ULUDAG GÖKNARI (Abies bommü/leriana Mattf.) ODUNUNUN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜK DEGERLERININ BELIRLENMESI ÜZERINE ARAŞTIRMALAR

Transkript

1 F.D.C.: ULUDAG GÖKNARI (Abies bommü/leriana Mattf.) ODUNUNUN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜK DEGERLERININ BELIRLENMESI ÜZERINE ARAŞTIRMALAR Researches on The Determination of The Surface Roughness Values of Bornmullerian Fir (Abies bommü/leriana Mattf.) ErnellLTER Kimya Yüksek Mühendisi Ceren ÇAMUYURT Kimya 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

2 ABSTRACT In wood industry, the suıiace qualities of wood and wood-based materials 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 material 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, varnishing, 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 classical suıiace control methods. In this study, bornmullerian fir (Abies bommu/leriana Mattf.) used in furniture and millwork industries has been selected as a test material. Suıiace roughness has been determined according to tree species, cutting direction, knife number, sand paper number, feeding velocity and moisture variations with Stylus Tracing Technique. 4

3 ÖZ Ağaç işleri endüstrisinde odun ve odun kökenli malzemelerin yüzey kalitesi çok önem taşımaktadır. Orman ürünlerine olan talebin artması ve orman kaynaklarının giderek azalması odun hammaddesinin en verimli şekilde değerlendirilmesini zorunlu kılmaktadır. Mobilya endüstrisinde kaliteyi etkileyen faktörlerin başında yüzey düzgünlüğü kalitesi gelmektedir. Masif mobilya üretiminde tutkallama, vernikleme, macunlama ve boyama işlemlerine başlamadan önce yapılan hazırlık işlemleri, yüzey kalitesini etkilemektedir. Günümüzde değrama ve mobilya üretiminde yüzeyler gözle ve elle yapılan 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 gerekmektedir. cihazlardan faydalanılması Bu çalışmada mobilya ve değrama endüstrisinde kullanılan Uludağ Göknan (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. 3

4 ÖNSÖZ "Uludağ Göknan (Abies bommü/leriana Mattf.) Odununun Yüzey Pürüzlülük Değerlerinin Belirlenmesi" adlı bu çalışma ile; rendelenmiş ve zımparalanmış 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 kesilmesi, klimatize edilmesi ve yüzey pürüzlülük değerlerinin ölçülmesi Iç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü, Orman Ürünleri laboratuarında gerçekleştirilmiş olup örneklerin net ölçüde kesilip rendelerne ve zımparalama işlemlerinin yapılması ise Hacettepe Üniversitesi Ağaç Işleri Endüstri Mühendisliği Bölümü makine atölyesi ve Tepe Kapı-Dağrama AŞ. atölyesinde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın başlangıç aşamasından bitişine kadar gerek literatür aşamasında gerekse verilerin değerlendirilmesi ve sonuçlandırılmasında çok büyük 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 yapılmasında 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 teşekkürü bir borç bilirim. Çalışmanın uygulayıcıya ve araştırmacılara yararlı olmasını dilerim. Ankara, 2001 ErnellLTER Kimya Yüksek Mühendisi 5

5 IÇINDEKILER ÖZ... 3 ABSTRACT... 4 ÖNSÖZ... 5 GIRIŞ LITERATÜR ÖZETI O 2. GENEL BILGILER..., Uludağ Göknan Hakkında Genel Bilgiler Uludağ Göknarının Doğal Yayılışı Uludağ Göknarının Özellikleri Botanik Özellikleri Makroskobik Özellikleri Mikroskobik Özellikleri Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Göknar Odununun Kullanım Yerleri Araştırmada Kullanılan Alet ve Makineler Yüzey Pürüzlülük Ölçme Aleti Etüv Fırını ve Klimatize Odası Ağaç Işleri Endüstrisinde Üstyüzey lşlemleri Rendelerne Işlemi Zımparalama Yüzey Pürüzlülüğü Ağaçişleri Sektöründe Yüzey Pürüzlülüğünün Önemi Yüzey Pürüzlülüğünü Etkileyen Faktörler Biçme Teknikleri Ağaç Türü Yüzey Pürüzlülüğü Belirleme Metotları

6 3. MATERYAL ve YÖNTEM Deney Materyallerinin Elde Edilmesi Deney Numunelerinin Hazırlanması Ölçü ve Sayımlar Yüzey Pürüzlülük Değerlerinin Tayini Istatistiki Metotlar VERILERIN DEGERLENDIRILMESI ve BULGULAR Ra için Yüzey Pürüzlülük Verilerinin Değerlendirilmesi Rmax (Ry) için Yüzey Pürüzlülük Verilerinin Değerlendirilmesi Rz için Yüzey Pürüzlülük Verilerinin Değerlendirilmesi SONUÇ, T )\RTIŞMA ve ÖNERILER Rutubet Değişiminin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi Kesiş Yönünün Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi Yüzey Işlemlerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi ÖZET SUMMARY KAYNAKÇA

7 Giriş Günümüzde ormancılık, toplumun orman ürünlerine ve hizmetlerine olan gereksinimlerini devamlı olarak karşılamak amacıyla teknik, sosyal, ekonomik, 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 ürünler halen orman ve orman ürünlerine olan ihtiyacını karşılamaktan uzaktır. Son zamanlarda Türkiye yılda ortalama 1.3 milyon m3 kereste ithal etmekte ve buna karşılık 100 Milyon $ ödemektedir. Bununla ilgili değerler Çizelge 1 'de verilmiştir {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 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 tutkala daha iyi yapışma imkanlarının sağlanması da gerekmektedir. Bu neden- 9

8 le daha düzgün ve pürüzsüz yüzeylerin elde edilmesi ile bu olanaklar sağlanabilir. Göknar yurdumuzda yetişen önemli ağaç türlerindendir 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 Araştırma Enstitüleri gerekse Üniversitelerde birçok araştırma yapılmıştır. Bu çalışmanın amacı ülkemizde geniş bir kullanım alanı olan Uludağ Göknan odununun yüzey pürüzlülük değerini azaltarak üst yüzey işlemlerinde daha 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 ağaçlar kesilerek Enstitümüz Odun Teknolojisi Laboratuarına getirilmiştir. Bu ağaçlardan usulüne uygun olarak alınan örneklere gerekli işlemler yapılarak yüzey pürüzlülükleri tespit edilmiştir. Çalışma beş bölümde incelenmiştir. Ilk üç bölümde sırasıyla Literatür Özeti, Genel Bilgiler ile Materyal ve Yöntem konuları verilmiştir. Dördüncü bölümde değerlendirmeler gerçekleştirilmiş, beşinci ve son bölümde ise değerlendirmelerden elde edilen sonuçlar uygulama açısından yorumlanarak önerilerde bulunulmuştur. 1. Literatür Özeti Yüzey pürüzlülüğü çalışmaları metal endüstrisi ile başlamış daha sonra ağaç işleri endüstrisine girmiştir. Odun yüzeylerinin "Topografik Nicel Bir Yöntemle Incelenmesi" adlı çalışmada, orman ürünleri endüstrisinde geleneksel olarak bilinen yüzey sınıflandırmasını sayısal olarak tanımlamıştır. Yüzeydeki değişiklikleri sürekli olarak kaydedip profilini çıkarmış ve istatiksel olarak değerlendirmiştir. Ancak bu yöntemin ağaç işleme endüstrisine uyurnun sağlanamadığı sonucuna varmıştır. Yüzey pürüzlülüğü ölçümünde kullanılan makine ve yöntemler teknolojinin gelişmesi ile beraber daha ileriye gitmiş ve geliştirilmiştir. Bugüne kadar denenmiş yöntemlerden dokunmalı iğneli tarama yönteminin diğer yöntemlere göre daha avantajlı olacağı belirtilmiştir {Hjorth and Holtrog, 1958). 10

9 Elmendorf and Vaughan, (1958) "Odun Yüzey Pürüzlülüğü Ölçme Yönteminin Incelenmesi" konulu çalışmalarında, işlenmiş odunun yüzey düzgünlüğünü belirlemede, odun yüzeylerinin, fotoğraf çekim yöntemleri ile ışık yansıtma yöntemleri karşılaştırılmıştır. Metal yüzeylerin düzgünlüğünü belirlemede kullanılan aletleri tanımlamışlar, bunları planyalama, zımparalama, macunlama ile düzeltilmiş odun yüzeylerinin karşılaştırılmasında kullanmışlardır. Yüzeyin zımparalanması sonucu yüzeyde oluşan pürüzlerin, girintiler ve çıkıntılar arasındaki yüksekliklerle ilgili olduğunu tespit etmişler ve bu pürüzlerin macunlarla düzeltilmesi fikrini ortaya koymuşlardır. Stumbo, (1960) "Kalite ve Ürün Kontrolü için Yüzey Pürüzlülük Ölçmesi" konulu derleme çalışmasında; ayrıntılı olarak odunun yüzey karakteristiklerini ve oluşumunu, yüzey pürüzlülüğü ölçme yöntemlerini, testere ile kesilmiş, planyalanmış, frezelenmiş ve zımparalanmış odun yüzey tekstürü araştırmalarını ve bunların uygulamalarını incelemiştir. Yüzeyleri 1. sınıf, 2. sınıf ve bozuk tekstür olarak üç gruba ayırmıştır. Yüzey pürüzlülük ölçmelerinin odun kökenli ürünlerin kalite kontrolünde oldukça önemli olduğunu; düzgün bir yüzeyin özellikle tutkallama ve yüzey işlemleri gibi alanlarda sorun oluşturmayacağını belirtmiştir. Duyarlı ölçmelerle ve yalnız yüzey ölçme aletleri ile yapılabileceğini belirtmiştir. Pahlitzch and Dziobek (1962) "Zımparalanmış Ahşap Malzeme Yüzeylerine Işleme Şartlarının Etkileri" adlı çalışmalarında ahşap malzernede lif doğrultusunda zımpara bandı besleme hızının yüzeye etkileri araştırılmıştır. Tam kuru ağırlıkta ve rutubetli yüzeyler üzerinde pürüzlülük incelemelerinde, rutubetli yüzeylerde pürüzlülük artış göştermiş ve bu pürüzlülük artışı numunenin yıllık halkaları ile zımpara yüzeyinin arasındaki açıya bağlı olmadığı belirlenmiştir. Tam kuru numunelerdeki pürüzlülük artışı, aşındırıcı taneciklerin keskinliğine bağlı olduğu ve aşındırıcı taneciklerin arasının tıkanması ile pürüzlülük değerinin arttığı belirtilmiştir. Zımparalama işleminde baskı kuvvetinin artırılması 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 incelemelerde çok değişik tekniklerin kullanıldığını bunlardan en önemli üçünün, görüntülü (visual), ışıklı ve iğne tararnalı yöntem olduğunu; hem yöntem hem de 11

10 yüzey standardı bakımından hiçbir sistemin yeterli olmadığını ve incelemede kolay kullanımil güvenilir sonuçlar verebilen bir yöntemin geliştirilmesi gerektiğini; kesinleşmiş yüzey ölçme yöntemlerinin üretime, kalite kontrole ve araştırma alanına katkıda bulunacağını, kısaca yüzey düzgünlüğünü belirlemenin edunun gelecekteki kullanımında kaçınılmaz olduğunu açıklamışlardır. Peters and Mergen (1971) "Odun Yüzey Düzgünlüğünün Ölçülmesi Önerilen Bir Metot" adlı çalışmalarında; yüzey düzgünlüğünün belirlenmesinin üretim ve araştırmada faydalı olabileceğini, iğneli tararnalı yöntemin en uygun yöntem olduğunu açıklamışlardır. Birgit and Östman, (1983) "Odun Kökenli Levhaların Yaşiandırma ve Yıpratmadan 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 hızlandırılmış 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 değişikliklerinin 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 Karakteristiği" konulu çalışmalarında 30.5 cm ebadında kare kesitli olarak hazırlanan ve % 6-7 rutubetli sarıçam kesme kaplama yüzeylerini görsel olarak üç pürüzlülük sınıfına (kaba, orta, düzgün) ayırarak pürüzlülük durumunu saptamışlardır. Pürüzlü kaplama levhalar yapışma kalitesini düşürmüştür. Timothy, (1987) "Görüntü Analizi ile Kaplama Yüzey Pürüzlülüğünün Anında Ölçülmesi" konulu çalışmasında odun esaslı malzemelerin yüzey kalitesinin önemini ve ölçme yöntemlerini ele almış bu yöntemleri iki ana gruba ayırmıştır. Bu yöntemleri dokunmalı ve dokunmasız yöntem olarak tanımlamıştır. Dokunmalı yöntem olan iğneli tararnalı ölçümler sonucunda kaplama yüzeylerini 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 12

11 özellikleri incelenmiştir. Yüzey profili olarak işlenmiş ahşap malzemenin görsel 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 pürüzlülük değerinin daha yüksek olduğu belirtilmiştir. Cutri, Moycock and Parkin, ("1991) "Rendelenmiş ve Şekillendirifmiş Kereste Ürünlerinin Yüzey Ölçümleri" konulu çalışmalarında, rendelenmiş ve işlenmiş kereste ürünlerinin yüzey kalitesinin üretim sırasında makineden etkilendiği belirtilmiştir. Rendelerne ve şekillendirme işlemi sırasında yapılan ölçümlerde, lazer ölçüm yöntemi kullanılmış, dokunmalı iğneli tararnalı ölçüm sisteminin, rendelerne ve şekillendirme işlemi sırasında makinenin besleme hızından ve titreşiminden etkilendiği bu ölçüm sisteminin şekillendirifmiş yüzeylerin ölçümü için uygun olmadığı belirtilmiştir. Örs, Kalaycıoğlu ve Çolakoğlu, (1991) "Şerit Testere Diş Geometrisinin Kereste Yüzey Kalitesine Etkisi" konulu araştırmalarında, cm çaplarındaki 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 olduğu görülmüştür. Hızıroğlu and Sachland (1993) "Yonga Levhalarda Boyuna Genleşme ve Yüzey Stabilitesi" konulu çalışmalarında, titrek kavak ve kızılçam odunlarından laboratuar koşullarında üretilen yonga levhalarda yüzey kalitesi ve yüzey stabilitesini boyuna genleşmeye göre değerlendirmişlerdir. Kızılçam tomruklarının genç odunlarından üretilen levhaların boyuna genleşmesinin anormal derecede yükseklik gösterdiğini, titrek kavak türünden üretilen levhaların daha az fark gösterdiğini, yonga levhaları melaminli kağıtla kapiayarak yüzey kalite ve stabilitelerini ölçmüşlerdir. Yonga boyutunun artışı boyuna genleşmeyi artırmış, % 50 bağıl nemde levha özgül ağırlığı artışının boyuna genleşmeyi bir miktar artırmış, % 50 bağıl nemden % 80 bağıl neme getirilen yon- 13

12 ga levhalarda pürüzlülük miktarının rutubete bağlı olarak önemli miktarda arttığı ve özgül ağırlığın etkisinin önemli olmadığı, levha özgül ağırlığı yüzey stabilitesinde özgül ağırlık artısının yüzey stabilitesini önemli ölçüde azalttığını belirlemişlerdir. Gürtekin (1996} "Rendeleme Makinelerinde Kesme ve Ilerleme Hızının Ahşap 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 gelen etkilenmelerini araştırmıştır. Yüzeylerde kalite faktörü olarak yüzey düzgünlüğü, 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 hızını düşürmek, kesme hızını ve kesici sayısını artırmak gerektiğini tespit etmiştir. 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 ağırlığının yüzeyi zedelemesi halinde de elde edilen profilin gerçek yüzey profilini etkilemediği saptanmıştır. Richter, Feist and Knaebe, (1995) "Işlemenin Perfermansına Yüzey Pürüzlülüğünün Etkisi, Pürüzlülük Karakterizasyonu ve Boya Performansı" adlı çalışmalarında yüzey pürüzlülüğü 5 kategoride ve 3 ahşap örneğinde incelenmiştir. 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 zımparalama işleminin ciladan önceki en çok hata yapılan işlem olduğunu ve iyi zımparalanmış yüzeylerin her zaman için daha az boya gerektirdiğini belirtmişlerdir. Baykan, (1996) "Rendelenmiş ve Zımparalanmış Masif Mobilya Yüzeylerinde Yüzey Pürüzlülüklerine Ilişkin Araştırmalar" konulu doktora tezi nde, rendelenmiş ve zımparalanmış doğu kayını ve sarıçam malzemenin kesiş yönüne, rutubet değişimine ve rendelerne veya zımparalama işleminde uygulanan 14

13 2. Genel Bilgiler 2.1. Uludağ Göknan Hakkında Genel Bilgiler Uludağ Göknannın Doğal Yayliışı Uludağ Göknan (Abies bornmülleriana Mattf.) nın gelen yayılış alanı Kızılırmağın deniz döküldüğü yer ile Uludağ arasında kalan Batı Karadeniz Bölgesi ile Kocaeli Havzasıdır. Bu kesimdeki dağlar, Doğu Karadeniz dağlarında olduğu gibi sıra dağlar karakterinde olmadığından, bu göknar taksonunun yayılışı da sürekli olmayıp kesintili bir durum gösterir. Bazen saf, çoğu kez Fagetum ve Abietum zonlarında kayın ve çarnlara karışır. Çoğu kez metre yükseltiter arasında yayılmakla birlikte, bazende 2000 metreye değin, bir başka değişle üst orman sınırına ulaşmaktadır. En güzel ormanlarını Ayancık, llgaz Dağları, Bolu Seben Dağları, Boyabat Göktepe Ormanları, Abant ve Uludağ'da oluşturmaktadır. Doğu Karadeniz Göknarının aksine Uludağ Göknan bulunduğu meşçerelerde çoğu kez egemen ağaç durumundadır (Anşin, Özkan, 1997) Uludağ Göknannın Özellikleri Botanik Özellikleri Uludağ Göknarının günümüz literatüründeki ismi Abies nordmanniana (Stev.) Spach. subsp. bornmülleriana (Mattf.) Coode et Cullen olmakla birlikte sinanimi Abi es bornmüf!eriana Mattf.' dır. Bu alt tür Türkiye'ye özgü bir endemi k takson olup, ünlü botanikçi Bornmüller'in adını almıştır. Uludağ Göknan, çoğunlukla 40 metreye kadar boylanabilen birinci sınıf orman ağacıdır. Ana türe çok yakından benzemekle birlikte, genç sürgünlerin çıplak, tomurcuklarında 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) Makroskobik Özellikleri Uludağ Göknan (Abies bornmüfleriana Mattf.) nın odunu enine kesitte daha koyu renkte bir öz odununa sahip olmayıp, rengi sarımsı veya kırmızımsı 16

14 besleme hıziarına göre yüzey pürüzlülüğü belirlenmiştir. Yüzey pürüzlülük ölçümlerinde 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 Pürüzlülüğünün 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 belirlenmiştir. 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 Değerlerinin Araştırılması" adlı yüksek lisans tezinde zımpara tfine büyüklüklerinin ve besleme hızlarının karaçam ve sapsız meşe yüzeylerinde farklı etkide bulunduğunu belirlemiştir. Aysel M., Doğu, K. (1997) "Karaçam ve Kızılçarnda Zımpara türü ve işleminin yüzey pürüzlülüğüne etkisi" adlı yüksek lisans tezinde kızılçam ve karaçam yüzeylerinde 40,50,60,80 ve 120 numaralı zımparaların yüzey pürüzlülükleri 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" konulu yüksek lisans tezinde dört ağaç türü incelenmiş ve en pürüzsüz yüzeylerin sırasıyla sarıçam, göknar, kayın ve meşe'de olduğu bulunmuştur. 15

15 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 ilkbahar 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 renktedir. Ladin odununa benzerlik gösterirse de reçine kanallarının mevcut olmayışı, 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 parlaklık göstermez. Yumuşaktır, çok kolay ve düzgün yüzeyler teşkil ederek kesilir. 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 düzensiz yarıntılar bulunan pullar teşekkül eder ve kabuk pullu bir hal alır. Renk, yanntılarda kahverengimsi, pullarda ise kül rengidir Mikroskobik Özellikleri Enine kesitte zarları ince ve hücre boşlukları geniş olan ilkbahar odunu traheidleri 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 kanalları mevcut değildir. Aytuğ (1959)' un araştırmalarına göre kenarlı geçitler, ilkbahar odunu traheidlerinin radyal zarları üzerinde genel olarak seyrek vaziyette sıralanmışlardır. Çok nadir olarak sık bulunurlar ve bu durumda aralarında krasülleri ihtiva ederler. Geçitler tek sıralı olmakla beraber çift sıralı olarak da müşahede edilmiştir. Birbirini takip eden bu kenarlı geçit çiftlerinin sayısı dördü geçmemektedir. Çift sıralı dizilişte de kenarlı geçitler seyrektir. ilkbahar odunu traheitle- 17

16 rinin radyal zarları üzerindeki kenarlı geçitierin 1 mm2 deki sayısı ortalama 600 adet bulunmuştur. lıkbahar odunu traheitlerinin radyal zarları üzerindeki kenarlı geçitierin çapları 20 ı..ı., tarusların çapları 9m dur. Yaz odunu traheitlerindeki kenarlı geçitierin çapları ise 1 Oı..ı., tarusları 3.5ı..ı. dur. likbahar odun u traheitleri ile öz ışınlarının karşılaşma yerlerinde bulunan basit geçitler "Cupressoid" tipte, çapları ortalama 6ı..ı., yaz odunu traheitleri ile öz ışınlarının karşılaşma yerlerinde bulunan basit geçitler ise "piceoid" tipte ve çapları 3.5ı..ı. dur. Ortalama olarak traheitlerin uzunlukları mm, sınır değerleri ( mm), genişlikleri 38.9ı..ı., sınır değerleri ( ı..ı.), zarlann kalınlığı 7.64ı..ı., sınır değerleri ( ı..ı.) dür. Öz ışınları tek sıralı olup, iki sıralı diziliş pek ender olarak görülmektedir. Yalnız paranşim hücrelerinden oluşan "homojen" bir yapıya sahiptir. Yükseklikleri hücre sayısı olarak ortalama 10.5, en fazla 34 tür. Özışınlarının mikro n olarak maksimum yüksekliği 630ı..ı., maksimum genişliği 20ı..ı. dur. Çift sıralı özışınlarının maksimum genişliği ise 35 ı..ı. dur. Özışınlarının odun hacmindeki iştirak 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 Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Uludağ göknan odununun fiziksel ve mekanik özellikleri Çizelge 2' de verilmiştir (Bozkurt ve Göker, 1996). 18

17 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) Hava Kurusu Özgül Ağırlık (gr/cm3) 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) Makasiama Direnci (kg/cm2) 46 Yarılma Direnci (kg/cm2) Radyal 6.5 Teğet 6,9 Brinel Sertlik Radyal 1.95 (kg/mm2) Teğet Göknar Odununun Kullanım Yerleri Göknar türlerimizin odunlarının çok geniş kullanım alanları vardır. Küçük gövdeli odunlarmaden direği, tarım aletleri, telefon direği gibi yerlerde kullanılmaktadır cm çapındakiler sütun yapımında, bıçkı ve marangozlukta, ayrıca çatı yapımında kullanılırlar. Göknarlar müzik aletleri, ambalaj sandıkları, 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). 19

18 2.2. Araştinnada Kullanılan Alet ve Makineler Tomruklar halinde getirilen deney numunelerinin ebatlandırılmasında ve yapışma yüzeylerinin hazırlanmasında aşağıda isimleri yazılı ağaçişleri endüstrisinde 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, kalınlık makinesi ve daire testere, numunelerin yapışma yüzeylerinin oluşturulmasında ise kalınlık makinesi, daire testere ve kalibre zımpara makinesinden yararlanılmıştır. 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 bilgiler aşağıda verilmiştir Yüzey Pürüzlülük Ölçme Aleti Bu çalışmada, yüzey pürüzlülük ölçme aleti olarak, dokunmalı iğne taramalı 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 detektördür. Şekil 1' de yüzey pürüzlülük ölçüm test cihazının şematik resmi görülmektedir. 20

19 ;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 bulunmaktadır. Iğne uç parçası bu sürücü üzerine monte edilmektedir. Sürücünün ilerleme 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. Destek Deney numunesi Ölçüm yüksekliği ile dedektör yüksekliği birbirine eşit olmalıdır. Şekil 2. Iğne uç {detektör) ve bağlantı elemanı Figure 2. Dedector and driver unit 21

20 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 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 rutubet tespit numunelerinin önce 0,01 gr hassasiyetindeki terazi de ağırlıkları tartılmış, daha sonra 1 04 ± 2 oc ısıdaki Etüv fırınında değişmez ağırlığa gelinceye kadar bekletilmişlerdir. Çalışmamızdaki deney numunelerinin rutubet yüzdeleri; hava kurusu için %12, lif doygunluğu rutubet derecesi için %30 olarak alınmıştır Ağaç Işleri Endüstrisinde Üst Yüzey Işlemleri Rendelerne Işlemi Dönen bir kesicinin, yongaları yarı dairesel bir formda keserek keresteyi şekillendirme işlemine rendelerne adı verilir. 22

21 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 yapılabilmektedir Zımparalama Ağaç malzeme yüzeylerini uygun olan pürüzlülük derecesine getirmek amacıyla sivri ve sert tanecikler ile aşındırma işlemine zımparalama denilmektedir. Aşındırıcı taneciklerin keskin kenarları bıçak görevi yapar. Aşındırıcı levhanın hareketi yönünde uygulanan kuvvet, tanecikleri ağaç malzemenin içine doğru aşındırma işlemine zorlar ve levhanın hareketi boyunca ağaç malzemeden küçük parçacıklar koparılmasını sağlar. Böylece yüzeydeki bıçak izlerinin kaldırılması boya, vernikierne vb. üst yüzey işlemlerinin uygulanması için yüzeyin hazırlanmasında kullanılmaktadır 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 imalat 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 ölçüsüdür. Diğer bir tanımla, imalat sırasında oluşan küçük miktardaki pürüzlülükler ile diğer etkiler sonucu meydana gelen pürüzlerin tamamı yüzey pürüzlülüğü olarak tanımlanır. Ayrıca ahşabın dış katmanı arasındaki morfolojik ilişkiler olarak tanımlanmıştır (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). 23

22 Ağaçişleri Sektöründe Yüzey Pürüzlülüğünün Önemi Yüzeyleri birinci, ikinci ve üçüncü kalite olmak üzere derecelendiren Marian ve arkadaşları, odun ve diğer malzemeler için çeşitli yaklaşımlarda bulunmuşlardır. Yüzey pürüzlülüğünün odunun tekstürü, kullanılan makine ve işleme 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. Bunlardan ağacın anatomik yapısı ve tekstürü, yüzey pürüzlülük değerini önemli ölçüde etkilemektedir. Pürüzlülük, yumuşak odunlu ağaçlarda sert odunlu ağaçlara göre daha fazladır. Bunların yanında, ağaç malzemelerin yüzeylerinde oluşan çatlaklar, lif kopmaları, lif düzensizlikleri ve hücre çökmeleri de pürüzlülüğü arttırıcı faktörler olarak karşımıza çıkmaktadırlar (Sieminski ve Skarzynska, 1989). Zımparalama ve zımparalama gereçleri de yüzey pürüzlülüğünü etkileyen faktörlerdir. Zımparalama işleminde yüzeyde oluşan pürüzlülüklerin büyüklüğü, zımpara numarası, makine besleme hızı ve kesici derinliğine göre farklılıklar göstermektedir. Aşındırıcı madde boyutunun küçülmesi ve zımpara baskı kuvvetinin arttırılması ile yüzey pürüzlülüğü daha az olmaktadır. Ayrıca lif yönünde yapılan zımparalamada pürüzlülük, liflere dik yönde yapılana oranla daha düşüktür. Testere ile kesim işleminde yüzey pürüzlülüğüne, testere dişlerinin yüksekliği ve geometrisi ile besleme ve kesim hızlarının etkili olduğu, kesme hızı ve kesici diş sayısının arttırılması ile yüzey pürüzlülüğünün azaldığı tespit edilmiştir (Stumbo, 1960). Tam kuru ve rutubetli yüzeyler üzerindeki pürüzlülük incelemelerinde, rutubetli yüzeylerde pürüzlülük artışının olduğu belirlenmiştir (Pahlitzch and Dziobek, 1962). Pürüzsüz ve düzgün yüzeylerin, kaba zımparalı, kör planya bıçağıyla rendelenmiş, bıçak izli veya yanmış yüzeylere oranla, daha dayanıklı birleştirmeler verdiği ispatlanmıştır. Yapıştınlacak ağaçların yüzeyleri ne kadar düzgünse, 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). 24

23 Ağaçişlerinde daha az tutkal kullanmak ve boya, vernik gibi üst yüzey malzemelerini ekonomik olarak sarf etmek için ağaç malzemelerin yüzey pürüzlülüklerinin kullanılan makinelere ve aletiere göre tespit edilmesi ve yüzey pürüzlülüğünün amaca uygun düzeye indirilmesi gerekmektedir Yüzey Pürüzlülüğünü Etkileyen Faktörler Biçme Teknikleri Yüzey pürüzlülüğü açısından ağaç malzemenin kesiliş yönü etkilidir. Zımparalama 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 konmuştur (Sieminski et al., 1987) Ağaç Türü Ağaç işleme yöntemlerinden ayrı olarak, odunun anatomik yapısındaki farklılıklar da yüzey pürüzlülüğüne etki etmektedir. Bu nedenle ağaç malzernede 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 olmaktadır. Odun türlerinin tekstürü anatomik bir büyüme karakteristiği olduğundan masif mobilya yüzeyleri incelenirken tekstür ve mobilya yüzeyleri farklılıklarından oluşan farklılıklar ayrı ayrı değerlendirilir. Bunlara ilaveten, odunun yüzeyinde oluşan çatlaklar, hücre çökmeleri, koparılmış lifler ve lif uzunluğu da yüzey pürüzlülüğünde etkili olmaktadır. Ayrıca, odundaki doğal büyüme karakteristiklerinden 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). 25

24 Yüzey Pürüzlülüğü Belirleme Metotlan Günümüzde yüzey pürüzlülüğünün belirlanebilmesi için birçok metot uygulanmaktadır. 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 meşcerelerinden 1200 m yükseltiden temin edilmiştir. Örnek ağaçların seçilmesinde yön, eğim, çap, yüksel<lik ve sıklık özellikleri göz önünde tutulmuştur. Gövde ve tepe oluşumu bakımından normal ve sağlıklı olmasına, odun renginin doğal, böcek ve mantar zararlllarına uğramamış bulunmasına dikkat edilmiştir. 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 genel özellikleri Çizelge 3' te verilmiştir. 26

25 Çizelge 3 : Deneme Ağaçlannın Özellikleri Table 3 : Properties of Sample Trees Ağaç No Tree Number 1.30 m'deki çapı(cm) Yaşı f ' Ağaçların 1.30 m'deki göğüs çapları ölçülmüş ve 0.30 m yükseklikten başlamak üzere her bir örnek ağacından 1 m uzunlukta gövde kısmı alınmıştır. Alınan bu örnekler Iç Anadolu Ormancılık Araştırma Müdürlüğü laboratuariarına getirilmiş kabukları soyulmuş ve gölge bir yerde kurutulmuştur 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 (zımpara ve kalınlık makinesi) işlemlerden sonra net ölçüye getirilmiştir. Deney numunelerinin kalınlık makinesi kullanılarak elde edilecek yüzeyleri için 512 adeti Hacettepe Üniversitesi Ağaç Işleri Endüstri Mühendisliği Bölümüne zımparalanacak 256 adeti ise Tepe Kapı-Dağrama AŞ'ne ait fabrikaya götürülmüştür. Uygulanacak yüzey işlemleri (zımparalama ve rendeleme) tamamlanan ve ilgili standartlardaki ölçülere getirilen deney numuneleri, Orman Bakanlığı Iç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü laboratuarıf1daki klima odasında 27

26 bekletilmiş, TS 2471' e göre rutubet ölçümleri yapılarak% 12 ve %30 rutubet derecesine gelmeleri sağlanmıştır. Hava kurusu, tam kuru ve lif doygunluğu rutubet değerlerinin belirlenmesinde 1/10 mm duyarlılıkla ölçüm yapabilen kumpas ve hassas terazi kullanılmıştır Ölçü ve Sayımlar Bu çalışma için hazırlanan örneklerin yüzey pürüzlülük değerleri "Dokunmalı lğneli Tarama Metodu" ile ölçüm yapan yüzey pürüzlülük cihazında (Mitutoyo 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 makinelerin 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 Bıçak Radyal 5 32 Teğet Bıçak Radyal 5 32 Kalınlık Teğet 5 32 Makinesi 2 Bıçak Radyal Teğet Bıçak Radyal Teğet TOPLAM DENEY MATERYALI SAYISI

27 farklı 3.4. Yüzey Pürüzlülük Değerlerinin Tayini Parçaların kullanılan yüzey durumunu tanımlamak için 50' nin üzerinde birbirinden parametre bulunmaktadır. Bunlardan Ra, Rz ve Rmax en yaygın olarak parametrelerdir. a) Aritmetik Ortalama Pürüzlülük, Ra Kabul veya ret kararları için basit bir değer vermesinden ötürü yaygın olarak kullanılır. Aritmetik ortalama pürüzlülük Ra, bir örnek boyu (1) içinde ölçülen pürüzlülük düzensizliklerinin ortalama pürüzlülük çizelgesinden (m) olan aritmetik ortalama yüksekliğidir. Ra, pürüzlülük parametresi aşağıdaki formülle 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 e Şekil 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 ortalama mesafedir. Bu değer, ortalama çizgisine paralel ancak pürüzlülüklerin profilini kesmeyen bir referans çizgisinden ölçülmektedir. Rz, on nokta yüksekliğinin ölçülmesinde kullanılan formül aşağıda verilmiştir (TS 6956). Ra = 1 Yp 1 + Yp2+ Yp3 + Yp4+ Yp51+ 1 Yv 1 + Yv2+ Yv3 + Yv4+ Yv

28 Yüzey 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, yüksek uç noktaları ile derin yerleri çok hassas bir şekilde göstermektedir. En büyük 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) 30

29 3.5. Istatistiki Metotlar Araştırmada kullanılan iki farklı rutubet miktarı, iki farklı kesiş biçimi (radyal, teğet), altı farklı yüzey özelliklerinin (80, 1 00 zımpara, 2 Bıçak 5 ve 1 O m/dk, 3 Bıçak 5 ve1 O m/dk) Uludağ Göknarının yüzey pürüzlülüğüne etkisinin değerlendirilmesi, Iç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü, Proje Planlama ve Değerlendirme Bölüm Başmühendisliğinde yapılmıştır. Varyans analizi sonucu ana faktörlere ait F kontrolünün önemli çıktığı hallerde ortalamaların karşılaştırılması için Duncan Çoklu Testi kullanılmıştır. 4. Verilerin Değerlendirilmesi ve Bulgular 4.1. Ra için Yüzey Pürüzlülük Verilerinin Değerlendirilmesi Yüzey pürüzlülük değerlerinden Ra için hesaplanan varyans analizi çizelge 5'te verilmiştir. Çi:zelge 5 : Ra için Varyans Analizi Table 5 : Variance analays for Ra Varyasyon Serbestlik Kareler Kaynaöı Derecesi Toplamı Source of Degrees of Sam of Variation Freedem Squares Tekerrür 7 1,690 Replication RutubetYüzdesi~ 1 0,859 Humidity Percent 1-- Kesiş Yönü (B) 1 0,986 Cutting Direction Yüzey Işlemi (C) 5 0,327 Surface Treatment A*B 1 418,186 A*C 5 0,448 B*C 5 1,683 A*B*C 5 2,446 ~ Hata (Error) ,462 Genel (Total) ,267 Kareler Hesaplanan Ortalaması F. M ean (Calculated Squares F) 0,241 1,998 ns 0,859 7,104** 0,986 8,158** 0, ,909*** 83,637 2,703 ns 0,090 0,742 ns 0,373 3,083* 0,489 4,047** 0,121 2,336 ns: Önemsiz (not significant) * : önemli %5 alfa seviyesinde (signifiacant at alfa level %5) **:Önemli %1 alfa seviyesinde (signifiacant at alfa level %1) ***: önemli %0,1 alfa seviyesinde (signifiacant at alfa level %0,1) Alfa Tipi Hata Ihtimali (Error Probality Of Alfa) 0,0579 0,0084 0,0051 0,0000 0,0981 0,5954 O,Q111 0,

30 Çizelge beş incelendiğinde görüleceği üzere rutubet yüzdelerinin, kesiş yönlerinin ve yüzey işlemlerinin Ra değerini etkilediğini, Kesiş yönü ile yüzey işlemlerinin ortaklaşa etkisinin olduğu ve ayrıca Rutubet x Kesiş yönü x Yüzey işlemlerinin ortaklaşa etkisinin Ra değerine etki ettiği görülmektedir. Buna göre, ortalamaların karşılaştırılması için yapılan Duncan Çoklu Testinde %12 rutubete sahip numunelerin yüzey pürüzlülük değerleri %30 rutubete sahip numunelerinkinden 0.01 olasılık daha düşük (R 12 =4,801 mm, R3o=4,935mm) olduğu, başka bir anlatımla düşük rutubetteki numunelerin daha düzgün yüzey verdikleri anlaşılmıştır. Kesiş yönü bakımından yapılan değerlendirmede radyal ve teğet kesitierin yüzey pürüzlülükleri arasında yeterli düzeyde bir farklılığın olduğu ve yapılan Duncan Çoklu Testinde teğet kesitin radyal kesitten 0,01 olasılık düzeyinde daha düzgün yüzey verdiği (Tk=4,797mm, Rk=4,940mm) belirlenmiştir. Yüzey işlemleri bakımından yapılan değerlendirmede denenen işlemler arasında 0,001 olasılık düzeyinde farklılık bulunduğu tespit edilmiştir. Bu farklılığın uygulana işlemlerden hangisinin lehine olduğunu bulmak için Duncan Çoklu Testi uygulanmıştır. Buna göre en düzgün yüzeyi (Ra=3,876mm) 3 Bıçakii ve 1 O m/dk hızla çalışan kalınlık makinesi vermiştir. Bunu sırasıyla 3 Bıçak 5m/dk (Ra=3,992mm), 2 Bıçak 1 O m/dk (Ra=4, 107mm), 2 Bıçak 5m/dk (Ra=4,361 mm), 100 numaralı zımpara (4, 769mm) ve 80 numaralı zımpara (8, 104mm) işlemi takip etmektedir. Istatistiksel anlamda ilk iki sırada yer alan işlemler ile 2. ve 3. sırada yer alan işlemler arasında yeterli düzeyde farklılık bulunmamaktadır. Bununla ilgili değerler çizelge 6 da verilmiştir. Çizelge 6: Yüzey Işlemleri Için Duncan Çoklu Testi (Ra) Table 6: Duncan Multiple Test For Surface Treatment (Ra) Sıralanmış Sıra Yüzey Işlemleri Pürüzlülük (J!m) Arrangement Order Surface Treatment Roughness 1 3 Bıçak 1 O m/dk 3, Bıçak 5 m/dk 3, Bıçak 1 O m/dk 4, Bıçak 5 m/dk 4, Zımpara 4, Zımpara 8,104 Fark Difference a ab b c d e 32

31 Rutubet ve kesiş yönü ile rutubet ve yüzey işlemlerinin ortaklaşa etkileri yeterli düzeyde olmamasına karşılık kesiş yönü ve yüzey işlemlerinin ortaklaşa etkileri 0,05 olasılık düzeyinde önemli bulunmuştur. Bununla ilgili Duncan Çoklu Testi aşağıda verilmiştir (Çizelge 7). Çizelge 7 : Kesiş Yönü x Yüzey Işlemleri Için Duncan Çoklu Testi (Ra) Table 7 : Duncan Multiple Test For Cutting Direction x Surface Treatment (Ra) Radyal Kesiş Radial Cross Seetion Sıra X Yüzey Işlemleri Püri.izlülük (J.ım) Fark Ord er Surface Treatment Roughness Diff. 1 2 Bıçak 5 m/dk 3,785 a 2 3 Bıçak 5 m/dk 4,068 b 3 2 Bıçak 10 m/dk 4,164 b 4 3 Bıçak 10 m/dk 4,603 c Zımpara 4,807 c 6 80 Zımpara 8,214 d TeğetKesiş Tangentia! Cross Seetion Sıra X Yüzey Işlemleri Pürüzlülük {J.ım} Fark Ord er Surface Treatment Roughness Diff. 1 3 Bıçak 5 m/dk 3,918 a 2 2 Bıçak 5 m/dk 3,968 a 3 2 Bıçak 10 m/dk 4,049 a 4 3 Bıçak 1 O m/dk 4,119 a Zımpara 4,732 b 6 80 Zımpara 7,994 c XSıralanmış Sıra (Arrangement Order) Çizelge 7 incelendiğinde görüleceği üzere Radyal kesit için en düzgün yüzeyi 2 Bıçaklı ve 1 O m/dk besleme hızlı rendelerne işlemi vermiştir. Bunu sırasıyla 3 Bıçak Sm/dk, 2 B ıç ak 1 Om/dk, 3 B ıç ak 1 Om/dk, 100 zımpara ve 80 zımpara işlemleri takip etmiştir. 2. ve 3. sırada yer alan işlemlerle 4. ve 5. sı- 33

32 rada yer alan işlemler arasında istatistiksel anlamda bir fark yoktur. Teğet kesitte ise en iyi sonucu 3 Bıçaklı ve 5 m/dk besleme hızlı rendelerne işlemi vermiştir. Bunu sırasıyla 2 Bıçak 5 m/dk, 2 Bıçak 1 Om/dk, 3 Bıçak 1 O m/dk, 100 zımpara ve 80 zımpara işlemleri takip etmiştir. lik dört sırayı alan işlemler arasında istatistiksel anlamda bir fark bulunmamaktadır. Son iki sırada yer alan 100 ve 80 numaralı zımparalama işlemleri hem kendi aralarında hem de diğer işlemlerle aralarında istatiksel anlamda farklılık göstermektedir Rutubet x Kesiş Yönü x Yüzey Işlemleri' nin ortaklaşa etkileri 0,01 olasılık düzeyinde önemli bulunmuştur. Ortalamalar Duncan Çoklu Testi ile karşılaştırılmıştır (Çizelge 8). Çizelge 8: Rutubet x Kesiş Yönü x Yüzey Işlemleri Için Duncan Çoklu Testi (Ra) Table 8 : Duncan Multiple Test For Moisture x Cutting Directian x Surface Treatment Radyal Kesiş Radial Seetion TeğetKesiş Tangential Seetion Sıra X Yüzey Işlemleri Pürüzlülük (J.ım) Fark Sıra X Yüzey Işlemleri Pürüzlülük (J.ım) Fark Ord er Surface Treatment Roughness Diff. Ord er Surface Treatment Roughness Diff. 1 2 Bıçak 5 m/dk 3,705 a 1 3 Bıçak 5 m/dk 3,923 a di ~ 2 3 Bıçak 5 m/dk 3,872 a 2 2 Bıçak 5 m/dk 3,983 a.cil :ı.!!l 3 2 Bıçak 1 O m/dk 3,885 a 3 2 Bıçak so 1 O m/dk 4,073 a a:~ (\jc\j 4 3 Bıçak 1 O m/dk 4,551 b 4 3 Bıçak 1 O m/dk 4,084 a...,... 'cfl.'# Zımpara 4,568 b Zımpara 4,749 b 6 80 Zımpara 8,410 c 6 80 Zımpara 7,816 c 1 2 Bıçak 5 m/dk 3,865 a 1 3 Bıçak 5 m/dk 3,913 a 2 3 Bıçak 5 m/dk 4,262 b 2 2 Bıçak 5 m/dk 3,952 a Q)~.cil.a.!!l 3 2 Bıçak 1 O m/dk 4,444 be 3 2 Bıçak 1 O m/dk 4,026 a :ı o a:~ 4 3 Bıçak 1 O m/dk 4,654 c 4 3 Bıçak 1 O m/dk 4,155 a o o C') C') ';1!.'$ Zımpara 5,046 d Zımpara 4,715 b 6 80 Zımpara 8,018 e 6 80 Zımpara 8,173 c Xsıralanmış Sıra (Arrangement Order) Çizelge 8 incelendiğinde görüleceği üzere radyal kesitte %12 ve %30 rutubette en iyi sonuçları 2 bıçaklı ve Sm/dk besleme hızına sahip rendelerne 34