти глину для освіти каркаса.

Ступінь твердості (градація) олівця від 6м до 7т залежить від співвідношення глини, температури і тривалості випалення і складу жирує ванни. Залежно від градації стрижня випал проводиться при температурі від 800 до 1200 градусів. Після випалу проводиться операція жирування: пори, що утворилися після випалу сполучного, під тиском при певній температурі заповнюються жиром, воском або стеарином. На деяких фабриках в якості сировини використовуються харчові та кондитерські жири, сполучні речовини. (Наприклад, апаратін виготовляється з крохмалю). Вибір речовини для жирування залежить від градації (твердості) стрижня. Для м'яких олівців використовується кондитерський жир, для твердих - віск. Проміжні значення твердості, наприклад, ТМ досягаються Жирівка стеарином. Стрижні великих діаметрів виготовляються на вертикальних пресах кладки.

Стрижні для кольорових олівців виготовляються із суміші пігментів, наповнювачів, що жирують речовин і сполучного. «Збірка» Стрижні укладаються в жолобки підготовленої дощечки і накриваються другий дощечкою. Дощечки склеюються між собою клеєм ПВА, але сам стрижень до дошки не клеїться, а тримається за рахунок натягу дощечки. Діаметр стрижня трохи більше діаметра жолобка, тому дуже важливо правильно стиснути дощечки в спеціальному механізмі (струбцине), де і відбувається склеювання майбутніх олівців. Для кожного типорозміру олівця визначено свій показник тиску для запресовування, щоб не зламати стрижень. Далі обробляються торці склеєних дощечок - подравниваются, видаляються залишки клею.

На фрезерно-пропускний лінії блоки поділяються на олівці. Від форми ножів залежить форма майбутнього олівця - круглий він вийде, гранований або овальний. А «новонароджені» олівці відправляються за конвеєрним транспортеру на сортування. Сортировщица перевіряє ( «катає») все олівці, вишукуючи і ліквідуючи шлюб. Потім олівців слід «одягнутися» - відправитися на фарбування. Фарбування Оздоблення поверхні олівців здійснюється методом екструзії (протягання), а обробка торця - зануренням. Екструзія - це процес проходження олівця через грунтовки апарат. В кінці конвеєра олівець перевертається, щоб нанесення наступного шару фарби або лаку відбувалося з іншого кінця. Так досягається рівномірне покриття. Нанесення темних кольорів проводиться 5 разів фарбою і 4 рази лаком, світлих - 7 разів фарбою і 4 рази лаком. А для обробки торця використовується окунальная машина. Плавними обертальними рухами окунальщіца опускає раму з олівцями в бак з фарбою. Маркування олівців здійснюється методом ударного гарячого тиснення. Заточення олівців проводиться автоматично. Всі олівці маркуються. Упаковка заточених олівців проводиться вручну, незаточенний - вручну і автоматично: на автоматах і напівавтоматах. На напівавтоматі за одну повну зміну можна упакувати 15 тисяч олівців, на автоматі - 180 тисяч. Автомати здатні укладати в коробки як по 6, так і по 12 олівців.

Контроль якості Вхідний контроль всієї сировини і матеріалів і технологічний контроль процесу виробництва і готової продукції здійснюється лабораторією. Хіміки перевіряють всі досконально! Вони ж складають рецептури грунтів. До речі, продукція однієї відомої фабрики перевіряється навіть на контакт зі ротом, як дитячі пустушки! У 2-ій половині 19 ст. з'явилися, а в 20 ст. набули великого поширення механічні, або автоматичні олівці. За пишуть властивостям і технології виробництва олівці ділять на графітні (чорні), кольорові, копіювальні та ін., За призначенням - на шкільні, канцелярські, креслярські, малярське, столярні, гримерки, олівці для ретуші, маркування та відміток на різних матеріалах. Особливі види олівців - сангина і пастель. У Росії випускаються графітні креслярські олівці декількох ступенів твердості; ступінь твердості позначається буквами М (м'який), Т (твердий) і МТ (середньої твердості), а також цифрами перед буквами. Велика цифра означає велику ступінь твердості або м'якості. За кордоном замість букви М вживають букву В, а замість Т - Н. Автоматичні олівці по конструкції поділяють на: гвинтові - з подачею стрижня, що пише обертанням однієї з деталей; цангові - з затискачем пише стрижня розрізний втулкою-цангою і подачею стрижня натиском кнопки; багатобарвні - з двома, чотирма і більше стрижнями, що висуваються по черзі з магазина.

Олівцями ми користуємося починаючи з дитячого садка. Але мало хто з нас знає, як роблять олівці, яку деревину використовують в цих цілях. Примітно, що створення цих канцелярських виробів виконується на кожній фабриці по-своєму. Але при цьому є і загальні моменти, які є основоположними для виробничого процесу.

Яке дерево?

Класичний дерев'яний олівець має важливий компонент - деревину, від якості якої залежить експлуатація цього аксесуара. Зрозуміло, що не кожне дерево годиться для цих цілей. У минулому в промисловості використовувалася деревина вірдіжнского або червоного кедра, який відноситься до роду ялівців. Довгі волокна, відсутність сучків, легкість в обробці - ось що привертало увагу в цьому матеріалі. Але з огляду на дорожнечу європейські та американські бренди, що виробляють олівці, стали використовувати деревину каліфорнійського кедра. Причому на її основі створюються високоякісні вироби, які використовуються в графічних і художніх цілях.

У більшості випадків олівці виготовляються з вільхи, липи, сосни, каліфорнійського та сибірського кедра, а також такого рідкісного дерева, як джелутонг. З якого дерева роблять олівці в нашій країні? У більшості випадків з вільхи та липи, яких на території Росії величезна кількість.

Вільха не є найміцнішим матеріалом, зате у неї рівномірне будова, що робить простіше процес обробки і зберігає природний колір. Що стосується липи, то вона відповідає всім експлуатаційним вимогам, а тому використовується при виробництві і дешевих, і дорогих олівців. За рахунок високої в'язкості матеріал міцно утримує грифель.

Унікальний для створення олівців матеріал - кедр, який широко застосовується на заводах в Росії. Примітно, що використовується не здорова деревина, а екземпляри, які вже не дають горіх.

Стрижень: яка основа?

Виробництво олівців ведеться із застосуванням спеціального стрижня. складається з трьох компонентів - графіту, сажі і мулу, до яких часто додаються органічні зв'язуючі. Причому графіт є постійним компонентом, в тому числі і кольоровим, так як саме грифель залишає на папері слід.

Стрижні створюються з ретельно підготовленої маси, яка має певну температуру і вологість. Важливо, щоб суміш не пересихала, так як це позначиться на знос устаткування. Вимішати тісто спеціальним пресом формується, потім пропускається через обладнання з дірочками, що робить масу схожою на локшину. Ця локшина формується в циліндри, з яких видавлюються стрижні. Залишається їх тільки прожарити в спеціальних тиглях. Потім стрижні піддаються випалу, а після нього виконується жирування: утворилися пори під тиском і при конкретної температурі заповнюються жиром, стеарином або воском.

Як роблять кольорові олівці? Тут принципова відмінність має, знову ж таки, стрижень, який проводиться з пігментів, наповнювачів, що жирують компонентів і сполучного речовини. Тут процес виробництва стрижня наступний:

• виготовлені стрижні укладаються в спеціальні жолобки на дощечці і накриваються другий дощечкою;
• обидві дощечки склеюються клеєм ПВА, при цьому стрижень не повинен приклеїтися;
• торці склеєних дощечок вирівнюються;
• виконується препарування, тобто додавання жиру в уже наявну суміш.

Примітно, що виробництво олівців ведеться з урахуванням споживчих властивостей виробів. Так, дешеві створюються з деревини не найвищої якості, точно така ж - не сама якісна - і оболонка. А ось олівці, які використовуються в художніх цілях, роблять з якісної деревини, яка має подвійну проклейку.

Етап підготовки деревини

Виробництво олівців ведеться з добре відібраної деревини, яка обробляється для отримання брусків. Обов'язково виконується торцювання брусків по довжині олівця, причому потрібно враховувати припуски, тому що відбудеться усушка матеріалу. На спеціальному многопильних верстатів виконується розпил брусків на дощечки, які піддаються просочення парафіном в спеціальних автоклавах. Ця процедура сприяє поліпшенню механічних властивостей майбутнього виробу.

Залежно від того, з чого зроблений олівець, буде виконуватися і його заточка. Вважається, що акуратна стружка виходить, якщо вироби зроблені з деревини сосни, липи або кедра. Крім того, важливо, щоб грифель був якісно проклеєний -такий олівець навіть при падінні не зламається.

Яка оболонка?

Від оболонки залежить простота і краса олівця. Так як роблять олівці з дерева, то вона повинна відповідати наступним вимогам:

1. М'якості, міцності і легкості: в процесі експлуатації оболонка не повинна ламатися або кришитися, як і весь корпус.
2. Чи не розшаровуватися під впливом природних факторів.
3. Мати гарний зріз - гладенький, при цьому сама стружка не повинна ламатися.
4. Деревина повинна бути стійкою до вологи.

Яке обладнання?

Виробництво олівців ведеться з використанням різнопланового обладнання. Наприклад, очищення глини, з якої згодом буде створюватися графітний стрижень, вимагає наявності спеціальних млинів і дробарок. Обробка перемішаного тесту ведеться на гвинтовому пресі, де з тіста вулицями з трьома різними зазорами формується сам стрижень. Для цих же цілей застосовується фильера з отворами. Сушка дерев'яних заготовок виконується в де вироби піддаються обертанню протягом 16 годин. При гарній просушування деревина набуває рівень вологості максимум в 0,5%. Що стосується кольорових олівців, то вони теплової обробці не піддаються зважаючи на наявність в них наповнювачів, барвників і жирують компонентів. На спеціальному верстаті виконується торцювання олівців в довжину.

просушка

Як роблять олівці? У виробничому процесі важливу роль відіграє просушка. Вона виконується в спеціальних колодязях за допомогою верстатів, причому дощечки укладаються так, щоб просушка була максимально ефективною. У цих колодязях сушка виконується приблизно 72 години, потім дощечки упорядковано: все тріснуті або некрасиві вироби відбраковуються. Відібрані заготовки облагороджуються парафіном, калибруются, тобто на них вирізаються спеціальні канавки, де будуть розташовані стрижні.

Як виготовляють олівці на виробництві далі? Тепер використовується фрезерно-пропускна лінія, на якій виконується поділ блоків на олівці. Залежно від того, якої форми ножі використовуються на даному етапі, олівці виходять або круглої, або гранованою, або овальної форми. Важливу роль відіграє кріплення грифеля в дерев'яному корпусі: це повинно робитися міцно і надійно, що знижує ризик випадання елементів грифеля. Пружний клей, який використовується для зв'язки, робить грифель міцніше.

особливості покриття

Сучасні прості і кольорові олівці представлені у величезній різноманітності дизайнів і квітів. Так як роблять олівці в заводських умовах, тут приділяють пильну увагу кожному етапу виробництва. Забарвлення - один з важливих етапів, так як вона повинна відповідати цілому ряду вимог. Для обробки поверхні використовується метод екструзії, а торець відбувається зануренням. У першому випадку олівець проходить через грунтовки апарат, де в кінці конвеєра він перевертається для нанесення наступного шару. Таким чином виходить рівномірне покриття.

Якість фарбування: від чого залежить?

Якість фарбування залежить від того, наскільки відповідають встановленим вимогам самі лакофарбові матеріали, правильно чи налагоджена грунтувальна машина, чи дотримані терміни сушки олівців на стрічці. Будь-яка олівцева фабрика використовує швидковисихаючі склади, які утворюють на поверхні тверду, міцну і еластичну плівку, добре зчіплюється з поверхнею деревини.

Забарвлення виконується спеціальними ґрунтувальними фарбами, які мають певну в'язкістю і містять в собі пігменти. Якщо пігментна частина буде великий, це знизить блиск плівки і зажадає подальше нанесення на поверхню нітролаку. Навіть прості олівці піддаються лакування з використанням нітроцелюлози глянцевого лаку.

Якщо олівець темних відтінків, то він забарвлюється як мінімум в 5 шарів і в 4 шари лаку. Для досягнення світлих відтінків використовується поєднання 7 шарів фарби з 4 шарами лаку. При цьому для рівномірного і акуратного покриття важливо, щоб поверхня мала максимум 18 шарів. Фарбування торцевих частин олівців виконується в окунальной машині, в яку опускається рама з розташованими на ній олівцями.

оправа олівця

Залежно від того, як роблять олівці і з яких матеріалів, може варіюватися і їх оправа. У традиційному варіанті грифель має дерев'яну оправу, проте сучасний ринок пропонує широкий вибір виробів в пластиковому, лакованому і навіть паперовому корпусі. З одного боку, це додає їм краси і незвичайності, з іншого, при падінні від таких олівців мало що залишиться.

Уже після фарбування олівці піддаються фінішної обробки. Для цього використовуються різні штампи і фольга різних кольорів. Називається цей процес обробки термостатуванням.

Яка твердість?

Всі кольорові і прості олівці відрізняються твердістю грифеля, що знаходить відображення в їх маркуванні. Вибирати їх потрібно так: чим щільніша і тверда папір, тим твердішим має бути графітний стрижень. Але занадто твердий графіт може пошкодити папір. У Росії можна купити олівці наступної маркування:

1. М - м'який.
2. Т - твердий.
3. ТМ - твердо-м'який.

Про маркування слід знати при виборі олівців для створення креслень або малювання у відповідній техніці.

Особливості кольорових олівців

З чого роблять олівці прості, ми вже розібралися. Тепер потрібно зрозуміти, коли і як з'явилися Відомо, що перші вироби з кольоровим грифелем з'явилися ще в 1820 році, правда, хто їх винайшов, так і залишилося загадкою. В основі кольорового грифеля лежить поєднання з'єднує речовини, кольорових пігментів і наповнювача. Як з'єднує речовини виступає клей каолін, за рахунок якого формується і форам грифеля. Як кольорових пігментів використовуються добре подрібнені кольорові матеріали високої якості, причому пігмент може бути органічною або неорганічної основи. Самі колірні пігменти створюються на основі матеріалів, які володіють стійкістю до вигоряння під впливом сонячних променів і екологічною безпекою. На сьогоднішній день олівці випускаються в 36 колірних відтінках відповідно міжнародною шкалою відтінків Pantone. Що стосується наповнювачів, то в цій якості використовуються каолін і крейда, які піддаються ретельному подрібненню.

У далекому 1912 році за указом царського уряду в Томську була створена фабрика, де пиляли кедрову дощечку для олівців, вироблених на території всієї країни.

Багато часу пройшло з тих пір. Були в цій історії свої злети і падіння. У 1999 році фабрика була визнана банкрутом, а вже в 2004 році відома чеська компанія «KOH-I-NOOR Hardtmuth a.s.» увійшла до складу її власників. На сьогоднішній день «Сибірська олівцева фабрика» є єдиним на території колишнього Радянського Союзу виробником олівців і олівцевої дощечки з Сибірського кедра, деревина якого застосовується для виробництва олівців вищої цінової категорії. Восени 2012 року продукція «Сибірської олівцевої фабрики», пройшовши експертизу комісії, стала лауреатом конкурсу «Кращі товари та послуги Томської області», а потім і дипломантом всеросійського конкурсу «100 кращих товарів Росії».

Як же виробляють олівці, які отримали таке визнання споживачів?

ПІДГОТОВКА

Виробництво олівця починається з лісової біржі, де складується заготовлений кедр. Зараз тут знаходиться більше трьох тисяч кубів дерева. У минулому році влада Томській області сильно допомогли фабриці в забезпеченні матеріалом. Цього року тут планують виробити близько 85 мільйонів олівців.

Деревина, яку ми закуповуємо, надходить до нас не в результаті варварської рубки, - каже Анатолій Лунін, директор фабрики. - У переважній більшості - це санітарна рубка перестояла кедра, який вже не дає горіх. Кедр зростає до 500 років, але шишки на ньому з'являються десь до 250, після чого він починає вмирати і дивуватися різними комахами. Якщо його зрубати в цей період, швидше виросте новий кедр.

Кожна колода з лісової біржі спочатку проходить обов'язкову підготовку. Перш, ніж його розпиляти, дерево поміщають і витримують в спеціальному басейні з теплою водою. Це роблять для того, щоб приставні шматки землі або глини з камінням випадково не зашкодили пилки. Влітку його тут тримають недовго, до двадцяти хвилин, але в зимовий період колоду тримають в басейні до тих пір, поки воно не відтане. На це йде до трьох годин.

У правій верхній частині фотографії якраз видно стовбур дерева, приготовлений до занурення в басейн. Через 369 годин або 16,5 діб, пройшовши 26 різних технологічних операцій, з нього вийдуть готові олівці.

На лісопилці з колоди роблять ось такий брус.

Виробництво дерев'яного олівця надзвичайно вимогливо до якості матеріалу. У справу йде тільки чиста пряма деревина, і якщо для столярних виробів наявність таких дефектів, як, наприклад, сучки не катастрофічно, то олівець з такого дерева вже не зробити, тому заздалегідь сказати, скільки олівців вийде з одного бруса дуже складно.

Щоб зменшити кількість відходів, на підприємстві шукають різні способи збільшення глибини переробки деревини. Один з таких способів - розширення асортименту продукції, що випускається. Так, з дощечки, яка не годиться для виробництва олівця, до літа планують налагодити випуск дерев'яних пазлів-розмальовок для дітей і засобів від молі. Щось йде на виробництво коротких олівців, як для магазинів «IKEA», а частина, на виробництво ось таких дерев'яних шампурів.

Отриманий з колоди брус розпилюють на короткі відрізки, кожен з яких потім розпускають на десять дощечок. Щоб все дощечки були однаковими їх потрібно відкалібрувати. Для цього їх проганяють через спеціальний верстат. На виході з нього дощечки мають однаковий розмір і строго перпендикулярні межі.

Потім відкалібровані дощечки поміщають в автоклав.

За своїм зовнішнім виглядом він нагадує бочку, до якої підведено безліч труб різного діаметру. За допомогою цих труб в камері можна створювати вакуум, нагнітати тиск і подавати всередину всілякі розчини. В результаті цих процесів з дощечки видаляються що містяться в ній смоли, і деревина імпрегніруются (просочується) парафіном.

На сьогоднішній день це не найпростіший, але один з найефективніших способів поліпшити важливі властивості матеріалу і захистити дерево від шкідливого впливу навколишнього середовища.

Так виглядають «облагороджені» олівцеві дощечки після обробки в автоклаві.

Їх залишається як слід просушити, і відправити на олівцеві виробництво. На цьому процес виготовлення дощечки можна вважати завершеним.

ВИРОБНИЦТВО

Готова дощечка надходить в цех білого олівця, де для початку в ній на верстаті нарізають канавки, куди потім будуть покладені стрижні. Слово «білий» в даному випадку означає те, що олівець тут ще не фарбований.

Дощечка подається на дальньому кінці в правій частині фотографії. По дорозі її поверхню шліфується для склеювання, і особливої ​​фрезою в ній випіліваются поглиблення. На ближньому краю верстата дощечки автоматично укладаються в стопку.

Так виглядає відшліфована дощечка з нарізаними канавками.

Зараз її товщина 5 міліметрів, що дорівнює половині товщини майбутнього олівця. На наступному етапі дощечки склеюють попарно між собою, щоб вийшов один олівцем блок. Ось як це виглядає.

Верстат плавно подає першу дощечку і укладає стрижні в її канавки.

Слідом за цим з іншого пристрою «виїжджає» друга дощечка, вже змащена водорозчинних клеєм, і акуратно лягає на першу.

Утворені олівцеві блоки затискають в пневматичному пресі і стягують струбцинами.

Якщо дощечку на фабриці виготовляють самостійно, то стрижень в основному закуповують в Китаї. Там його почали виробляти по сухій технології, яка не вимагає випалу в печі при високій температурі. Внаслідок цього, собівартість стрижня виявилася настільки низькою, що левова частка виробників олівця перейшла на такий стрижень.

Щоб грифель олівця не ламався всередині корпусу, на фабриці застосовують технологію додаткового проклеювання стрижня спеціальної клейової системою.

Після цієї операції склеєні блоки витримують в спеціальній сушильній камері кілька годин.

У камері досить жарко. Гаряче повітря нагнітається вентилятором, підтримуючи температуру в районі 35-40 градусів. Деревині потрібно добре просохнути, щоб в подальшому олівець за один прохід став гладким і отримав потрібну геометрію. Олівець з «простим» грифелем сохне тут не менше двох годин, а кольоровий - не менше чотирьох. Через те, що кольоровий містить більше жирових речовин, йому потрібно більше часу, щоб просохнути.

По закінченні цього часу блоки розбирають, укладають в візки із зазначенням всіх подальших параметрів і відправляють на наступний верстат, який розділить їх на окремі олівці.

Своєю формою верстат схожий на той, який робив канавки в дощечках, але є у нього і свої особливості. Заготовки поміщають в завантажувальний бункер. Вони проходять по транспортних вузлів, торці, пиляються і на виході виходить звичний дерев'яний олівець, тільки ще не фарбований.

Подвійна фреза, яка розділяє блоки, задає і форму майбутнього олівця, причому робиться це все за один прохід.

Саме від типу профілю ріжучої фрези залежить те, яким буде олівець - шестигранним або круглим.

Зовсім недавно на фабриці освоїли виробництво тригранного олівця. Виявилося, що попит на таку форму зростає. Покупців приваблює ергономічність і природність розташування пальців на гранях, що, безумовно, полегшує дитині навчання письму.

Поруч з верстатом варто робочий стіл сортувальниці.

Її завдання перебрати зроблені олівці, відібрати «придатні» і відокремити дефектні. До дефектів відносяться відколи стержня на торці, шорсткості, опіки деревини і т.д. Над столом висить пам'ятка з нормами по шлюбу.

У кожен стоїть на столі лоток, поміщається 1440 олівців.

Відсортовані олівці на спеціальному ліфті піднімаються на наступний поверх, де їх будуть фарбувати.

ПОКРАСКА І УПАКОВКА

Фарбу закуповують в сухому вигляді і розводять до потрібної густоти в лабораторії фарб.

Фарбування відбувається досить швидко. Пристрій безперервно виштовхує пофарбовані олівці на конвеєр.

Довжина і швидкість руху транспортерної стрічки розраховані таким чином, щоб олівець висихав, поки рухається на ній.

Доїжджаючи до протилежного кінця конвеєра, олівці потрапляють в один з трьох приймачів.

Звідти вони відправляються назад на наступне покриття.

В середньому, кожен олівець покривається трьома шарами фарби і двома шарами лаку. Тут все залежить від бажання замовника. Пофарбувати олівець можна теж практично в будь-який колір. Фабрика випускає набори з шести, дванадцяти, вісімнадцяти і двадцяти чотирьох квітів. Деякі олівці покривають тільки лаком.

Після фарбування, олівці відправляють в цех фінішної обробки. У цьому місці вони набуває той остаточний вигляд, в якому дійдуть до споживача. На олівці наносять штамп, надягають ластик і заточують.

Цей верстат завдає штамп.

Способів його нанесення досить багато, але на підприємстві це роблять за допомогою фольги різних кольорів. Такий метод називається термостатуванням. Робоча частина верстата нагрівається, і штамп через фольгу переноситься на олівець. Так він не буде облазити і бруднити руки.

Сам штамп може бути будь-яким, його спеціально замовляють у гравіровщіка. Залежно від складності, на його виготовлення йде близько п'яти днів.

На частину олівців, якщо це необхідно, надягають ластик.

Остання операція - це заточка.

Заточуються олівці на шліфувальної шкірці, одягненою на барабан і рухається з великою швидкістю.

Це відбувається дуже швидко, буквально за лічені секунди.

Крім заточування верстат можна налаштувати на виконання вальцювання - обробки зворотного торцевій частині олівця під невеликим нахилом.

Тепер олівці готові до упаковки, і для того, щоб зробити це, їх відправляють в наступне приміщення.

Там їх збирають в набір, складають в коробочку і посилають споживачеві.

Упаковку під потрібну кількість олівців друкують в Новосибірську. Вона надходить в плоскому вигляді, і спочатку їй надають обсяг.

Потім через комплектувальні верстати необхідну кількість олівців розкладають в заданій кольоровій гамі.

Цей верстат дозволяє збирати набір з дванадцяти кольорів.

В кінці олівці розкладають по коробочках.

Тут на стенді представлені зразки продукції, яку випускає фабрика.

Під час екскурсії ми запитали про модернізацію обладнання. «Зараз у світі існує дванадцять фабрик, - повідомив Анатолій Лунін. - І на всіх схоже обладнання. У Томську роблять олівець з 30-х років. З тих пір основний принцип і технологія виробництва не змінюється. Всі процеси добре налагоджені. Модернізація обладнання виражається в заміні деяких вузлів, або перехід на більш економічні мотори, використання нових фрез. Приходять якісь нові матеріали, ми щось змінюємо в приймання і оцінки, але сама технологія залишається незмінною ».

На питання, чи не планують фабрика, за прикладом китайських підприємств, перейти на виробництво олівця з більш дешевих порід дерева або пластмаси Анатолій Лунін зізнався: «Я подумував спробувати зробити економічний олівець з низькосортної осики, але це інша технологія, і нехай вже китайці цим займаються . Мене більше цікавить тема збільшення корисного виходу за рахунок підвищення якості переробки деревини. А з точки зору екології, виробляти що-небудь краще з відновлюваної сировини. Пластмасовий олівець ніколи не згниє, а дерев'яний за кілька років повністю розкладеться ».

Залишається тільки побажати, щоб в світі глобальної комп'ютеризації, знайшлося місце простому дерев'яному олівця.

Текст, фото: Євген Мицик

Олівець став абсолютно незамінною річчю в житті людини. Починаючи ще з дитячого садка, він супроводжує людину в школі, університеті, вдома і в офісі. Нарешті, він просто необхідний при розгадуванні кросвордів.

Загальна вартість повного комплекту необхідного обладнання, яке потрібно для того, щоб організувати середнє за потужністю виробництво олівців, починається з двох мільйонів рублів.

Такою сумою обходиться стара лінія в повній комплектації. До цього потрібно додати витрати на оренду виробничого приміщення, яке для маленького цеху повинно мати площу мінімум в п'ятдесят квадратних метрів, а також на закупівлю сировини, заробітну плату працівників і комунальні витрати.

Точні терміни окупності такого бізнесу, як виробництво олівців, назвати досить складно. В першу чергу вони залежать від обсягу продукції, що випускається і від стартового (початкового) капіталу.

Крім того, протягом початкового часу вся отримувана прибуток найчастіше вкладається в просування на ринку, оскільки конкуренція серед компаній, що випускають не тільки прості, але і кольорові олівці, досить висока, особливо серед західних фабрик, з якими вітчизняні мало конкурують через високої якості виробленої ними продукції. Однак багато фахівців мінімальним терміном окупності для невеликих підприємств називають два або три роки.

технологія

Виробництво олівців здійснюється за такими технологіями. Попередньо дерев'яна заготовка ретельно шліфується, потім проводиться чотириразова грунтовка корпусу, оскільки зменшення кількості проходів призводить до недостатньої гладкості поверхні. Грунт, заповнюючи всі нерівності в дереві, забезпечує йому міцність для наступного фарбування. Потім проводиться забарвлення корпусу.

Економія на кожному етапі технологічного процесу хоч і знижує собівартість вироблених олівців, проте призводить до погіршення їх якості. Крім того, важлива і екологічність кінцевого продукту, що залежить від складу лаку, що покриває корпус вироби. Відомо, що діти, а часом і дорослі, дуже люблять гризти приладдя для письма. Тому лак повинен мати водну основу і не містити шкідливих хімічних розчинників.

Які матеріали необхідні

Для виготовлення простих олівців важливе значення має не тільки склад грифеля - глини і графіту. На нього впливає і якість деревини. Від того, як здійснюється виготовлення олівця, залежить те, як згодом буде виглядати готовий виріб, і наскільки легко воно буде заточуватися. Найдешевші товари, призначені для невибагливих до якості покупців, виробляють з вільхи. Деревина у таких олівців і неприваблива на вигляд, і має сірий колір, і не дуже міцно тримає грифель.

деревина

Найпоширеніша порода дерева, яка цілком задовольняє всім вимогам, що пред'являються до сировини, коли організовується виробництво олівців, - це липа.

Крім того, вона росте практично повсюдно і є досить в'язким матеріалом, щоб щільно утримувати стрижень.

Більш якісним і, відповідно, більш дорогим олівцем є продукт, зроблений з сосни, кедра, а також тропічного дерева джелутонг, виробничі характеристики яких дуже високі. Але найбільш цінним є сировина з каліфорнійського кедра. Зроблені з цього дерева канцелярське приладдя стоять дуже дорого і вважаються престижними.

грифель

Спочатку з глини з графітом проводиться стрижень олівця. Саме пропорції цих складових і визначають твердість грифеля. При цьому чим більше графіту, тим м'якше буде структура. І навпаки, якщо в грифель багато каоліну, відповідно, склад простих олівців вийде більш твердим.

Дуже важливо те, як точиться канцелярське виріб. Акуратну і рівну стружку забезпечує якість деревини. У той же час дуже важливо, щоб стрижень розташовувався по центру корпусу, оскільки, якщо дана технологія виробництва олівців порушується, грифель при заточуванні зрізається нерівномірно.

Крім того, щоб запобігти поломку стрижня в разі падіння олівців, багато виробників канцелярських товарів використовують так звану SV-проклейку грифеля. У цьому випадку він ламається тільки на нагостреними кінчику, а не всередині корпусу.

етап прокраски

Цей третій і теж дуже важливий елемент в провадженні не допускає менше семи шарів прокраски олівців, інакше деревина покриється заусенцами. Відомі компанії, серйозно підходять до якості своєї продукції, зазвичай починають з дванадцяти шарів. Тоді як виробництво олівців, що мають високу ціну, передбачає фарбування до вісімнадцяти, іноді до двадцяти разів. Тоді цей канцелярський товар буде мати високу глянцевость і буквально дзеркальну поверхню.

устаткування

Устаткування для виробництва олівців різнопланове. Для очищення глини необхідна наявність дробарки і спеціальних млинів. Глина, розведена у воді, заливається рідким склом, щоб позбавити її від сторонніх домішок, в тому числі і піску. Потім в неї, відповідно до рецептури, додаються графіт і сполучна речовина, яке виготовлено з крохмалю. Стрижнева маса повинна мати певну температуру і вологість. Найменше відхилення призводить до псування сировини.

Ретельно збите «тісто», замішане на графіті і глині, відправляється в гвинтовий прес, де воно формується за допомогою вальців з трьома різними зазорами. В результаті маса подрібнюється, стаючи однорідною. З неї видаляються бульбашки повітря із зайвою вологою. Товщину тесту після повторної обробки поступово зменшують з одного до 0,25 міліметра.

Потім маса пропускається через фільєру з отворами, де перетворюється в подобу «локшини» - в циліндри, з яких вже прес видавлює стрижень з необхідною довжиною і діаметром. Стрижні гарненько просушують в сушильних шафах, де відбувається безперервне обертання протягом п'ятнадцяти або шістнадцяти годин. Вологість у готового елемента не повинна бути більше половини відсотка. Після сушіння їх прожарюють вже в печі в спеціальних тиглях.

Кольорові олівці

Дещо по-іншому виготовляють стрижні для кольорових олівців. У їх складі є пігменти, а також наповнювачі з єднальними і жируючими речовинами. Глина або каолін - це основна сировина.

У кожного більш-менш великого виробника існує власна рецептура для виготовлення грифелей, яку тримають під великим секретом. Багато фабрик у виробництві добавок використовують барвники і віск, а також натуральні наповнювачі та зв'язуючі речовини на целюлозної основі.

Стрижні кольорових олівців теплову обробку не проходять, оскільки під впливом високих температур можуть зруйнуватися колірні пігменти.

На етапі, коли додається жир, що дає кольоровий слід і утримує його на папері, використовуються дві різні технології: так зване гаряче або ж холодне «препарування».

У першому випадку воно проводиться безпосередньо після сушки, при цьому грифелі змочують в гарячому жирі. Найчастіше ця технологія використовується при виробництві якісних акварельних олівців.

При холодному ж препаруванні в суміш додають жир. Як правило, цей метод використовується, коли налагоджено виробництво олівців середньої якості з грифелем з органічних пігментів.

У далекому 1912 році за указом царського уряду в Томську була створена фабрика, де пиляли кедрову дощечку для олівців, вироблених на території всієї країни.

На сьогоднішній день «Сибірська олівцева фабрика» - єдиний на території колишнього Радянського Союзу виробник олівців і олівцевої дощечки з сибірського кедра, деревина якого застосовується для виробництва олівців вищої цінової категорії.

Як же виробляють олівці, знайомі нам з самого дитинства?

Виробництво олівців починається з лісової біржі, де складується заготовлений кедр. Зараз тут знаходиться більше трьох тисяч кубів дерева. Обласна влада дуже допомогли фабриці в забезпеченні матеріалом і в цьому році тут планують виробити близько 85 мільйонів олівців.

Деревина, яку ми закуповуємо, надходить до нас не в результаті варварської рубки, - каже Анатолій Лунін, директор фабрики. - У переважній більшості це санітарна рубка перестояла кедра, який вже не дає горіх. Кедр зростає до 500 років, але шишки на ньому з'являються десь до 250-річного віку, після чого він починає вмирати, його вражають різні комахи. Якщо зрубати його в цей період, швидше виросте новий кедр.

До моменту розпилу колоди проходять обов'язкову підготовку: кожну колоду потрібно вимити, щоб пристали шматки землі або глини з камінням випадково не зашкодили пилки. Для цього дерево з лісової біржі поміщають і витримують в спеціальному басейні з теплою водою. Влітку його тут тримають недовго, до двадцяти хвилин, але в зимовий період колоду знаходиться в басейні до тих пір, поки не відтане - на це може йти до трьох годин. А через 369 годин або 16,5 діб і 26 різних технологічних операцій з колоди вийдуть готові олівці.

На лісопилці з колоди роблять ось такий брус:

Виробництво дерев'яного олівця надзвичайно вимогливо до якості матеріалу, в справу йде тільки чиста пряма деревина. І якщо для столярних виробів наявність таких дефектів, як, наприклад, сучки, не катастрофічно, то олівець з такого дерева вже не зробити. Тому сказати заздалегідь, скільки олівців вийде з одного бруса, дуже складно.

Щоб зменшити кількість відходів, на підприємстві шукають різні способи збільшення глибини переробки деревини. Один з таких способів - розширення асортименту продукції, що випускається. Так, з дощечки, яка не годиться для виробництва олівця, планують налагодити випуск дерев'яних пазлів-розмальовок для дітей і засобів від молі. Щось йде на виробництво коротких олівців, як для магазинів «IKEA», а частина, на виробництво ось таких дерев'яних шампурів:

Отриманий з колоди брус розпилюють на короткі відрізки, кожен з яких потім розпускають на десять дощечок. Щоб все дощечки були однаковими, їх потрібно відкалібрувати. Для цього їх проганяють через спеціальний верстат. На виході з нього дощечки мають однаковий розмір і строго перпендикулярні межі.

Потім відкалібровані дощечки поміщають в автоклав. За своїм зовнішнім виглядом він нагадує бочку, до якої підведено безліч труб різного діаметру. За допомогою цих труб в камері можна створювати вакуум, нагнітати тиск і подавати всередину всілякі розчини.

В результаті цих процесів з дощечки видаляються що містяться в ній смоли, і деревина імпрегніруются (просочується) парафіном. На сьогоднішній день це не найпростіший, але один з найефективніших способів поліпшити важливі властивості матеріалу і захистити дерево від шкідливого впливу навколишнього середовища.

«Облагороджені» після обробки в автоклаві олівцеві дощечки залишається як слід просушити, а потім - відправити безпосередньо на олівцеві виробництво. На цьому процес виготовлення дощечки можна вважати завершеним. Так виглядають дощечки після обробки в автоклаві

Основний принцип і технологія виробництва з тих пір як в Томську почали робити олівці, не змінюється, - каже Анатолій Лунін. - Всі процеси на нашій фабриці добре налагоджені. Модернізація обладнання виражається в заміні деяких вузлів, або перехід на більш економічні мотори, використання нових фрез. Приходять якісь нові матеріали, ми щось змінюємо в приймання і оцінки, але сама технологія залишається незмінною.

Готова дощечка надходить в цех білого олівця, де для початку в ній на верстаті нарізають канавки, куди потім будуть покладені стрижні (слово «білий» в даному випадку означає те, що олівець на даному етапі ще не пофарбований). Дощечки подаються з одного боку верстата, по дорозі їх поверхня шліфується для склеювання, особливої ​​фрезою в ній випіліваются поглиблення. На ближньому краю верстата дощечки автоматично укладаються в стопку. Товщина відшліфованою дощечки з нарізаними канавками становить 5 мм, що дорівнює половині товщини майбутнього олівця.

На наступному етапі дощечки склеюють попарно між собою, щоб вийшов один олівцем блок.

Верстат плавно подає першу дощечку і укладає стрижні в її канавки. Слідом за цим з іншого пристрою «виїжджає» друга дощечка, вже змащена водорозчинних клеєм, і акуратно лягає на першу. Утворені олівцеві блоки затискають в пневматичному пресі і стягують струбцинами.

Якщо дощечку на фабриці виготовляють самостійно, то стрижень, в основному, закуповують в Китаї. Там його почали виробляти по «сухий» технології, яка не вимагає випалу в печі при високій температурі.

Внаслідок цього, собівартість стрижня виявилася настільки низькою, що левова частка виробників олівця перейшла саме на такий стрижень.

Щоб грифель олівця не ламався всередині корпусу, на фабриці застосовують технологію додаткового проклеювання стрижня спеціальної клейової системою. Після цієї операції склеєні блоки витримують в спеціальній сушильній камері кілька годин.

У камері досить жарко. Гаряче повітря нагнітається вентилятором, підтримуючи температуру близько 35-40 градусів. Деревині потрібно добре просохнути, щоб в подальшому олівець за один прохід став гладким і отримав потрібну геометрію. Олівець з «простим» грифелем сохне тут не менше двох годин, а кольоровий - не менше чотирьох. Через те, що кольоровий містить більше жирових речовин, йому потрібно більше часу, щоб просохнути.

По закінченні цього часу блоки розбирають, укладають в візки із зазначенням всіх подальших параметрів і відправляють на наступний верстат, який розділить їх на окремі олівці.

Своєю формою верстат схожий на той, який робить канавки в дощечках, але у нього є і свої особливості. Заготовки поміщають в завантажувальний бункер.

Вони проходять по транспортних вузлів, торці, відпилюються і на виході виходить звичний дерев'яний олівець, тільки ще не фарбований.

Подвійна фреза, яка розділяє блоки, задає і форму майбутнього олівця, причому робиться це все за один прохід. Саме від типу профілю ріжучої фрези залежить те, яким буде олівець - шестигранним або круглим.

Зовсім недавно на фабриці освоїли виробництво тригранного олівця. Виявилося, що попит на таку форму зростає. Покупців приваблює ергономічність і природність розташування пальців на гранях, що, безумовно, полегшує навчання письму дітей.

Поруч з верстатом варто робочий стіл сортувальниці. Її завдання - перебрати зроблені олівці, відібрати «придатні» і відокремити дефектні. До дефектів відносяться відколи стержня на торці, шорсткості, опіки деревини тощо. Над столом висить пам'ятка з нормами по шлюбу. У кожен стоїть на столі лоток поміщається 1440 олівців.

Відсортовані олівці на спеціальному ліфті піднімаються на наступний поверх, де їх будуть фарбувати.

Фарбу закуповують в сухому вигляді і розводять до потрібної густоти в лабораторії фарб. Сама фарбування відбувається досить швидко.

Пристрій безперервно виштовхує пофарбовані олівці на конвеєр. Довжина і швидкість руху транспортерної стрічки розраховані таким чином, щоб олівець висихав, поки рухається на ній.

Доїжджаючи до протилежного кінця конвеєра, олівці потрапляють в один з трьох приймачів, звідки вони відправляються назад на наступне покриття.

В середньому кожен олівець покривається трьома шарами фарби і двома шарами лаку - тут все залежить від бажання замовника. Пофарбувати олівець можна теж практично в будь-який колір. Фабрика випускає набори з шести, дванадцяти, вісімнадцяти і двадцяти чотирьох квітів. Деякі олівці покривають тільки лаком.

Після фарбування, олівці відправляють в цех фінішної обробки. У цьому місці вони набувають той остаточний вигляд, в якому дійдуть до споживача. На олівці наносять штамп, надягають ластик і заточують.

Способів нанесення штампів досить багато, але на «Сибірської олівцевої фабриці» це роблять за допомогою фольги різних кольорів. Такий метод називається термостатуванням. Робоча частина верстата нагрівається, і штамп через фольгу переноситься на олівець - так він не буде облазити і бруднити руки. Сам штамп може бути будь-яким, його спеціально замовляють у гравіровщіка. Залежно від складності, на його виготовлення йде близько п'яти днів.

На частину олівців, якщо це необхідно, надягають ластик.

Остання операція - це заточка. Заточуються олівці на шліфувальної шкірці, одягненою на барабан і рухається з великою швидкістю. Це відбувається дуже швидко, буквально за лічені секунди.

Крім заточування верстат можна налаштувати на виконання вальцювання - обробки зворотного торцевій частині олівця під невеликим нахилом. Тепер олівці готові до упаковки, їх відправляють в наступне приміщення. Там олівці збирають в набір, складають у коробку і направляють споживачеві.

Упаковку під потрібну кількість олівців друкують в Новосибірську. Вона надходить в плоскому вигляді, тому спочатку їй надають обсяг. Потім через комплектувальні верстати необхідну кількість олівців розкладають в заданій кольоровій гамі. Спеціальний верстат дозволяє збирати набір з дванадцяти кольорів. В кінці олівці розкладають по коробочках.

На питання, чи не планує фабрика, за прикладом китайських підприємств, перейти на виробництво олівця з більш дешевих порід дерева або пластмаси Анатолій Лунін визнається:

Я подумував спробувати зробити економічний олівець з низькосортної осики, але це інша технологія, і нехай вже китайці цим займаються. Мене більше цікавить тема збільшення корисного виходу за рахунок підвищення якості переробки деревини. А з точки зору екології, виробляти що-небудь краще з відновлюваної сировини. Пластмасовий олівець ніколи не згниє, а дерев'яний за кілька років повністю розкладеться.

Ось ще трохи з серії як це робиться: ось, а ось. Ще як це робиться в ДІФКУ, і Оригінал статті знаходиться на сайті ІнфоГлаз.рфПосилання на статтю, з якої зроблена ця копія -