Grumpy timber: Automated measurement of deformation sources
- Reference number
- FID20-0013
- Project leader
- Hyll, Kari
- Start and end dates
- 220601-270930
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Skogforsk
- Research area
- Computational Sciences and Applied Mathematics
Summary
Swedish sawmills produce sawn timber with a value of 32 MSEK each year. Deformations in the sawn timber cause quality costs corresponding to several hundreds of MSEK each year through production disruptions in the sawmill as well as in the following postprocessing and construction work. Large deviation in the log fibre orientation and the presence of compression wood are two properties that can cause the sawn timber to distort. Today, these properties cannot be reliably detected before the sawing. To solve this problem the aim of this project is to enable an automatic production-oriented method that 1) detects compression wood and b) measure the fibre orientation with the help of industrial X-ray computed tomography (CT scanning) supplemented, if necessary, with other appropriate techniques. CT scanning is now being implemented at Swedish sawmills and enables a new level of automation in the round-timber measurement procedure. Progress in digitalisation and artificial intelligence (AI) has increased the possibility to utilize the information from both forestry operation and sawmill production. The project will thus combine e.g. measurement of log density and pith position measured by CT-scanning, images of the log-ends, information from the harvester, and sawmill production data to improve compression wood detection. In summary, the project will enable the production of distortion-free sawn timber by taking necessary steps towards automated timber measurement.
Popular science description
Vi bygger allt mer med trä, som är en klimatsmart användning av skogens råvara. När vi bygger med trä måste det vara rakt och starkt. Då behöver vi undvika att såga stockar där vinkeln på vedens fibrer avviker för mycket, det vill säga när virket är snedfibrigt, eller där veden har bildat tjurved, en slags ”förtjockningar” som trädet som trädet kan bilda om det till exempel växer på en obekväm plats. Snedfibrighet och tjurved kostar sågverken hundratals miljoner kronor om året på grund av produktionsstörningar eller för att virket deformeras när det torkas. För att kunna undvika att såga tjuriga stockar och istället använda dem till produkter som de passar bättre till, måste vi kunna upptäcka och mäta snedfibrighet och tjurved innan sågningen. Doktorandprojektet kommer att ta fram automatiska metoder för detta. Ofta syns snedfibrighet och tjurved inte utanpå stocken, vilket gör dem svåra att upptäcka för den virkesmätare som bedömer stockens kvalitét. Genom att använda tvådimensionell röntgenteknik har stockarnas inre kunnat mätas automatiskt, men tjurved och snedfibrighet har varit omöjligt att mäta. Tredimensionell röntgenavbildning, så kallad CT-skanning, introduceras nu i de svenska sågverken och det ger bättre förutsättningar för att detektera snedfibrighet och tjurved. Doktorandprojektet kommer att undersöka om tjurved kan detekteras genom att kombinera mätning av hela stockens form, vedens densitet, kärnvedens och märgens position. Projektet kommer också att utvärdera en metod för mätning av snedfibrighet och anpassa den för mätning i sågverksmiljön. Ny spårbarhetsteknik inom sågverken kan också ge helt nya förutsättningar för att utvärdera de nya mätmetoderna. Projektet är ett samarbete mellan skogsbrukets forskningsinstitut Skogforsk och Luleå tekniska universitet (LTU) avdelningen för Träteknik. LTU Träteknik har varit med och tagit fram den nya CT-skanningstekniken för sågverk. Skogforsk har tagit fram metoder för att både använda information från stående skog och skördare till nytta för mätningen, och för att använda denna information till nytta för skoglig planering och skörd