Kayu

Latar Belakang

Lumber adalah istilah umum yang berlaku untuk berbagai panjang kayu yang digunakan sebagai bahan konstruksi. Potongan kayu dipotong memanjang dari batang pohon dan dicirikan dengan memiliki penampang persegi panjang atau bujur sangkar, berbeda dengan tiang atau tiang pancang, yang memiliki penampang bulat.

Penggunaan kayu sebagai bahan konstruksi sudah ada sebelum sejarah tertulis. Bukti paling awal dari konstruksi kayu berasal dari sebuah situs dekat Nice, Prancis, di mana serangkaian lubang tiang tampaknya menunjukkan bahwa sebuah gubuk dengan lebar 20 kaki (6m) kali 50 kaki (15 m) dibangun di sana 400.000 tahun yang lalu menggunakan tiang kayu. untuk dukungan. Konstruksi kayu tertua yang ditemukan utuh terletak di barat laut Jerman, dan dibangun sekitar 7.300 tahun yang lalu. Pada 500 SM. kapak besi, gergaji, dan pahat biasanya digunakan untuk memotong dan membentuk kayu. Referensi pertama untuk memotong kayu di penggergajian kayu, daripada menggunakan perkakas tangan, berasal dari Eropa utara dan berasal dari sekitar tahun 375. Penggergajian itu ditenagai oleh aliran air.

Di Amerika Utara, penjajah Eropa menemukan hutan pohon yang luas, dan kayu menjadi bahan bangunan utama. Gergaji bundar, yang telah dikembangkan di Inggris, diperkenalkan di Amerika Serikat pada tahun 1814 dan digunakan secara luas di pabrik penggergajian. Gergaji pita skala besar dikembangkan dan dipatenkan oleh Jacob R. Hoffman pada tahun 1869 dan menggantikan gergaji bundar untuk banyak operasi penggergajian.

Kayu yang diproduksi di pabrik penggergajian awal memiliki dimensi yang bervariasi tergantung pada pesanan khusus pelanggan atau praktik standar pabrik. Saat ini, potongan kayu yang digunakan dalam konstruksi memiliki dimensi standar dan dibagi menjadi tiga kategori, tergantung pada ketebalan potongannya. Kayu dengan ketebalan nominal kurang dari 2 inci (5 cm) diklasifikasikan sebagai papan. Mereka dengan ketebalan nominal 2 inci (5 cm) tetapi kurang dari 5 inci (13 cm) diklasifikasikan sebagai dimensi. Mereka dengan ketebalan nominal 5 inci (12,5 cm) dan lebih besar diklasifikasikan sebagai kayu. Lebar nominal potongan ini bervariasi dari 2-16 inci (5-40 cm) dalam kenaikan 1 inci (2,5 cm). Sebagian besar potongan kayu yang dipotong kasar dikeringkan dan kemudian diselesaikan, atau diberi permukaan, dengan menjalankannya melalui planer untuk menghaluskan keempat sisinya. Akibatnya, dimensi sebenarnya lebih kecil dari dimensi nominal. Misalnya, potongan kayu standar berukuran dua kali empat kali berukuran permukaan sebenarnya berukuran 1,5 inci (3,8 cm) kali 3,5 inci (8,9 cm).

Potongan kayu yang tidak hanya dipermukaan, tetapi juga dikerjakan untuk menghasilkan bentuk penampang tertentu diklasifikasikan sebagai kayu yang dikerjakan atau kayu pola. Cetakan dekoratif, lantai lidah-dan-alur, dan pelapis dinding kapal adalah contoh kayu pola.

Saat ini, memproses produk kayu adalah industri bernilai miliaran dolar di seluruh dunia. Tidak hanya memproduksi kayu konstruksi, tetapi juga kayu lapis, papan serat, kertas, karton, terpentin, damar, tekstil, dan berbagai macam bahan kimia industri.

Bahan Baku

Pohon-pohon dari mana kayu dihasilkan diklasifikasikan sebagai kayu keras atau kayu lunak. Meskipun kayu dari banyak kayu keras adalah keras, dan kayu dari banyak kayu lunak lunak, itu bukanlah karakteristik yang menentukan. Kebanyakan pohon kayu keras memiliki daun, Selama penebangan, pohon-pohon ditebang dengan gergaji mesin dan anggota badan dicabut. Di pabrik, kayu gelondongan dibuang kulitnya dan ditekuk, atau dipotong dengan panjang yang telah ditentukan. Kemudian mereka melanjutkan ke bandsaw untuk diproses lebih lanjut. yang mereka tumpahkan di musim dingin. Pohon kayu keras termasuk ek, maple, kenari, ceri, dan birch, tetapi mereka juga termasuk balsa, yang memiliki salah satu yang paling lembut dan paling ringan dari semua kayu. Pohon kayu lunak, di sisi lain, memiliki jarum, bukan daun. Mereka tidak menumpahkan jarum mereka di musim dingin, tetapi tetap hijau sepanjang tahun dan kadang-kadang disebut evergreen. Pohon kayu lunak termasuk pinus, cemara, hemlock, cemara, dan kayu merah.

Kayu keras umumnya lebih mahal daripada kayu lunak dan digunakan untuk lantai, lemari, panel, pintu, dan trimwork. Mereka juga banyak digunakan untuk memproduksi furnitur. Kayu keras tersedia dalam panjang 4-16 kaki (1,2-4,8 m). Kayu lunak digunakan untuk kancing dinding, balok, papan, kasau, balok, stringer, tiang, penghiasan, selubung, subflooring, dan bentuk beton. Mereka tersedia dalam panjang 4-24 kaki (1,2-7,3 m).

Potongan kayu kayu keras dan kayu lunak dinilai menurut jumlah dan ukuran cacat pada kayu. Cacat termasuk simpul, lubang, kantong pitch, split, dan potongan yang hilang di tepi atau sudut, yang disebut wanes. Cacat ini terutama mempengaruhi penampilan, tetapi juga dapat mempengaruhi kekuatan potongan. Nilai yang lebih tinggi disebut nilai pilih. Kayu keras juga dapat dinilai sebagai yang pertama atau yang kedua, yang bahkan lebih tinggi daripada yang dipilih. Nilai ini memiliki sedikit cacat dan digunakan untuk trim, pencetakan, dan finishing kayu di mana penampilan penting. Semakin tinggi grade, semakin sedikit jumlah cacat. Nilai yang lebih rendah disebut nilai umum dan digunakan untuk konstruksi umum di mana kayu akan ditutup atau di mana cacat tidak dapat diterima. Nilai umum ditetapkan dalam urutan kualitas yang menurun dengan nomor seperti #1 umum, #2 umum, dan seterusnya. Potongan kayu lunak kayu kelas umum juga dapat ditunjuk dengan nama yang setara, seperti pilih yang dapat diperdagangkan, konstruksi, dan sebagainya. Kayu yang dimaksudkan untuk penggunaan selain konstruksi, seperti kotak atau tangga, diberikan sebutan gradasi lainnya.

Manufaktur
Proses

Di Amerika Serikat, sebagian besar pohon yang dimaksudkan untuk ditebang menjadi kayu ditanam di hutan yang dikelola baik yang dimiliki oleh perusahaan kayu atau disewa dari pemerintah. Setelah pohon mencapai ukuran yang sesuai, mereka ditebang dan diangkut ke pabrik kayu di mana mereka dipotong menjadi berbagai ukuran kayu.

Berikut adalah urutan operasi khas untuk memproses pohon menjadi kayu.

Menebang

• 1 Pohon terpilih di suatu area diperiksa secara visual dan ditandai sebagai pohon yang siap ditebang, atau ditebang. Jika jalan belum ada di daerah tersebut, jalan dipotong dan diratakan dengan menggunakan buldoser. Jika operasi diperkirakan akan berlanjut hingga musim hujan, jalan mungkin berkerikil, dan gorong-gorong dapat dipasang di seberang sungai untuk mencegah aliran air.
• 2 Sebagian besar penebangan pohon dilakukan dengan gergaji mesin bertenaga bensin. Dua potongan dibuat di dekat pangkal, satu di setiap sisi, untuk mengontrol arah jatuhnya pohon. Setelah pohon tumbang, anggota badan dipotong dengan gergaji rantai, dan pohon dipotong menjadi panjang yang nyaman untuk transportasi.
• 3 Jika medannya relatif datar, traktor bertenaga diesel, yang disebut skidder, digunakan untuk menyeret bagian pohon yang tumbang ke area yang dibuka untuk pemuatan. Jika medannya curam, yarder self-propelled digunakan. Penggalang memiliki menara hidrolik teleskopik yang dapat dinaikkan hingga ketinggian 110 kaki (33,5 m). Kabel Guy menopang menara, dan kabel-kabel mengalir dari puncak menara menuruni lereng curam untuk mengambil pohon yang ditebang. Bagian pohon, atau kayu gelondongan, kemudian dimuat ke truk menggunakan pemuat kayu gelondongan beroda.
• 4 Truk-truk melewati jalan bergradasi dan menuju jalan raya umum menuju pabrik kayu. Setelah di pabrik, unloader mobile raksasa mengambil seluruh muatan truk dalam satu gigitan dan menumpuknya di tumpukan panjang, yang dikenal sebagai geladak kayu. Dek secara berkala disemprot dengan air untuk mencegah kayu mengering dan menyusut.

Melawan dan melawan

• 5 Kayu gelondongan diambil dari geladak kayu dengan pemuat ban karet dan ditempatkan pada konveyor rantai yang membawanya ke pabrik. Dalam beberapa kasus, kulit luar batang kayu dihilangkan, baik dengan roda gerinda bergigi tajam atau dengan semburan air bertekanan tinggi, sementara batang kayu diputar perlahan-lahan pada sumbu panjangnya. Kulit kayu yang dibuang dihaluskan dan dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk tungku pabrik atau dapat dijual sebagai mulsa taman dekoratif.
• 6 Kayu gelondongan dibawa ke pabrik pada konveyor rantai, di mana mereka berhenti sejenak saat gergaji bundar besar memotongnya menjadi panjang yang telah ditentukan. Proses ini disebut bucking, dan gergaji disebut bucking saw.

Kepala gergaji menggergaji kayu besar

• 7 Jika batang kayu memiliki diameter lebih besar dari 2-3 kaki (0,6-0,9 m), batang kayu tersebut diturunkan dari konveyor dan dijepit pada kereta yang dapat dipindahkan yang meluncur memanjang pada satu set rel. Kereta dapat memposisikan batang kayu secara melintang relatif terhadap rel dan juga dapat memutar batang kayu 90 atau 180 derajat terhadap panjangnya. Sensor optik memindai log dan menentukan diameternya di setiap ujungnya, panjangnya, dan cacat yang terlihat. Berdasarkan informasi ini, komputer kemudian menghitung pola pemotongan yang disarankan untuk memaksimalkan jumlah potongan kayu yang dapat diperoleh dari log.
• 8 Penggergaji headrig duduk di bilik tertutup di sebelah gergaji vertikal besar yang disebut gergaji headrig. Dia meninjau pola pemotongan yang disarankan yang ditampilkan di monitor televisi, tetapi lebih mengandalkan pengalamannya untuk membuat serangkaian pemotongan. Log diumpankan memanjang melalui bandsaw vertikal. Potongan pertama dibuat di sepanjang sisi yang paling dekat dengan operator dan menghilangkan sepotong kayu yang disebut slab. Permukaan luar pelat memiliki lengkungan batang pohon asli, dan bagian ini biasanya dibuang dan digiling menjadi serpihan untuk digunakan dalam bubur kertas.
• 9 Kereta dikembalikan ke posisi semula, dan log digeser ke samping Tergantung pada ukuran log, log dapat dipotong dengan cara yang berbeda untuk mengoptimalkan ukuran dan jumlah papan yang dihasilkan . Setelah papan dipotong, mereka dikeringkan dan direncanakan. atau diputar untuk membuat pemotongan berikutnya. Penggergaji kepala harus terus-menerus meninjau log untuk cacat internal dan memodifikasi pola pemotongan yang sesuai karena setiap pemotongan berturut-turut membuka log lebih jauh. Pada umumnya, potongan-potongan yang lebih tipis yang dimaksudkan untuk dibuat menjadi papan dipotong dari bagian luar kayu gelondongan yang memiliki simpul yang lebih sedikit. Potongan yang lebih tebal untuk kayu dimensi dipotong selanjutnya, sedangkan bagian tengah log menghasilkan stok untuk potongan kayu berat.

Bandsawing log kecil

• 10 Batang kayu berdiameter lebih kecil dimasukkan melalui serangkaian gergaji pita yang memotongnya menjadi potongan-potongan dengan ketebalan nominal 1 inci (2,5 cm), 2 inci (5 cm), atau 4 inci (10 cm) dalam satu lintasan.

Menggambar ulang

• 11 Potongan besar dari gergaji headrig, yang disebut cants, diletakkan rata dan dipindahkan oleh chain conveyor ke gergaji pita multi-blade, di mana mereka dipotong menjadi lebar yang diperlukan dan tepi luarnya dipotong persegi. Potongan yang dipotong dari batang kayu yang lebih kecil juga dapat melewati gergaji pita bermata banyak untuk memotongnya menjadi lebar. Jika potongannya cukup kecil sehingga tidak perlu dipotong lebih lanjut, potongan tersebut dapat melewati chipper, yang menggiling tepi persegi yang tidak rata.

Pengeringan atau bumbu

• 12 Potongan kayu yang dipotong dan dipangkas kemudian dipindahkan ke tempat yang akan dikeringkan, atau "dibumbui". Ini diperlukan untuk mencegah pembusukan dan memungkinkan kayu menyusut saat mengering. Kayu, karena ukurannya yang besar, sulit untuk dikeringkan secara menyeluruh dan umumnya dijual dalam keadaan basah, atau "hijau". Kayu lainnya dapat dikeringkan dengan udara atau dikeringkan dengan kiln, tergantung pada kadar air yang dibutuhkan dari potongan jadi. Kayu yang dikeringkan dengan udara ditumpuk di area tertutup dengan spacer di antara masing-masing bagian untuk memungkinkan udara bersirkulasi. Kayu yang dikeringkan dengan udara umumnya mengandung sekitar 20% kelembaban. Kayu yang dikeringkan dengan kiln ditumpuk di area tertutup, sementara udara panas 110-180 °F (44-82 °C) disirkulasikan melalui tumpukan. Kayu yang dikeringkan dengan kiln umumnya mengandung kelembaban kurang dari 15% dan sering ditentukan untuk lantai interior, cetakan, dan pintu di mana penyusutan minimal diperlukan.

Merencanakan

• 13 Potongan kayu kering dilewatkan melalui planer, di mana kepala pemotong yang berputar memangkas potongan-potongan tersebut ke dimensi akhirnya, menghaluskan keempat permukaan, dan membulatkan tepinya.

Stamping dan pita kelas

• 14 Setiap potongan kayu diperiksa secara visual atau mekanis dan dinilai sesuai dengan jumlah cacat yang ada. Nilai dicap pada setiap bagian, bersama dengan informasi tentang kadar air, dan nomor identifikasi pabrik. Kayu tersebut kemudian dibundel sesuai dengan jenis kayu, kadar, dan kadar air, dan bundel tersebut diamankan dengan pita baja. Bundel tersebut dimuat di truk atau kereta api dan dikirim ke tempat penyimpanan kayu untuk dijual kembali kepada pelanggan.

Kontrol Kualitas

Ada sangat sedikit potongan kayu yang sempurna. Meskipun sangat hati-hati diambil untuk menghindari atau meminimalkan cacat saat menggergaji kayu dengan ukuran yang dibutuhkan, hampir selalu ada beberapa cacat yang ada. Jumlah dan lokasi cacat ini menentukan grade kayu, dan pembeli harus memilih grade yang sesuai untuk setiap aplikasi tertentu.

Masa Depan

Karena jumlah pohon tua yang tersedia untuk penebangan berkurang, demikian pula kemampuan industri kayu untuk secara selektif memotong potongan kayu dengan ukuran yang dibutuhkan untuk konstruksi. Banyak pohon yang ditebang saat ini adalah pohon generasi kedua atau ketiga yang lebih muda dan diameternya lebih kecil daripada pohon tua yang asli. Pohon yang lebih muda ini juga mengandung persentase kayu juvenil yang lebih tinggi, yang kurang stabil secara dimensi dibandingkan kayu yang lebih tua.

Untuk melawan tren ini, industri kayu benar-benar membongkar pohon dan menyatukannya kembali untuk memproduksi ukuran, kekuatan, dan stabilitas yang dibutuhkan untuk konstruksi. Sebenarnya, mereka telah melakukan ini selama beberapa dekade dalam bentuk kayu lapis dan balok laminasi lem, dan beberapa produk baru menggunakan teknologi serupa.

Salah satu produk kayu yang diproduksi baru disebut kayu untai paralel. Ini dimulai seperti kayu lapis dengan lapisan tipis kayu yang dikupas dari batang kayu. Veneer melewati pemindai serat optik yang mendeteksi cacat dan memotongnya, seperti pemotong kue otomatis. Veneer kemudian dikeringkan dan dipotong menjadi strip selebar 0,5 inci (1,3 cm). Strip dimasukkan ke salah satu ujung mesin, yang melapisinya dengan lem resin fenolik dan menumpuknya dari sisi ke sisi dan ujung ke ujung untuk membentuk balok padat berukuran 12 kali 17 inci (30 cm kali 43 cm). dari kayu. Sinar itu disengat dengan energi gelombang mikro 400.000 watt, yang mengeraskan lem hampir seketika. Saat balok muncul dari ujung lain mesin, balok dipotong menjadi panjang 60 kaki (18,3 m). Selanjutnya dipotong menjadi berbagai ukuran kayu, dan diampelas halus. Potongan yang dihasilkan secara signifikan lebih kuat dan lebih stabil secara dimensi daripada kayu alami, sekaligus cukup menarik untuk digunakan pada balok terbuka dan aplikasi lain yang terlihat.