Emission of dust in planing and milling of wood

Английский. Dust created in the machining of wood is a major problem in the working environment. Minute wood particles carried through the air create a serious health hazard, in extreme cases even leading to cancer. This paper presents the influence of cutting data and tool geometry in reducing dust emissions at the source, i.e. at the tip of the tool. Three different wood materials were investigated; pine, beech and fiberboard (MDF). Specimens were processed in a milling machine where it was possible to alter the cutting data. The dust emissions from the tool (defined here as particles with a diameter less than 10 microm) were measured. The parameters altered in the experiments were moisture content of the wood, average chip thickness, direction of feed (up or down) and rake angle of the tool. The experiments showed that the average chip thickness had the greatest influence on the amount of dust created when machining wood, and moisture content of the wood had a fairly great influence,while the direction of the feed and the rake angle had little or no influence. The results show that dust emissions increase rapidly when reaching a certain average chip thickness (which is the result of the chosen cutting data). It is therefore important to calculate and control the average chip thickness in order to minimize dust emissions from the cutting operation. Furthermore, there is a large difference in dust emissions between the three wood materials tested. Machining MDF creates about six times the amount of dust compared to machining solid pine. When machining beech, the dust emissions are about 50% higher compared to machining pine.

Немецкий. Staubentwicklung bei der Holzbearbeitung ist eins der Hauptprobleme der Arbeitsumgebung. Winzige Holzteilchen in der Luft konnen ein ernstes Gesundheitsrisiko darstellen, im Extremfall zu Krebserkrankungen fuhren. Diese Arbeit beschreibt den Einfluss der Maschinendaten und der Werkzeuggeometrie auf die Verminderung der Stauberzeugung schon an der Quelle, d.h. an den Werkzeugspitzen. Drei verschiedene Werkstoffe (Kiefer, Buche, MDF) wurden mit einer Frase bearbeitet, die veranderliche Schneideinstellungen ermoglichte. Gemessen wurde die Emission von Staub, definiert als Partikel mit weniger als 10 microm Durchmesser. Die veranderlichen Parameter waren: Feuchte, mittlere Spandicke, Frasrichtung (von oben oder unten) und der Spanwinkel des Werkzeugs. Die Spandicke hatte dabei den grossten Einfluss auf die Staubmenge wahrend der Bearbeitung; auch die Feuchte hatte einen deutlichen Einfluss, wahrend die beiden anderen Parameter nur einen geringen oder keinen Einfluss aufwiesen. Nach Erreichen einer bestimmten mittleren Spandicke (als Ergebnis der gewahlten Einstellungen) steigt die Staubmenge rasch an. Zum Minimieren der Staubbelastung ist daher die Berechnung und Steuerung der Spandicke von grosser Bedeutung. Weiter ergab sich, dass die Staubemission der drei Werkstoffe sehr unterschiedlich ist. Beim Bearbeiten von MDF entsteht etwa die sechsfache Menge an Staub im Vergleich zur Bearbeitung von massivem Kiefernholz. Beim Bearbeiten von Buche entsteht etwa 50% mehr Staub als bei Kiefer.