Lättviktsskiva till skrivbord
Lightweight board for tabletops
Gävle 2009-06-03
Examensarbete på C-Nivå, 15p
Program: Design & Träteknik
Författare: Jonas Wilhelmsson
Handledare: Johan Norén
Examinator: Bengt Eriksson
Högskolan i Gävle
Förord
Att skriva en C-uppsats visade sig ta mer energi än jag kunnat ana. Jag vill rikta ett stort tack till alla som bidragit till detta arbete, framförallt mina handle-dare Per Ola Karlstorp på Edsbyverken AB och Johan Norén på Högskolan i Gävle. Alla ni andra som bidra-git, tack, ingen nämnd ingen glömd.
Sammanfattning
Syftet var att undersöka möjligheten att utveckla ett nytt lättvikts material för användning som skrivbordsskivor. Detta eftersom en utveckling av lättviktsski-vor sparar kostnader för företaget i form av råvaror och transporter men även samtidigt miljön. Då Edsbyverken har ett flertal produktserier Svanenmärkta har denna miljömärkning tagits i beaktning då materialen valts. Analyser har gjorts av den svenska kontorsmöbelmarknaden och även undersökningar av material och tekniker anpassade för tillverkning av lättviktsskivor. Provtryckningar genom-fördes med den befintliga skrivbords-skivan som referens och de efter resear-chen framtagna testämnena jämfördes med denna. Efter att två slutgiltiga skiv-förslag valts ut genomfördes slutligen en designfas på hur ett skrivbordsunderre-de skulle kunna utformas för att spegla skrivbordsunderre-de egenskaper som en lättare skiva har.
Abstract
Innehållsförteckning
Förord Sammanfattning Abstract InnehållsförteckningInledning
Syfte 9 Frågeställning 9 Målgrupp 9 Avgränsningar 9 Metod 9Bakgrund
Historik och marknadsposition 10
Konkurrentanalys 10 Miljökrav 11 Befintliga lösningar 12 Befintliga skivmaterial 13 Befintliga ytmaterial 13 Lättviktslösningar 14 Nya material 15
Teori/problematisering
Tunnare skiva i MDF 16Andra massiva skivmaterial 16
Sandwichlösning 16 Sandwichkärnor 16 Kantlist 17 Infästningar 18 Testmetod 19 Metodbeskrivning 1 19 Metodbeskrivning 2 19 Metodbeskrivning 3 20 Egen metod 20 Testämnen 21
Genomförande med analys
Steg 1 22 Steg 2 24 Steg 3 26 Analys 26
Designfas
Funktionsanalys 27 Mindmapping 28 Skissfas 30Avslutning
Redovisning av resultat och analys 32 Egna reflektioner och vidare arbete 32
Källförteckning
Notförteckning 33
Bildkällsförteckning 34
Referenslista 37
Inledning
Uppdrag
Uppdraget är att undersöka möjligheten till att tillverka en lättare skivlösning till skrivbord för Edsbyverkens räkning. Det finns ett flertal anledningar till att under-söka om en viktminskning är möjlig på skivmaterialet. Fraktkostnaderna mins-kar för företaget då den totala mängden material som skeppas minskar, och med detta kommer även en miljövinst som gynnar alla och ger företaget ”goodwill” hos allmänheten. En viktig faktor är att beroendet av råvarupriset minskar då in-köpen av material minskar och en större vinstmarginal kan tas ut på produkterna.
Syfte
Syftet med detta arbete är att undersöka och analysera möjligheterna att göra en lättare skrivbordslösning med fokus på skivmaterialet som idag används på Eds-byverken. Slutförslaget blir en teknisk lösning på ett skivmaterial och en form-givning av ett skrivbord.
Frågeställning
Hur kan en ny variant av lättviktsskiva, anpassad till skrivbord konstrueras och hur kan dess egenskaper speglas i form-givningen?
Målgrupp
Då uppdraget är mycket tydligt från be-ställaren är det naturligt att se dem som den primära målgruppen. Trots att slut-konsumenten alltid är den som produkten vänder sig till, är de i detta fall sekundär målgrupp eftersom Edsbyverken repre-senterar deras sammantagna önskemål. En självklar målgrupp för arbetet är även studenter på programmet design & trä-teknik på högskolan i Gävle, där arbetet kan ligga som grund för fortsatta under-sökningar.
Avgränsningar
Uppdraget från Edsbyverken gäller skriv-bordsskivor och detta utgör i sig en na-turlig avgränsning i och med att skivor till andra användningsområden inte är aktuella. Den befintliga maskinparken är i sig ingen begränsning då nya maski-ner kan införskaffas om behov finns, men förhoppningen är att hitta en lösning som utan större förändringar skulle kunna tillverkas i fabriken. Grundtanken är att de tillbehör och benställningar som re-dan idag används på Edsbyverken bör kunna användas till den skivlösning som tas fram för att passa in i det produktsor-timent som bolaget saluför. Edsbyverken har även en uttalad miljöpolicy i och med sin Svanenmärkning, så en begränsning blir även att slutprodukten självklart ska uppfylla dessa krav.
Metod
Bakgrund
Historik och marknadsposition
Edsbyverken AB grundades 1899 då den första fabriken byggdes av hantverkaren Lars Fredrik Pettersson och företaget har sedan dess arbetat med materialet trä.1Möbeltillverkningen har varit domine-rande i produktportföljen men företaget har även tillverkat skidor, likkistor, far-tygsinredningar och järnvägsvagnar mm. Företaget gick från snickeri till industri under 50-talet då man började tillverka pinnstolar av spillvirket från skidtillverk-ningen. Företaget har en lång hantverks-tradition i ryggen och en viktig koppling till bygden kring Edsbyn, där företaget fortfarande ligger. Edsbyverken är en av de tidiga aktörerna på den svenska mark-naden och de har en gedigen kunskap inom området kontorsmöbler.
Edsbyverken AB har idag vuxit till ett företag som omsätter ca 400 mkr och sysselsätter 290 anställda.2 Marknaden
finns framför allt i Sverige, Norge och Danmark men försäljning förekommer även till andra utomeuropeiska länder så som exempelvis Japan. De tillverkar sina kvalitetsmöbler på fabriken i Edsbyn med undantag för kontorsstolar som läggs ut på lego. Lokalerna är stora och fyllda med maskiner för tillverkning av planmöbler, det vill säga möbler gjorda av skivmate-rial. Det framkom tydligt vid det första mötet med Edsbyverken att de vill hålla så mycket som möjligt av produktionen och förädlingen av skivprodukter kvar i sina egna lokaler då de är väl utrustade för detta. Det som i dagsläget läggs ut på legoproduktion är beslag samt metall- och plastprodukter.
Produktsortimentet består framförallt av egendesignade skrivbord och förvarings-lösningar till kontorsmiljö, men de salu-för även ett visst sortiment av stoppade möbler till hemmiljö. Företaget har ett standardsortiment men kundanpassar även möbler vid behov. Målgruppen för företaget är kontor och offentliga inrätt-ningar och produkterna säljs genom åter-försäljare som finns i 11 länder. Företaget har en tydlig miljöprofil då de är en av få i Sverige som säljer Svanenmärkta möb-ler. Enligt min uppfattning är varumärket Edsbyverken AB tämligen okänt hos
ge-mene man men hos dem som vet vilka de är så är de kända framförallt för sin höga kvalité.
Konkurrentanalys
Det finns idag ett flertal aktörer på kon-torsmöbelmarknaden i Sverige där de mest framstående är Edsbyverken AB, Kinnarps AB, EFG, och IKEA. Marknaden verkar vid en första anblick vara tämli-gen enkelriktad men för att få en riktig uppfattning om vad Edsbyverken har för konkurrenter och var på marknaden de befinner sig är en analys nödvändig.
Kinnarps AB är den tredje största ak-tören i Europa och den största i Sverige med en omsättning på 3943mkr och 2200 anställda.3 Företaget är ett familjeföretag
som grundades 1942 och har sedan dess växt organiskt och med hjälp av förvärv. All tillverkning i koncernen ligger i Sve-rige uppdelat på fem orter; Kinnarp, Jön-köping, Skillingaryd, Vinslöv och Tranås. Målgruppen för företaget är kontor och offentliga inrättningar med ett liknande produktsortiment som Edsbyverken. Detta innebär att de arbetar i samma kundsegment som Edsbyverken AB,
naden är dock att Kinnarps har fokuserat på kontorsmöbler under en längre tid då de redan 1952 publicerade sin första hela kontorsmöbelkatalog. De var redan på 1960-talet en av statens huvudleve-rantörer av kontorsmöbler vilket även det hjälpt att stärka företaget. Enligt min uppfattning har företaget genom detta byggt ett starkare varumärke än Edsby-verken och är den mest kända leverantö-ren av enbart kontorsmöbler i Sverige.
EFG – European Furniture Group är en av de större aktörerna på kontorsmö-belmarknaden i Europa med en omsätt-ning på 1500mKr, 690 anställda.4
Före-taget startades 1885 av K G Andersson i Tranås som tillverkade pinnstolar och har sedan växt genom, bland annat, sam-manslagning med andra bolag. 1993 änd-rade koncernen namnet till EFG och har sedan dess expanderat genom ytterligare förvärv i Europa och finns idag repre-senterat med försäljningsbolag i Sverige, Norge, Danmark, Finland, Storbritannien och Frankrike. Tillverkning sker hos bo-lagen i Norden men företaget säljer även möbler från andra bolag och har därmed ett stort urval på produkter med varie-rande design. EFG har säljkontor på 35 orter i Sverige och säljer därigenom möb-ler till framförallt företag och offentliga inrättningar med liknande möbler som Edsbyverken. Enligt min uppfattning är varumärket svagare än Kinnarps men starkare än Edsbyverken. Att märket är mer känt än Edsbyverken beror troligen på att de har egna säljkontor men även att de helt enkelt är en större aktör på mark-naden.
IKEA är det största av bolagen och be-höver ingen närmare presentation. Inom segmentet kontorsmöbler vänder sig fö-retaget framförallt till privatpersoner men även en viss del till företagskunder. De har ett mindre sortiment än de an-dra nämnda bolagen, men de ligger även
i en annan prisklass då de säljer sina va-ror omonterade vilket kräver att kunden måste göra en stor del av jobbet själv. Försäljning sker genom varuhusen och på postorder genom IKEA katalogen. Va-rumärket är mycket starkt över hela värl-den men det säger även att produkten är lågpris och därmed även i en annan kvali-tetsklass än de övriga bolagen.
Då man ser på den svenska kontorsmö-beltillverkningen visar det sig att stilen på möblerna är mycket lika varandra, vil-ket troligen är en effekt av att de riktar sig mot samma kundsegment. Företagen har funnits länge och är väl etablerade på marknaden och de spelar på sin erfaren-het och sin koppling till hembygden och svenskheten då både Edsbyverken och Kinnarps har med ortsnamnet i företags-namnet. Det som skiljer företagen åt är deras olika strategier då företagens växt har skett både genom organisk till-växt och genom förvärv. Både Kinnarps och EFG är betydligt större än Edsbyver-ken och detta har skett till stor del genom förvärv. IKEA kan egentligen inte jämfö-ras med de andra bolagen då de har en helt annan inriktning och en helt annan kvalitet- och sortimentsstrategi.
Miljökrav
Edsbyverken har flera av sina möbel-serier Svanenmärkta vilket innebär att dessa möbler ska vara ett bra miljöval i jämförelse mot andra produkter på mark-naden.5 För att få använda märkningen
studeras hela kedjan, från råvara till av-fall, för att se att möblerna tillverkas på ett bra sätt och av bra material. Kvalitet och funktionskrav är tidsbegränsade och revideras kontinuerligt för att säkerställa att produkten alltid ska vara aktuell i frå-gan om att vara ett bra miljöval.
Företaget är certifierat enligt ISO 14001 vilket är ett miljöledningssystem som ska säkerställa att de har kontroll på sin mil-jöbelastning.5 Det innebär att de
genom-gått en miljöutredning där produkters och tjänsters miljöaspekter identifierats, att de löpande dokumenterar och kontrol-lerar dessa aspekter, samt att de hanterar korrigerande och förebyggande åtgärder.
Befintliga lösningar
För att det ska vara möjligt att finna en lösning till uppdraget så måste i första hand de tillvägagångssätt som används i dagsläget undersökas. Ser man idag på de lösningar som används inom möbel-industrin överlag så är det framför allt MDF-skivor som används vid tillverkning av skrivbord. Detta beror på att detta är ett bra skivmaterial med ett antal för-delar. MDF-skivan har en slät yta som är lätt att behandla med ytbeläggning eller lack och man kan med lätthet profilfräsa skivan utan urslag och andra negativa ef-fekter. Den behöver egentligen inte hel-ler kantlistas då även kanten kan lackas direkt med hållbart resultat. Det är ett formstabilt material som ger en låg ned-böjningsgrad av skivan och det är även lätt att göra infästningar av ben samt till-behör på hela skivans yta. Slutligen är det även ett bra miljöval då skivan är baserad på träfiber och har ett lågt innehåll av lim.
Edsbyverken använder idag tre olika me-toder för sin tillverkning av skrivbords-skivor. Grundläggande för dem alla är att skivmaterialets ovansida beläggs med ett ytskikt i någon form och sedan läggs ett spärrskikt på undersidan för att förhin-dra att skivan slår sig. Ytskikten erbjuds som standard i bok-, björk-, och ekfanér samt högtryckslaminat men andra yt-beläggningar så som linoleum och hög-blankt laminat finns också som tillval. Det finns även ett stort urval av kantlis-ter, både i fanér och i andra material, som limmas fast innan kanterna lackeras. Till sist valslackas ytan på skrivbordet med ultraviolethärdande lack för att den ska vara så tålig som möjligt.
Den vanligaste formen är en skrivbords-skiva med MDF-kärna som tillverkas genom att en MDF-skiva ytbeläggs och spärrfanéras för att sedan kant- och pro-filfräsas i CNC-fräs och efter detta kant-listas. Denna variant kan även erbjudas utan ytbeläggning och då enbart med en extra tålig högblank lack direkt på MDF-skivan. Benställningar och tillbehör är enkla att fästa in i skivan och placeringen kan varieras efter kundens önskemål då materialet är homogent.
En enklare och billigare produkt är en skrivbordsskiva byggd på spånskiva vil-ken tillverkas på samma sätt som skivan med MDF med skillnaden att denna skiva inte kan kantfräsas utan kantlistas alltid. Som färdig produkt behöver dock denna skiva en underliggande ram för att mot-verka nedböjning vid belastning då spån-skivan är mer krypbenägen än MDF.
Den tredje varianten är en skrivbords-skiva som är tillverkad som en sand-Edsbyverken använder sig även av EMAS
som är ett europeiskt miljöcertifierings-system vilket är nödvändigt för att vara en aktör på den europeiska marknaden . Standarden för EMAS blir dock automa-tiskt uppfylld då företaget är ISO 14001 certifierade eftersom detta system ställer högre krav än EMAS.
Figur 6 Figur 8 Figur 7 Figur 9 Figur 10 Figur 6 Svanenmärkningens logotype Figur 10
Skiva med underliggande ram medger användande av mer krypbenägna material Figur 9
Skivor med MDF-kärna Figur 8
EMAS logotype Figur 7
wichkonstruktion, Dufaylite,6 bestående
av stående papper i honeycomb-format i kärnan som fästes i en ytterram av spån-skiva vid tillverkning. Yttermaterialet i skivan består av 4mm MDF för att få stabilitet och för att få en hållbar yta att limma ytbeläggningen på. Kanten på ski-van kantlistas alltid för att dölja den inre konstruktionen. Infästningar till ben och tillbehör kan bara göras i ytterramen och detta medför att valmöjligheterna för kunden blir något begränsade. Detta är en lösning som är bra som produkt men som är dyr i tillverkningen då det är fler tillverkningsmoment på denna typ av skiva. Miljömässigt är dock detta totalt sett ett bra alternativ då materialen är träbaserade, återvinningsbara och har låg vikt vilket belastar miljön mindre vid transport.
Av de olika typerna av skivlösningar som tillverkas vid Edsbyverken är det MDF -skivan som är mest lämpad då den krä-ver minst arbete och uppfyller utan ex-tra förstärkning de hållfasthetskrav som ställs på en skrivbordsskiva. Lösningen med spånskiva blir billigare och lättare, men faktum är att denna lösning kräver underliggande ram vilket är en stor nack-del. Dufaylite är lätt som konstruktion men den kräver fler produktionsmoment och det finns tydliga begränsningar på var tillbehör kan fästas på ytan då det-ta kräver att sdet-tabiliserande ram finns i kärnmaterialet.
Befintliga skivmaterial
MDF7 (Medium Density Fiberboard) är
en träfiberskiva som finns i dimensioner
från 3 mm till 35 mm med en densitet på 740 till 810kg/m3. Skivan tillverkas av träfibrer från furu eller gran då dessa har längre fibrer och är billigare som massa-ved. Som bindemedel används ett urea-formaldehydlim men limhalten är endast 2%. Tillverkningsprocessen består av ett flertal steg där flisad massaved defibre-ras, torkas, blandas med bindemedel och pressas ihop under värme och tryck till en kompakt skiva. Dess jämna yta uppnås genom slipning i flera steg efter format-sågning. Färdiga skivor används fram-förallt i möbelindustrin men även inom byggnadsindustri. Uppskattade egen-skaper hos skivan är att den är formsta-bil. Vid återvinning går skivorna framför allt till förbränning och är då ett utmärkt bränsle.
Spånskivan8 är en träfiberskiva som
består av sågspån samt lim som bind-ningsmedel med förhållandet ca 90% sågspån och 10% lim. Som bindningsme-del används oftast ett karbamidlim eller urealim och vid tillverkning av fukttåliga skivor förstärks limmet med melamin. Skivorna saluförs i standardtjocklekar från 10-38mm och har en densitet på 550-750kg/m3. Skivorna tillverkas genom att sågspån pressas samman under värme och tryck. Kärnan består av grövre spån och ytan av finare spån för att uppnå en relativt slät yta. Spånskivan är formstabil och är billigare än MDF och massivträ.
Befintliga ytmaterial
En av de vanligaste ytbeläggningarna som används av skivtillverkare är lami-nat.9 Det är uppbyggt med skikt av papper
impregnerat med värmehärdande syn-tethartser som pressats samman under värme och mycket högt tryck. Laminatets ytskikt består av papper med melaminba-serade hartser som ger en hög beständig-het mot nötning, slag, stötar, värme och missfärgning. Kärnskikten är impregne-rade med fenolhartser som ger ett starkt och flexibelt material.
För att få intrycket av en massiv träskiva är det vanligt att använda fanér11 som är
ett tunt blad av trä som svarvas eller
hyv-Figur 11
Figur 11
Lättviktslösningar
Olika sektorer använder lättviktslösning-ar för att minimera materialåtgången och för att hitta lösningar som spar på energi. Det har länge varit en trend att försöka hitta lättare material framförallt inom fordonsindustrin men även inom bygg-nadsindustrin kommer nu kraven för att minska på miljöbelastningen.
Inom båtindustrin finns ett samarbets-projekt som heter LASS (Lightweigt con-struction application at sea)de arbetar för ökad andel lättviktskonstruktioner i sjö-trafiken.12 Detta är ett steg i att utveckla
den svenska skeppstillverkningen att bli mer konkurrenskraftig genom att utveck-la och demonstrera lättviktslösningar. Som exempel på lättviktslösningar finns kustkorvetten Visby som är byggd med sandwichkonstruktion i kompositmateri-al. I en undersökning utförd på Chalmers Naval Architechture13 har man kommit
fram till att sandwichkonstruktioner kan rekommenderas för superkonstruktioner såsom passagerarfärjor. I uppsatsen reso-nerar de runt materialvalet i kärnan och de material som nämns är balsa(ändträ) och PVC. Balsaträ är ett mycket lätt trä-slag som plantageodlas men som även växer vilt i Mexico, Västindien, Central- och Sydamerika. Trädet växer mycket fort och är klar för avverkning efter 8-10 år. Det är det lättaste träslaget som saluförs med en densitet på 100–200 kg/m³. Det används ofta som kärna i sandwichlös-ningar då den är mycket trycktålig i för-hållande till sin vikt.
Flygindustrin har sedan begynnelsen arbetat med lättviktskonstruktioner ef-tersom till och med de första flygplanen gjordes av väv uppspänd på träramar. I de moderna flygplanen används oftast alu-minium eller glasfiber som skal och med ramar och spant som styvar upp kon-struktionen. Det har sedan länge används sandwichkonstruktioner med alumini-umplåtar som ytmaterial och honeycomb papper som kärnmaterial. Honeycomb innebär att man har ett kärnmaterial i en sandwichkonstruktion som består utav stående formation av sexhörningar. Pap-per kan används som kärnmaterial ef-tersom detta är ett lätt material med låg miljöpåverkan. Problemet med denna typ av kärnmaterial är att det behöver fästas i en ram vid limning för att materialet inte ska dra ihop sig likt ett dragspel, vilket medför fler produktionsmoment.
Dörrar är ofta byggda med lättviktskon-struktioner där man använder honey-comb papper som fyllning för att få ned kostnaden samt för att få mindre materi-alåtgång. Ramar används för att få stabi-litet och kärnmaterialen har funktionen att stabilisera konstruktionen samtidigt som det har ljuddämpande egenskaper. Företaget Jyunion International Trade co marknadsför ett nytt skivmaterial under varunamnet Hollow Board.14
Skivmate-rialet är en typ av spånskiva framtagen för dörrar och har längsgående håligheter vilket håller nere vikten samtidigt som det ger goda ljuddämpande egenskaper. Skivan är formstabil och har bättre egen-skaper än vanligt trä.
las från träd av olika trädslag. Detta ger känslan av en levande yta med trästruk-tur men med fördelen att det är fullstän-digt formstabilt eftersom kärnan är ett skivmaterial.
Linoleum11 är ett ytmaterial som är
till-verkat av naturmaterial såsom linolja, harts (tallolja), trämjöl, kalkstensmjöl samt juteväv eller papper som armering på undersidan. Utvinning av råvarorna till produkten kräver lite energi likaså tillverkningsprocessen. Slutprodukten är miljövänlig och kan användas som bio-bränsle när den är uttjänt.
Figur 12
Figur 12
Inom byggsektorn finns det ett antal sandwichmaterial som kommit fram un-der senare tid i jakten på kostnadsreduk-tion och miljövänlighet. Ett varumärke är Air Wood15 som består av en
sandwich-konstruktion som är uppbyggd med ply-wood i ytskikten och med pappersringar som kärna. Detta är en lätt konstruktion som är 3ggr lättare och 5 ggr böjstyvare än en traditionell spånskiva.
Det man kan se inom de branscher som arbetar med lättviktskonstruktioner är att det vanligaste sättet att minska vikten är att använda sig av sandwichkonstruk-tioner. Detta beror troligen på att de har pressat konstruktionerna under en lång tid; att de har gått från massivt, till min-dre dimensioner, till nytt material, till sandwichkonstruktioner. Detta är en ut-veckling som pågått under många år och har nu fått ytterligare fart då miljöaspek-terna fått större fokus.
Nya material
Det finns skivmaterial som saluförs un-der namnen Kirei Board16 och Wheat
Straw Board,17 som tillverkas genom att
under värme pressa samman strån från sädesväxter som durra och vete. Dessa typer av skivor saluförs inte i Sverige och fakta har funnits endast på veteskivan som liknar MDF-skivan och har en den-sitet på 750 kg/m3. Tanken att tillverka skivmaterial av ett snabbt återväxande förnyelsebart material är intressant och förhoppningsvis kommer fler produkter som denna utvecklas även här i Sverige.
Det finns en ny typ av skivmaterial som består av honeycombpapper fyllt med polyuretan skum18 vilket ger en
stadi-gare skiva än den utan fyllning. Materia-let får en större anläggningsyta mot det valda ytmaterialet och dess förmåga att skjuvas minskar. Polyuretan är inte det bästa skummaterialet miljömässigt men i förlängningen vore det intressant att se denna produkt med ett skummaterial till-verkat av en förnyelsebar råvara.
Företaget Byggelit AB i Östersund mark-nadsför en spånskiva, Dekorit,19 som är
belagd på båda sidor likt en sandwich-konstruktion med ett melaminskikt för att ge skivan extra stadga. Detta är en intressant lösning som kanske kan över-föras på MDF skivor för att kunna gå ned i tjocklek. Figur 13 Figur 14 Figur 15 Figur 16 Figur 14
Air Wood skiva uppbyggd med pappersringar som kärna Figur 13
Hollow Board skivmaterial i genomskärning
Figur 15
Exempel på Kirei Board till-verkad av sammanpressade durrastrån
Figur 16
Teori/problematisering
Tunnare skiva i MDF
Edsbyverken har tidigare gått ner till tunnare dimensioner på skivmaterialet MDF men varje minskning har medfört ytterligare modifikationer. För att mot-verka nedböjning har de flyttat in benen eller tvingats till att använda en underlig-gande ram för att minska belastningen på skivmaterialet. Då benställningar och ramar tillverkas av metall vilket är ett dyrare material än MDF vill de helst inte modifiera dessa då detta medför ökade materialkostnader.
Går det att minska tjockleken på MDF- skivan utan att ändra förutsättningarna för benställningarna? Om tjockleken minskar behöver skivan styvas upp för att få likvärdiga egenskaper som befint-ligt material. Då ytskikten tar upp mest krafter i ett skivmaterial borde det vara möjligt att öka nedböjningsmotståndet med hjälp av ett stabilare ytmaterial. På ovansidan läggs oftast ett laminat, om man på undersidan lägger ett något tjock-are spärrlaminat än de som de använder idag borde det medföra att skivan blir styvare likt idén bakom Dekorit.
Andra massiva skivmaterial
För att hitta andra skivmaterial än MDF i skrivbordslösningar har produkter från andra leverantörer av kontorsmöbler setts över. Det material som dominerar är utan tvekan MDF då man talar om bord utan underliggande ram. För skriv-bord med underliggande ram dominerar spånskivan då den uppfyller de lägre kra-ven på hållfasthet och eftersom den är ett billigare alternativ.Det finns självklart andra skivmaterial om byggsektorn inkluderas men då man lägger till miljövänlighet och priset som parametrar kan det endast konstateras att det i nuläget inte finns något bra alter-nativ till MDF-skivan.
Sandwichlösning
Då företaget redan använder en sand-wichkonstruktion med ram med en kärna Polylaktid (PLA) är ett material som
till-verkas av naturliga resurser och är bio-logiskt nedbrytbart.20 Vanliga råvaror är
majsstärkelse eller sockerrör från vilka man utvinner mjölksyra som förädlas till PLA. PLA kan bearbetas till fibrer eller film och används idag till kläder, förpack-ningar eller byggnadsmaterial. Enligt te-lefonsamtal med Tord Gustavsson på APC Composites finns det idag ingen skiva av detta material som saluförs men förhopp-ningsvis kommer det att finnas om några år.
Sandwichkärnor
Det finns ett antal kärnmaterial som an-vänds i sandwichlösningar men flertalet av dessa är tyvärr inte miljövänliga då hållfasthet har prioriterats före miljövän-lighet. Kärnor av papper i form av honey-comb eller massivträ som balsa är vanliga och trevliga då de är tillverkade av förny-elsebara material. Av de cellplaster som finns på marknaden idag är det polysty-ren som anses vara den bästa i miljösyn-punkt. Vid total förbränning frisläpps en-dast vatten och koldioxid och den har ett mycket högt energivärde som kan gynna förbränningsprocessen vid värmeverk. Expanderad Polystyrenplast (EPS) kallas vanligtvis frigolit eller cellplast och be-står av 98% luft och 2% polystyren. Vid fullständig förbränning utvecklas endast koldioxid och vatten. EPS har låg vikt i förhållande till sin volym och dess densi-tet är 30kg/m3.21
av stående papper i form av honeycomb struktur kommer inte denna lösning stu-deras ytterligare. Detta baseras på infor-mation från Edsbyverken där de kommit fram till att denna lösning lönar sig först vid tjockare konstruktioner eftersom den minskade materialkostnaden motsvarar den ökade produktionskostnaden. Denna typ av skiva har även tydliga begräns-ningar då tillbehör och ben endast kan fästas där ramen ligger i konstruktionen. Tanken är att göra en sandwichlösning utan ram där MDF används som topp för att ge laminatet en bra yta som är slät och med god vidhäftningsförmåga för att fäs-ta ytmaterialet på. Detfäs-ta medför att be-fintligt ytmaterial kan användas och det-ta ökar chansen att uppnå goda resuldet-tat. Kärnmaterialet ska vara av låg densitet men inneha en inre styrka som gör att det inte skjuvas lätt eller att det är för mjukt. Att minimera miljöpåverkan är mycket viktigt för Edsbyverken då de har en ge-nuin miljöprofil, så material som inte är miljöriktiga har inte tagits med som ett alternativ i denna undersökning. De ma-terial som funnits på marknaden och som är lämpliga som kärnmaterial är papper, cellplast av polystyren samt balsa.
Kantlist
För att få ett skydd för skivans kant samt av estetiska skäl kan en kantlist limmas på skivan. En svårighet vid kantlistning är att kanten måste vara rak då listen inte kan formas efter en yta som är fräst i vinkel. Befintliga maskiner på Edsbyver-ken kan inte heller lägga på listen mot en kant då kantlisten alltid läggs på med ett övermått som sedan justeras genom att fräsas i exakt dimension. Detta är något som har stor inverkan på konstruktionen och utformningen av det slutgiltiga skiv-förslaget. Figur 17 Figur 20 Figur 19 Figur 18 Figur 17
Kantlisten kan endast limas på plana ytor med fria kanter Figur 18
Kantlisten kan inte vikas runt hörn
Figur 19
Kantlisten kan inte limmas på infrästa ytor
Figur 20
Infästningar
Ett problemområde som kommit upp, un-der arbetets gång, då man gör sandwich-konstruktioner är att det är svårt att få bra infästningar i skivan. Då kärnan i ski-van är betydligt porösare än ytterskikten behöver ytterskiktet bära de skruvför-band som behövs i skivan. De saker som ska fästas i skivans undersida är ben och tillbehör såsom hyllor, datorhylla, kabel-rännor, skärmfästen, fästskenor och av-delare. De ben som används idag infästes genom att de skruvas med träskruv di-rekt in i skivan. Detta påverkar i hög grad materialvalet och framförallt tjockleken på skivmaterialet som blir aktuellt som undersida på skrivbordet. Figur 26 Figur 22 Figur 21 Figur 25 Figur 23 Figur 24 Figur 21
Kabelränna fäst under skivan Figur 22
Sopkorg fäst under skivan Figur 23
Datorkorg att fästa under skivan
Figur 24
Skärmvägg att fästa på ski-vans kant
Figur 25
Fördelen med denna metod är att den ger ett resultat som kan jämföras med andra på marknaden. Nackdelen är dock att de undre stöden för materialproven flyttas då tjockleken på provet ändras och detta medför att det blir svårt att jämföra de olika resultaten för att avgöra om den är bättre eller sämre än referensskivan. Denna metod ger även ett långt avstånd Materialprovets bredd är ej specificerad
men rekommendationen är att den är minst 1,5 ggr tjockleken och ingen övre gräns är specificerad. Provet vilar på två punkter som är 60cm från varandra, men detta avstånd kan minskas om det behövs för att få bra testdata. Belastningen appli-ceras vid två punkter och för att undvika krosskador vid anläggningspunkterna kan man ha metallplattor som fördelar krafterna på en större yta.
Fördelen med denna metod är att det blir tydligt på vilket sätt skivan kollapsar och därigenom utvärdera hur problemet ska lösas. Vid testning av sandwichskivor är det vanligt att ytskiktet veckar sig och detta fenomen kan vara svårt att få fram
om man belastar provet på mitten. Detta är den metod som ligger närmast den app-likation som ska testas i denna undersök-ning då testämnena är uppbyggda som en sandwich i olika former.
Nackdelen med denna testmetod är att den kräver ett testämne som har en längd på ca 60cm vilket medför att kraften man provtrycker med blir liten. Det vill säga att maskinen som används vid provtryck-ningar måste kunna registrera små kraf-ter.
Metodbeskrivning 2
Thomas Witten har i examensarbetet ”En lättviktsskiva i massivt trä för möbel-industrin”24 använt sig av en metod som
hänvisas till standarden SS-EN 310:1993 som reglerar provning av träbaserade byggnadsskivor i hänseende till elastici-tetsmodul och böjning. Provet består av en trepunktsböjning enligt följande prov-uppställning.
Materialprovets bredd skall här vara 128mm och längden 20 ggr dess tjocklek, plus 50mm. Materialprovet ska vila på två punkter och belastas i mitten av provet tills brott uppstår. Stödcylinder ska ha en diameter på 15 (+/- 0,5)mm och tryckcy-lindern på 30(+/-0,5)mm.
Testmetod
För att hitta en lämplig testmetod för skivorna har jag undersökt allmänt an-vända metoder som är anpassade efter skivmaterial. Det är önskvärt att hitta en standardmetod så att de testvärden som kommer fram är jämförbara med data från andra undersökningar. Problemati-ken i dessa metoder är att de i allmänhet är anpassade för byggnadsindustrin och för andra förutsättningar än de som före-kommer inom möbelindustrin och i detta arbete.
Metodbeskrivning 1
Enligt boken ”Lightweight Sandwich Construction”23är en lämplig metod att
mellan de punkter som materialprovet vi-lar på vilket medför att provbelastningen kommer att bli relativt liten och en käns-lig tryckmaskin behövs även här för att få fram bra testdata.
Metodbeskrivning 3
Edsbyverken själva använder sig vid sina tester av ”Instruktioner för stabilitets- och hållfasthetsprov på förvaringsmöbler för kontor och offentlig miljö”,25 vilken är
en intern instruktion som är en omskriv-ning av relevanta standarder från SIS. De standarder som skriften baserar sig på gäller för hyllplan i möbler, men de använder den även för skrivbordskivor. Enligt denna skrift i del 3.1.3 på sidan 4, revidering 3, ska nedböjningen testas på följande sätt.
”Placera ut vikterna, 1,5 kg/dm2
,lik-formigt. Belastningen skall ske under 7 dygn/…/ Mät nedböjningen på hyllplanet, efter utförd provning, så nära centrum som möjligt eller på annan punkt där nedböj-ning är större/…/ Max nedböjnedböj-ning: Öppna hyllor inkl.vitrinskåp max 0,45% av skivans längd.”
Detta innebär att de använder en utbredd last på 1,5 kg/dm2 och belastar provet, som utgörs av fullstora skrivbordsskivor, i 7 dygn för att sedan kontrollera att ned-böjningen inte överstiger 0,45% av ski-vans totala längd. Det bör även nämnas att de utanför standarden definierat en max-belastning på 100 kg.
Egen metod
Vid samtal med Mikael Carlsson på SP Trä-tek AB har det visat sig att det inte finns
Nedböjning
någon direkt standard för testning utav just skrivbordsskivors nedböjning26 så
med de tre föregående metoderna som bas har en egen provningsmetod definie-rats som kommer att användas i fram-tida tester. Uppdraget är att se på olika lättviktslösningar för skrivbordsskivor, det vill säga, att hitta en skiva som mot-svarar de krav som Edsbyverken ställer på sina skivor. Det hade varit att föredra att ha en standard att luta sig mot, men i detta fall känns det inte relevant. Då ti-den för detta arbete är begränsad och ett antal prover ska hinnas med under tids-perioden är det inte rimligt att använda Edsbyverkens provningsmetod i första skedet då den kräver en belastning under 7 dagar. Istället kommer deras befintliga 23mm MDF-skiva användas som referens när provtryckningar görs och därmed an-tas att denna skiva uppfyller de krav de använder sig av. På detta sätt kan test-värden jämföras mot referensskivans och därmed få fram relevanta jämförbara re-sultat.
Testet består av en provtryckning med trepunktsbelastning som i metod 2 men med testämnen som är kortare än nor-men. Detta på grund av att de maskiner som finns till förfogande inte är känsliga nog att mäta värden som skulle förekom-ma vid längre längder mellan stödpunk-terna, så för att få mätbara resultat har längden kortats till 110mm. Bredden på provet ska vara 180mm då detta är en bra bredd för att passa provutrustningen. Tjockleken på provet kan variera men hålla sig i närheten utav referensskivan som är 23mm. 110 mm Figur 29 Figur 30 Figur 29 Illustration av provmetod med utbredd last
Figur 30
Prov Material Provmått Mått mellan stöd Max tryck innan brott Typ av brott
1 MDF 19x180x200mm 110mm 4,7 Skjuvning i skiva
2 MDF 19x180x200mm 110mm 9,0 Brott
3 MDF 19x180x300mm 110mm 12,0 Brott
4 MDF 19x180x300mm 110mm 12,6 Brott
Från detta kan utläsas att provutrust-ningen är tillräckligt känslig för att få en uppfattning om hur bra skivmaterialet håller för tryck. Det är möjligt att få ut mätbara och jämförbara data. Testet visar även att det inte är lämpligt att använda korta prover då det kan uppstå skjuvning i materialet vilket då ger betydligt lägre värden än vid brott. Utifrån detta test be-slöts att använda provbitar med måtten 300x180 med varierande tjocklek för att få fram relevanta data.
Testämnen
Vid tillverkning av testämnen togs ingen hänsyn till ”fiberriktning” i MDF skivorna eftersom detta inte heller görs i produk-tionen på Edsbyverken. I de fall EPS och XPS använts har tjockleken på materialet i vissa fall korrigerats med bandsåg då inte rätt tjocklek fanns i handeln. En så-Provutrustningen som användes är byggd av Luleå tekniska högskola och finns på Högskolan i Gävle. Det är en tryck- och dragutrustning med en känselkropp som kan mäta vikter upp till 50 ton, därav den kortare längden mellan stödpunkterna då känselkroppen inte är tillräckligt känslig för att mäta mindre belastningar. Vid mätning erhålls en graf som visar be-lastningen i 100 Newton per enhet på y-axeln samt nedböjningen i mm på x-y-axeln. Då grafen är svårläst är det inte möjligt att få ut exakta värden men en god upp-skattning av värdena kan erhållas vilket räcker i detta fall.
För att få en uppfattning om den testme-tod som utformats fungerar eller ej, samt för att veta hur stora testämnen som är lämpliga, utfördes provtryckningar med den aktuella provutrustningen.
Figur 32
gad yta kan få ett annat limresultat än en smält vilket ytan är vid inköp. Om tester-na påvisar brott i limfogen får dentester-na me-tod av tjockleksjustering omvärderas. Vid limning användes ett polyuretanlim från Casco som beströks på en limyta, spraya-des med vatten och sedan pressaspraya-des emot motsatt limyta under tryck i vakumsäck under ett minimum av 4 timmar.
Figur 32
Provutrustning som använ-des vid provtryckningar
Figur 31
Figur 31
Steg 1
Prov Material (upp-kärna-ned) Vikt skrivbord (1800*800)
Maxtryck vid brott (100 N)
Typ av brott Kommentar
1 Laminat- MDF 22mm 25,74 14,5 Skjuvning Referensskiva 2 Laminat- MDF 22mm 25,68 14,0 Skjuvning Referensskiva 3 Laminat- MDF 19mm 21,42 12,2 Materialbrott Referens för 19mm
4 Laminat- MDF 19mm- Laminat 22,63 14,3 Skjuvning För liten skillnad i vikt för att gå vidare på. 5 Laminat- MDF 22mm- Laminat 27,71 16,1 Materialbrott Tyngre än ref!
6 MDF 8mm- EPS 10mm- MDF 4mm 15,72 5,9 Materialbrott Mjuk kärna kan lätt tryck-as ihop med handkraft. 7 MDF 8mm- EPS 20mm- MDF 4mm 15,88 5,3 Skjuvning Mjuk kärna kan lätt
tryck-as ihop med handkraft. 8 MDF 8mm- EPS 29mm- MDF 4mm 16,13 5,0 Skjuvning Mjuk kärna kan lätt
tryck-as ihop med handkraft.
10 MDF 8mm- XPS rosa 20mm- MDF 4mm 16,87 9,1 Materialbrott Verkar intressant!
11 MDF 8mm- XPS blå 10mm- MDF 4mm 15,83 7,9 Materialbrott Intressant! 13 MDF 8mm- XPS blå 20mm- MDF 4mm 16,38 8,7 Materialbrott Intressant!
14 MDF 8mm- Kartong 14mm- MDF 4mm 18,55 7,8 Skjuvning Skjuvas i kärnan, trycks lätt ihop med handkraft.
15 MDF 8mm- Balsa 9,5mm- MDF 4mm 17,66 12,0 Materialbrott Kärnan trycks inte ihop. Knäckning på undersida.
Genomförande med analys
Testfasen kommer att delas upp i tre steg för att under processens gång göra ett ur-val på fungerande konstruktioner. 1. Först kommer enklare trycktes-ter utföras för att se vilka skivmatrycktes-terial som är lämpliga och sedan kommer ett urval göras innan nästa steg tas.
2. Fortsatta undersökningar utförs med de utvalda materialen från första steget för att komma fram till vilka di-mensioner som är lämpliga.
3. Avslutningsvis utförs långtids-tester med fullskaleprototyper för att se om skivan håller för nedböjningstester enligt Edsbyns modell.
Figur 33
Figur 33
Provtryckning med EPS visar att materialet är skjuvning-benäget
Tabell 1
Tabell 1
Limningsmetoden som använts anses vara lämplig för dessa tester då inget brott uppstått i limfogen i sandwichlös-ningarna.
Vid jämförelse av de testämnen som består av det befintliga materialet MDF visar det sig att vikten inte minskar nämnvärt då skivan görs tunnare. Ski-van till ett standardskrivbord i storle-ken 1800x800mm väger ca 25,7 kg med 22mm MDF-skiva och 21,4 kg med 19mm, dvs en viktminskning på 4,3kg. Till detta tillkommer det faktum att behovet finns att stabilisera upp MDF-skivan då man går ner till 19mm och detta skulle kunna göras genom att lägga laminat på båda sidor av skivan men då ökar vikten till 22,6kg vilket då ger en viktminskningen på endast 3,1kg. Jämför man detta med de sandwichkonstruktioner som testats i den här undersökningen ligger de vikt-mässigt kring 15,7-18,6kg vilket medför en minskning på 7,5-9,8kg.
Testämne 6-8 och 14 visar att EPS och kartong inte lämpar sig som kärnmaterial då det skjuvar sig och är så pass mjuka att det lätt trycks ihop med handkraft. Dessa material delade på sig lätt vid provtryck-ningar och EPS kärnan uppvisar även de lägsta värdena vid maxtryck före brott. Det är mycket tveksamt att dessa mate-rial skulle hålla för de dragkrafter som uppstår då tillbehör fästes under skivan. Testämne 10-13 samt 15 visar att dessa
material kan vara lämpliga som kärn-material eftersom de är stabila och de skjuvas inte i kärnan utan brott uppstår i ytmaterialet. Skillnaden mellan XPS ma-terialen och balsan är att XPS:en är mju-kare och detta medför att ytmaterialet går sönder på ovansidan där kraften på-förs medan balsaskivan är stadigare och överför kraften till den undre delen av skivan och beter sig mer som ett massivt material vid brott.
De material som är lämpliga att använda till kärnan är balsa och XPS då skjuvning inte uppstod i dessa material och dessa lösningar är mycket lätta jämfört med MDF-skivan. 25,7 25,7 21,4 22,6 27,7 15,7 15,9 16,1 16,9 15,8 16,4 18,6 17,7 14,5 14,0 12,2 14,3 16,1 5,9 5,3 5,0 9,1 7,9 8,7 7,8 12,0 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 1. Lam ina t-M DF 22 mm 2. Lam ina t-M DF 22 mm 3. L am ina t-M DF 19 mm 4. L am ina t-M DF 19 mm -La min at 5. L am ina t-M DF 22 mm -La min at 6. M DF 8m m-EP S 1 0m m-MD F 4 mm 7. M DF 8m m-EP S 2 0m m-MD F 4 mm 8. M DF 8m m-EP S 2 9m m-MD F 4 mm 10. MD F 8 mm -XP S r osa 20 mm -M DF 4m m 11. MD F 8 mm -XP S b lå 1 0m m-MD F 4 mm 13. MD F 8 mm -XP S b lå 2 0m m-MD F 4 mm 14. MD F 8 mm -Ka rto ng 14 mm -M DF 4m m 15. MD F 8 mm -Ba lsa 9,5 mm -M DF 4m m Vikt skrivbord (1800*800) Maxtryck vid bro tt
Figur 35
Figur 36 Figur 35
Provtryckning med XPS-kär-na visar att kärnmaterialet är mjukt och överskivan går till brott
Figur 36
Provtryckning med balsakär-na visar att kraften överförs till nedre delen och brott upp-står i underskivan
Figur 34
Figur 34
Steg 2
Prov Material (upp-kärna-ned) Vikt skrivbord
(1800*800) Ma x tr yck vid brott Typ av brott Kommentar
1 Laminat- MDF 22mm 25,74 14,5 Skjuvning Ref 2 Laminat- MDF 22mm 25,68 14,0 Skjuvning Ref
18 MDF 6mm- XPS rosa 10mm- MDF 6mm 16,01 5,2 Materialbrott 20 MDF 4mm- XPS rosa 15mm- MDF 8mm 16,67 5,0 Materialbrott 19 MDF 6mm- XPS rosa 15mm- MDF 6mm 16,10 6,5 Materialbrott
10 MDF 8mm- XPS rosa 20mm- MDF 4mm 16,87 9,1 Materialbrott Verkar intressant!
21 MDF 4mm- XPS blå 10mm- MDF 8mm 16,22 4,3 Materialbrott 12 MDF 4mm- XPS blå 10mm- MDF 4mm 10,52 4,0 Materialbrott 25 MDF 6mm- XPS blå 10mm- MDF 6mm 15,67 6,6 Materialbrott 11 MDF 8mm- XPS blå 10mm- MDF 4mm 15,83 7,9 Materialbrott Intressant! 24 MDF 8mm- XPS blå 10mm- MDF 8mm 21,37 8,2 Materialbrott 26 MDF 6mm- XPS blå 15mm- MDF 8mm 18,60 7,0 Materialbrott 22 MDF 8mm- XPS blå 15mm- MDF 4mm 16,34 7,4 Materialbrott 23 MDF 8mm- XPS blå 15mm- MDF 6mm 18,63 8,5 Materialbrott 13 MDF 8mm- XPS blå 20mm- MDF 4mm 16,38 8,7 Materialbrott Intressant!
27 MDF 6mm- Balsa 9,5mm- MDF 6mm 17,40 11,3 Materialbrott Kärnan trycks inte ihop. Knäckning på undersida. 15 MDF 8mm- Balsa 9,5mm- MDF 4mm 17,66 12,0 Materialbrott Kärnan trycks inte ihop.
Knäckning på undersida. 16 MDF 8mm- Balsa 20mm- MDF 4mm 20,36 17,0 Materialbrott Kärnan trycks inte ihop.
Knäckning på undersida. 17 MDF 8mm- Balsa 30mm- MDF 4mm 21,89 13,0 V e r t i k a l
skjuvning För tjock och materialet bris-ter vertikalt = obra!
För att få mer information om de material som blivit utvalda i steg 1 genomfördes fler tester på samma sätt som tidigare men här utgicks det från de valda materi-alen XPS och balsa. I detta test undersök-tes vilka dimensioner som lämpade sig för de olika materialen.
Vid jämförelse av testämne 18, 25 och 27 blir det tydligt att den blåa XPS:en tål lite mer än den rosa vid en tjocklek av 10 mm men även att balsakärnan är nästan dub-belt så stark som XPS:en. Ser man på te-stämne 10, 13 och 16 är rosa XPS:en lite starkare än den blå och balsan är fortfa-rande överlägsen.
Vid jämförelse av testämne 11,22 och 13 visar det sig att konstruktionen blir mer hållbar vid 20mm än 10mm kärna men att skillnaden är så liten att viktskillna-den gör det omotiverat att öka dimensio-nen på kärnan.
Ser man på testämne 15-17 kan det utlä-sas att balsa-konstruktionen är i samma nivå hållfasthetsmässigt som massiv 22 mm MDF och vid 20mm balsakärna till och med överlägsen MDF-skivan. Vikt-mässigt blir skrivbordet ca 5-8 kg lättare än referensskivan beroende på vilken tjocklek som väljs på kärnan.
Tabell 2
Tabell 2
0 5 10 15 20 25 30 1 . L a m in a t-M D F 2 2 m m 2 . L a m in a t-M D F 2 2 m m 1 8 . M D F 6 m m -X P S r o s a 1 0 m m -M D F 6 m m 2 0 . M D F 4 m m -X P S r o s a 1 5 m m -M D F 8 m m 1 9 . M D F 6 m m -X P S r o s a 1 5 m m -M D F 6 m m 1 0 . M D F 8 m m -X P S r o s a 2 0 m m -M D F 4 m m 2 1 . M D F 4 m m -X P S b lå 1 0 m m -M D F 8 m m 1 2 . M D F 4 m m -X P S b lå 1 0 m m -M D F 4 m m 2 5 . M D F 6 m m -X P S b lå 1 0 m m -M D F 6 m m 1 1 . M D F 8 m m -X P S b lå 1 0 m m -M D F 4 m m 2 4 . M D F 8 m m -X P S b lå 1 0 m m -M D F 8 m m 2 6 . M D F 6 m m -X P S b lå 1 5 m m -M D F 8 m m 2 2 . M D F 8 m m -X P S b lå 1 5 m m -M D F 4 m m 2 3 . M D F 8 m m -X P S b lå 1 5 m m -M D F 6 m m 1 3 . M D F 8 m m -X P S b lå 2 0 m m -M D F 4 m m 2 7 . M D F 6 m m -B a ls a 9 ,5 m m -M D F 6 m m 1 5 . M D F 8 m m -B a ls a 9 ,5 m m -M D F 4 m m 1 6 . M D F 8 m m -B a ls a 2 0 m m -M D F 4 m m 1 7 . M D F 8 m m -B a ls a 3 0 m m -M D F 4 m m Vikt skrivbord (1800*800) Maxtryck vid brott
Vid jämförelse mellan skivor med blå gen-temot rosa XPS finns det inget entydigt svar men eftersom den blå är lite lättare och billigare än den rosa är det naturligt att gå vidare till nästa fas med blå XPS och balsa. De testresultat som framkom-mit visar att balsakärnan överlägset är det bästa alternativet. Den är betydligt stabilare än XPS-skivan och den har även fördelen att den är ett naturligt träbase-rat skivmaterial men till dess nackdel är att den är betydligt dyrare. Balsaträets överlägsna resultat beror troligen på att XPS-materialet är betydligt mjukare vil-ket medför att det övre skiktet i skivan lättare knäcks då krafterna inte tas upp i hela materialet.
Figur 37
Figur 37
Steg 3
Då provtryckningarna är en bra metod för att få reda på hur hållbart materialet är för tunga belastningar men inte visar på hur bra de håller för långtidsbelast-ning beslöts att genomföra långtidstester enligt metod 3 på de skivlösningar som verkade rimliga att gå vidare med. Efter diskussion med Edsbyverken och med föregående tester som grund beslutades att gå vidare med både blå XPS och balsa-lösningen. Detta för att se hur dessa lös-ningar beter sig vid långtidstester med utbredd belastning vilket inte nödvän-digtvis ger samma resultat som trycktes-terna. Testet skulle genomföras med hjälp av ett fullskaletest där skivor utsattes för långtidsbelastning med vikten 100kg i 7 dagar.
I detta skede kom det en oväntad vänd-ning i projektet. När de två sandwichlös-ningarna presenterades för Edsbyverken visade det sig att de inte var beredda att gå vidare med någon av dessa lösningar så denna viktiga del av undersökningen kunde ej utföras.
Analys
De tester som genomförts visar på att det troligen går att göra en sandwichskiva bestående av balsa eller blå XPS i kär-nan och MDF skiva som ytterlager. Dessa båda kärnmaterial har goda egenskaper för denna typ av konstruktion men för att visa på hur de fungerar i fråga om nedböjning under längre tid och större dimensioner har inte testats i denna un-dersökning. En minskning till tunnare dimensioner på MDF är inte ett alternativ då detta kräver förstärkning av skivan el-ler ett benstativ med underliggande ram. Ett annat skivmaterial med samma egen-skaper, jämförbara med MDF-skivan, har inte hittats.
Eftersom de två sandwichalternativ som tagits fram inte är ett alternativ, då Eds-byverken föredrar att använda den be-fintliga Dufaylite, innebär det att ett nytt skivmaterial som uppfyller de krav på nedböjning utan underliggande ram inte har kunnat tas fram.
Designfas
Funktionsanalys
För att få kontroll på behoven runt pro-dukten skrivbord har en funktionsanalys gjorts. Detta är en metod som används i designprocessen för att få reda på vilka funktioner som bör prioriteras i den fort-satta designprocessen. I metoden klassi-ficeras de olika funktionerna med hjälp av HF(Huvudfunktion), N(Nödvändig funktion) och Ö(Önskvärd funktion).
Funktion Erbjuda arbetsyta HF Frigöra skrivyta N Erbjuda datorutrymme N Erbjuda förvaring Ö Tillföra ergonomi Ö Äga estetik N Äga stabilitet N Erbjuda flexibilitet Ö Tåla slitage N Medge mobilitet Ö Uttrycka lätthet Ö Äga lätthet Ö Förenkla teknikanvändande Ö Förmedla helhetskänsla N Uttrycka kvalité N Erbjuda ljuddämpning Ö
Det som kan utläsas ur denna analys är att erbjuda en arbetsyta är det primära men det är även viktigt att uppfylla de funk-tioner som är klassade som nödvändig funktion så som estetik, kvalité, slitage, och helhetskänsla. Detta är något som ska vara med i tanken i det fortsatta arbetet.
Figur 38
Figur 38
Mindmapping
För att se sambandet mellan de olika de-larna och funktionerna har verktyget mindmapping använts.
Se lätt ut
Helhetskänsl a
Gemensamt uttryck på skiva och benställning
Färg Form
Begränsat antal färger
Erbjuda estetik Tunna dimensioner
Material Avskalat
Uttrycka kvalité Nyhet!
Då skivan i skrivbordet är lätt är det vik-tigt att även hela skrivbordet ser lätt ut vilket kan göras genom att använda tun-na dimensioner i benstativet och i bords-kanten. De benlösningar som Edsbyver-ken använder idag ser stabila ut och ser ut att kunna hålla upp stora vikter vilket även gör att skivan som de håller upp ser ut att vara tung. Ser man på skivlösningar som används idag blir det uppenbart att nästan alla leverantörer vill att skivan ska se tunn ut vilket uppfylls genom att fräsa kanten så den ser ut att vara ca 1cm tjock. Detta fungerar och det gör även att skivan ser lätt ut om den placeras på ett benstativ som inte är överdimensionerat mot den vikt som skivan ser ut att ha. För att uttrycka att detta är något nytt kan det vara en god idé att föra in en ny färg i detaljer som idag inte används i företa-gets design. Gärna en färg som kontraste-rar mot de färger som idag används och som syns och uttrycker miljövänlighet samt lätthet, exempelvis en ljusblå ton.
Figur 40
Figur 40
Skiva med tunn skiva upplevs vara lätt
Figur 39
Figur 39
Äga stabilitet
Skiva
Benställning
Inte böja sig Inte låta ihåligt Inte svikta
Bära tillbehör Bära skivan
Tåla belastning
Motverka belastning på skiva Infästningar
Tåla belastning Erbjuda ergonomi
Då ett benstativ tillverkas av tunnare dimensioner är det viktigt att dess kon-struktion görs stabil så att det inte känns rangligt. Stativet ska kunna bära upp ski-vans vikt och motverka dess nedböjning vilket kan göras genom en underliggande ram eller med fler stödpunkter för skivan. För att avlasta skivkonstruktionen kan det vara en fördel att tillbehör kan fästas direkt i benstativen utan att belasta ski-van. Under skivan kan tillbehör fästas i ben och underliggande ram och ovan ski-van kan en ramlösning avlasta betydligt. Infästningarna i skivan kan behöva lösas på ett nytt sätt eftersom det inte lämpar sig att skruva i tunna dimensioner vilket blir en konsekvens vid lättare skivlös-ningar. Ett alternativ kan vara att låta benen gå igenom skivan vilket gör att den kan klämmas fast i benställningen utan skruvförband.
Figur 41
Diagram som visar samban-den mellan funktion och lös-ningar
Olika lösningar på benstativ har skissats fram där uttrycket ska vara lätt och luf-tigt.
Skissfas
För att få en skiva att se tunn ut kan ma-terial fräsas bort för att lämna en kant på ca 1cm likt de befintliga lösningar som används av de flesta skrivbordstillver-karna. Om ett poröst material används i kärnan kan inte denna kärna lämnas oskyddad eftersom den antagligen skulle förstöras. För att lösa detta kan en under-liggande ram tillverkas av L-profil som täcker kärnan.
En annan lösning är att göra en fräsning så att kärnan kan täckas av en löstagbar list vilket kan öppna för möjligheten att kunna gömma kablar innanför listen. För att se om det fungerade tillverkades en modell.
För att avlasta skivan är det en variant att låta benlösningen gå igenom skivan eller att låta en tillbehörsram fästas i benställ-ningen.
De lösningar som verkar intressanta vi-dareförädlades och renskissades med lin-jal och med mer exakta proportioner.
Figur 43
Figur 43
Modell som visar hur en lös kantlist skulle kunna använ-das
Figur 40
Figur 44
Figur 42
Skiss som visar underliggan-de ram som täcker kärnan
Figur 44
CAD-skisser gjordes för att få fram ex-akta ritningar på produkterna. Att skissa på detta sätt är en metod som gör att inga lösningar bara kan lämnas till slumpen utan alla problem blir tvungna att lösas för att få ihop en fungerande produkt. De olika lösningar som skissats på är bland annat lösningar med tillbehörsram som kan monteras vid behov. Enkel mon-tering sker genom att benet antingen går rakt igenom skivan och skapar ett hål där ramen kan monteras eller genom att ben-ställningen går upp bakom skivan. Olika lösningar med underliggande ramar som har syftet att avlasta skivan har provats. Denna lösning ger möjligheten att fästa olika tillbehör direkt på underredet för att avlasta skivan. Olika uttryck har pro-vats för att se hur det går att få fram en lösning som ger ett bra samspel ihop med den lätta skivan. Det viktigaste i uttryck-et är att duttryck-et ser lätt ut, duttryck-et vill säga att di-mensionerna hålls nere till minimum.
Av de lösningar som kommit fram är det denna sista lösning som passar skivan bäst. Den har ett luftigt och spänstigt in-tryck och skivan ser lätt ut på detta ben-stativ.
Figur 45
Samtiliga bilder på denna sida är cad-ritningar från inventor som visar på designprocessen
Avslutning
Redovisning av resultat och
ana-lys
I denna uppsats har ett antal alternativ till lättviktslösningar undersökts och jämförts med den befintliga lösningen vilket är en 22mm MDF skiva som kärn-material. Tunnare tjocklekar av befintligt material har redan tidigare använts som metod av Edsbyverken men detta har gett endast mindre viktminskningar och medför att benstativen behöver föränd-ras då de redan idag ligger på gränsen av vad materialet tål i fråga om nedböjning. Lättviktslösningar i olika branscher har studerats vilket resulterat i intressanta konstruktionslösningar för att göra lätta produkter där sandwichkonstruktionen var en själklarhet då denna visat sig vara en vanlig väg att gå för att minska vikten i förhållande till volymen. Då MDF-skivan är mycket bra att fästa ytmaterialet på fanns det ingen anledning att ändra på detta så detta material behölls som ytter-skikt i sandwichlösningarna. Kärnmate-rialen som testats med framgång är XPS och balsa vilket är vanligt förekommande i denna typen av konstruktioner då de har mycket låg vikt i förhållande till sin volym. Självklart finns det andra mate-rial som används på marknaden men då miljöaspekten tas med visade det sig att dessa material var fördelaktiga.
En annan väg att gå var att se över de ben-stativ som skulle bära upp skivan då de kan förändra valet av skivmaterial. Om en underliggande ram används för att stabi-lisera skivan kan det innebära att ett ma-terial med större nedböjningsbenägenhet kan väljas. För att se över olika lösningar gjordes en designfas där olika lösningar och modeller togs fram. Efter urval av lös-ningar valdes en enkel och lätt lösning ut.
Egna reflektioner och vidare
ar-bete
Det är lätt att vara efterklok och det gäl-ler i högsta grad även mig. Själva arbetet har fungerat bra och jag har kommit fram till ett slutresultat som jag inte hade för-väntat mig i början av arbetet. Det finns ett antal saker som kunde ha gjorts på
ett annat sätt och en del spår har följts som visade sig vara irrelevanta i slutän-dan. Kommunikationen mellan mig och Edsbyverken hade kunnat vara bättre med tätare kontakter och jag hade velat komma till stadiet då lösningar bollats oss mellan. En workshop på fabriken un-der en vecka hade varit att föredra där ut-veckling av produkten kunnat tas till en annan nivå. En kortare researchfas och en längre designfas hade varit önskvärd för att kunna få fram ett bra slutresultat och mer tid totalt för att kunna uppnå ett bättre resultat.
En faktor som hade varit intressant att ta med i undersökningen är prisfaktorn men då prisbilden är mycket svår att se har den fått lämnats ute ur detta arbete. Det är stor skillnad om en student ringer till en leverantör och frågar om ett pris jämfört med om Edsbyverken lägger upp ett avropsavtal på en årsförbrukning. Butikspriserna kan inte heller användas som måttstock då butikerna har olika vinstmarginal på olika produkter.
Notförteckning
1 Årsringar 1899-1999 sidan 65, 128
2 http//www.edsbyn.com/about/organization.php
3 http://www.kinnarps.com/sv/se/Foretaget/Kinnarps-en-kort-oversikt/ 4 http://www.efg.se/about/?page=1917&subpage=1936
5 http://www.edsbyn.com/about/certificate.php (förklaring olika miljömärkningar) 6 Cirkaprislista 2008 sidan 31 samt samtal med Per Ola Karlstorp och egna observationer
av tvärsnitt av skivmaterialet i figur 11.
7 Miljödeklaration av träbaserade MDF skivor utförd av Trätek för Karlit AB:s räkning 8 http://www.traguiden.se/TGtemplates/popup1spalt.aspx?id=1189&contextPage=4977
9 http://www.formica.com/publish/site/eu/sweden/se/home/litterature/technical_information.html PDF ”Teknisk information” på svenska sidan 93
10 http://www.ne.se/l%C3%A5ng/faner 11 http://www.ne.se/l%C3%A5ng/linoleum 12 http://www.lass.nu/About/A%20description%20of%20the%20objective.asp 13 http://www.lass.nu/Reports/Sandwich%20Construction%20-%20Application% 20on%20a%20Superstructure.pdf sidan 10 14 http://jyunion.en.china.cn/selling-leads/detail,1079411370,hollow-particle-board.html 15 Tidsskriften ”Trä” nr4 2005 sidan 4 16 http://www.kireiusa.com/kirei_viewer/kirei.html 17 http://www.kireiusa.com/wheatboard_viewer/wheatboard.html 18 http://www.nida-core.com/english/nidaprod_honey_foam.htm 19 Produktblad ”Dekorit” från Byggelit AB i Östersund sidan 3
20 http://www.nyteknik.se/nyheter/it_telekom/allmant/article32251.ece 21 http://www.thermisol.se/pdf/environ.pdf sidan 1 och 3
22 Broschyren ”Produktöversikt” från ThermiSol sidan 8 23 Boken ”Lightweight Sandwich Construction” sidan 331
Bildkällsförteckning
http://www.finnishdesigners.fi/open/data/selvitett%E4v%E4t/EFG_tsto.jpg
http://www.modnerzeczy.com.pl/upload/articles/club/kinnarps/s_Kinnarps_logo.jpg http://www.aisrael.org/Eng/_Uploads/173Ikea_logo.jpg
http://www.edsbyn.com/edsbynimg//.thumbs/400x400_755_305ppi_Eds_Collbord_03.jpg
Scannad bild från Cirkaprislista 2008 Edsbyn Kontorsmöbler
http://www.edsbyn.com/edsbynimg//.thumbs/400x400_10486_300ppi_svanenlogo.jpg http://www.businessenvestors.co.uk/images/emas-logo.gif http://www.edsbyn.com/edsbynimg//.thumbs/400x400_3253_300ppi_edslogo.jpg http://www.edsbyn.com/edsbynimg//.thumbs/400x400_3252_300ppi_fabmaj02.JPG http://www.edsbyn.com/images/iso.gif https://s3.amazonaws.com/inventables_technology_production/technology_images/4176/1832_big_web.jpg http://img.en.china.cn/0/0,0,185,19798,157,318,581427a0.jpg
En lättviktsskivai massivt trä för möbelindustrin Thomas Witten
http://products.construction.com/swts_content_files/150945/269851.jpg
http://www.nida-core.com/english/images/products/foamfilled.jpg
Fotograf: Jonas Wilhelmsson
Fotograf: Jonas Wilhelmsson
http://www.edsbyn.com/edsbynimg//.thumbs/600x600_9634_72ppi_673.jpg
http://www.edsbyn.com/edsbynimg//.thumbs/300x600_1777_300ppi_sittsta_m2_02.jpgv
http://www.edsbyn.com/edsbynimg//.thumbs/600x600_2064_200ppi_Halfpipe_2.jpg
http://www.edsbyn.com/edsbynimg/2072_200ppi_hand_narbild_power_2.jpg
http://www.edsbyn.com/edsbynimg//.thumbs/600x600_2065_200ppi_Bildsk%E4rmsarm_2004_1.jpg
Fotograf: Jonas Wilhelmsson
Fotograf: Jonas Wilhelmsson
Fotograf: Jonas Wilhelmsson Fotograf: Jonas Wilhelmsson
Referenslista
Tryckta källor:
Davies J.M, Red., Lightweight Sandwich Construction; Blackwell Science Ltd 2001
Engman Hans, Carl-Magnus Gagge, Josef Höbenreich, Nils Nilsson, Göran Norin och Roland Säfström; Årsringar 1899-1999; Förlag Länsmuseet Gävleborg, Gävle 1999
Träinformation nr 4 2005; Ansvarig utgivare Bertil Stener; Arbrio AB 2005
Examensarbeten:
Witten Thomas, En lättviktsskiva i massivt trä för möbelindustrin; Avdelningen för Skog och träteknik; Växjö universitet 2006
Internpublikation:
Instuktion för stabilitets- och hållfasthetsprov på förvaringsmöbler för kontor och offentlig miljö; Edsbyverken AB
Företagsinformationer:
Cirkaprislista 2008 från Edsbyverken
Miljödeklaration NR 9810070 av träbaserade skivor, utförd av Åsa Eriksson på Trätek 1998-10-01 för Karlit AB:s räkning
Produktblad Dekorit från Byggelit AB i Östersund Broschyren Produktöversikt från ThermiSol Elektroniska källor:
Samtliga elektroniska källor besöktes 2009-04-27
http://jyunion.en.china.cn/selling-leads/detail,1079411370,hollow-particle-board.html http://www.edsbyn.com/about/certificate.php (förklaring olika miljömärkningar) http://www.edsbyn.com/about/organization.php http://www.efg.se/about/?page=1917&subpage=1936 http://www.formica.com/publish/site/eu/sweden/se/home/litterature/technical_information.html http://www.kinnarps.com/sv/se/Foretaget/Kinnarps-en-kort-oversikt/ http://www.kireiusa.com/kirei_viewer/kirei.html http://www.kireiusa.com/wheatboard_viewer/wheatboard.html http://www.lass.nu/About/A%20description%20of%20the%20objective.asp http://www.lass.nu/Reports/Sandwich%20Construction%20-%20Application%20on%20a%20Superstructure.pdf http://www.ne.se/l%C3%A5ng/faner http://www.ne.se/l%C3%A5ng/linoleum http://www.nida-core.com/english/nidaprod_honey_foam.html http://www.nyteknik.se/nyheter/it_telekom/allmant/article32251.ece http://www.thermisol.se/pdf/environ.pdf http://www.traguiden.se/TGtemplates/popup1spalt.aspx?id=1189&contextPage=4977 Kontakter:
Telefonkontakt med Tord Gustafsson, APC Composite, 2009-03-13
Telefonkontakt och fabriksbesök med Per Ola Karlstorp, Edsbyverken AB, under våren 2009 Telefonkontakt med Mikael Calestam, SP Träteknik AB, 2009-03-23
