Технології згинання деревини
Природа не любить прямі лінії і потрібно витратити багато часу і зусиль, щоб зробити дерев'яні вироби прямими. Однак згинання деревини – це також досить трудомісткий процес. Гнуті дерев'яні елементи часто використовуються в скандинавських меблях у вигляді красивих, легких та міцних виробів з єдністю структури та форми. У цій статті ми розглянемо кілька способів згинання деревини: просте силове згинання, згинання з використанням пропилів, згинання на пару та згинання шарами.
Просте силове згинання
Це найпростіший метод, який полягає в ручному згинанні деревини та прикріпленні її до форми для фіксації вигину. Чим менша товщина деревини – тим легше її гнути. З цього випливає, що більше вигин, тим тонше має бути деревина. Шпон може набувати практично будь-яких вигинів, у той час як дубову заготовку товщиною 2 см практично неможливо зігнути. Також слід враховувати, що різні породи деревини мають різний ступінь гнучкості. Так співвідношення товщини заготівлі та мінімального радіусу вигину за деякими породами становитиме: бук - 1/2,5; дуб – 1/4; береза – 1/5,7; вільха – 1/8; ялина - 1/10; сосна – 1/11. Тобто при товщині букової заготовки 10 мм, мінімальний радіус вигину становитиме 25 мм.
Як правило, заготівля фіксується за допомогою клею, оскільки використання цвяхів або шурупів у місцях вигину може призвести до утворення тріщин та розломів. Є негласне правило – те, що можна зафіксувати вручну, можна зафіксувати за допомогою клею. При склеюванні для зменшення проміжків потрібно рухатися від центру до країв, або від одного краю до іншого.
Згинання з використанням пропилів
Цей метод згинання деревини найменш міцний, оскільки деревина пропилюється майже по всій товщині і в ній залишаєтьсязовсім небагато міцності. Тому цей спосіб згинання деревини використовується тільки там, де немає великого навантаження, наприклад, закруглені куточки і т.п.
Основним матеріалом виготовлення гнуто-пропиленных деталей є фанера. Для досягнення найкращих результатів пропили краще виготовляти на круглопильному верстаті з використанням обмежувального стопора. Пропили потрібно робити упоперек волокон на відстані близько 5-10 мм. один від одного. Глибина пропилу має бути близько 1/5 товщини заготовки.
Щоб зафіксувати вигин, можна використовувати клей або порозповнювач деревини. Склеюючи і фіксуючи дві вигнуті рейки пропилами всередину, можна створювати цікаві елементи в деяких конструкціях, хоч і з обмеженою міцністю.
Згинання шарами
За своїми фізичними властивостями така деревина близька до деревини гнутої гідротермічним способом, а за деякими показниками динамічних навантажень, вона має навіть кращі механічні властивості, ніж цілісний деревний масив.
Першим кроком є підготовка ламелей. Товщина ламелей багато в чому визначається величиною вигину. Чим більше вигин, тим тонше повинні бути ламелі та навпаки. Як правило, товщина ламелів не повинна перевищувати 3,2 мм.
Потім нарізані шари деревини змазують клеєм і стискають у шаблоні за допомогою захоплень. Для з'єднання ламелей не можна використовувати стандартний столярний клей. Для цих цілей найкраще підходить клеї на основі карбамідоформальдегідних або епоксидних смол.
Перш ніж вийняти деталь із шаблону, клей повинен схопитися протягом доби. Потрібно також враховувати, що після розтискання форми заготівля може трохи розпрямитись. Мінімізувати цей ефект можна шляхом зменшення товщини ламелів або створення форми з невеликим перегином.
Згинання придопомоги пара
Гідротермічна згинання деревини дає найбільш якісний результат, проте потребує великих трудовитрат і технічного оснащення.
Перед початком процесу згинання слід приділити належну увагу вибору деревини. Практично будь-яку породу деревини можна зігнути, але найкращу гнучкість мають тверді породи, такі як дуб, бук, в'яз, береза, вишня, клен, горіх, ясен. Не рекомендується використовувати хвойні та м'які породи, такі як ялина, сосна, кедр, вільха. Також важливо, щоб деревина була без тріщин та сучків у місці передбачуваного вигину.
Кожна клітина волокон деревини покрита лігніном – клеєподібною хімічною речовиною, яка за нормальної температури міцно зв'язує волокна. Тепло, що передається парою, розм'якшує лігнін, дозволяючи волокнам стискатися і розтягуватися. Охолоджуючись, лігнін твердне і знову міцно зв'язує волокна разом.
Найкраще для згинання підходить свіжозрубана деревина. Оптимальним варіантом також є деревина атмосферного сушіння, так як при камерному сушінні лігнін помітно зміцнюється, ускладнюючи вигин. Перед пропарюванням деревину камерної сушіння можна замочити на ніч у воді. Для обробки деревини атмосферного сушіння та попередньо замоченої деревини камерної сушіння потрібен однаковий час.
Найкращі пластичні властивості деревина набуває при вологості 25-30% і за нормальної температури близько 100°С. Час пропарювання залежить від товщини деревини. Так, наприклад, для пропарювання заготовки з початковою вологістю 30% і товщиною 25 мм з досягненням температури в центрі заготівлі до 100°С необхідна 1 година, а завтовшки 35 мм – близько 2 годин.
Перед вилученням заготовки перевірте, щоб усі інструменти були під рукою, оскільки деревина остигає і твердне дуже швидко. Обов'язково одягнітьщільні рукавички, щоб не обпектися пором. Вийміть деталь і одразу зафіксуйте її захопленнями.
Вилучення виробу із форми зазвичай супроводжується невеликим розгином. Тому форма повинна мати вигин трохи більше, ніж потрібно, щоб зберегти кривизну виробу, що шукається. Щоб мінімізувати розгин, залиште деталь закріпленою у формі принаймні на кілька днів.