Ако решите да украсите стаята с дърво или да започнете да създавате красиви мебели V класически стил- тогава ще трябва да направите извити части. За щастие дървото е уникално вещество, защото позволява на опитен майсторпоиграйте си малко с формата. Не е толкова трудно, колкото изглежда, но не и толкова лесно, колкото бихме искали.

Преди това сайтът вече имаше публикация за огъване на шперплат. В тази статия ще разберем принципите на огъване масивна дъскаи дървен материал, ще разберем как го правят в производството. Ние също ще дадем полезни съветиот професионалисти, които ще бъдат полезни на домашния майстор.

Защо огъването е по-добро от триона

Криволинейна дървена частможе да се получи по два метода: чрез огъване на плосък детайл или чрез изрязване на необходимата пространствена форма. Така нареченият метод на „рязане“ привлича потребителите със своята простота. За такова производство на части и конструкции не е необходимо да използвате сложни устройства, не е нужно да отделяте много време и усилия. Въпреки това, за да изрежете криволинейна дървен продукт, е необходимо да се използва детайл, който очевидно е твърде голям, и много ценен материал ще бъде безвъзвратно загубен като отпадък.

Но основен проблемса експлоатационните характеристики на получените части. При рязане на извита част от обикновен дървен материал, дървесните влакна не променят посоката си.
В резултат на това напречните разрези попадат в зоната на радиуса, което не само влошава външния вид, но и значително усложнява последващото довършване на продукта, например неговото фрезоване или фино смилане. В допълнение, в заоблените зони, които са най-уязвими на механични натоварвания, влакната преминават напречно на сечението, което прави частта податлива на счупване на това място.

Докато при огъване обикновено се наблюдава обратната картина, когато дървото става само по-здраво. Ръбовете на извитите греди или дъски нямат „крайни“ разрези на влакна, така че впоследствие такива детайли могат да се обработват без ограничения, като се използват всички стандартни операции.

Какво се случва в дървото, когато се огъне?

Технологията на огъване се основава на способността на дървото, като същевременно запазва целостта си, да променя формата си в определени граници при прилагане на сила и след това да я запазва след отстраняване на механичното напрежение. Всички обаче знаем, че без подготвителни дейностидървеният материал е еластичен - тоест се връща в първоначалното си състояние. И ако приложените сили са твърде големи, тогава гредата или дъската просто се счупват.

Слоевете на дървен детайл не работят еднакво, когато са огънати. Извън радиуса материалът се разтяга, вътре се компресира, а в средата на масива влакната практически не изпитват значителни натоварвания и имат малка устойчивост на силите, действащи върху детайла (това вътрешен слойнаречено „неутрално“). При критична деформация влакната на външния радиус се счупват, а на вътрешния радиус обикновено се образуват „гънки“, които са доста често срещан дефект при огъване на мека дървесина. Влакната от пластмасова твърда или иглолистна дървесина могат да се свият с 20 процента или повече, докато границата на опън е около един до един и половина процента.

Тоест да се определи възможността за огъване (без разрушаване) повече важен показателще има ограничение за относителното удължение на опънатия слой. Тя директно зависи от дебелината на детайла и определя радиуса, който трябва да се получи. Колкото по-дебел е детайлът и колкото по-малък е радиусът, толкова по-голямо ще бъде относителното удължение по протежение на влакната. Имайки данни за физическите свойства на популярните дървесни видове, е възможно всеки от тях да формулира максимално възможното съотношение на дебелината и радиуса на частите. В числа ще изглежда така:

Огъване с помощта на стоманена щанга

Навеждане без използване на гума

Тези данни показват, че дървеният материал от иглолистна дървесина, в сравнение с плътната твърда дървесина, е по-малко подходящ за свободно огъване. За да работите с дървен материал при агресивни радиуси, е необходимо да използвате комбинирани методи предварителна подготовкачасти и механична защита.

Гумата като ефективен начин за избягване на разрушаването на дървото по време на огъване

Тъй като основният проблем е счупването на влакната от страната на външния радиус, тази повърхност на детайла трябва да бъде стабилизирана по някакъв начин. Един от най-разпространените методи е използването на надземна шина. Гумата е стоманена лента с дебелина от половин милиметър до два милиметра, която покрива гредата или дъската по външния радиус и се огъва върху шаблона заедно с дървото. Еластичната лента абсорбира част от енергията при разтягане и в същото време преразпределя разрушителното натоварване по дължината на детайла. Благодарение на този подход, съчетан с овлажняване и отопление, допустимият радиус на огъване е значително намален.

Паралелно с използването на стоманени пръти в огъващи устройства и машини се постига механично уплътняване на дървесината. Това се прави с помощта на притискаща ролка, която притиска детайла по външния радиус на огъване. В допълнение, формата на шаблона в такова устройство често е оборудвана с 3 mm зъби (на стъпки от около 0,5 cm), ориентирани към движението на детайла.

Целта на назъбената повърхност на шаблона е да предотврати изплъзването на детайла, да предотврати взаимното изместване на влакната в дървения масив, както и да създаде малко вдлъбнато гофриране във вдлъбнатия радиус на детайла (влакната се притискат вътре в масив, следователно проблемите с гънките са решени).

Натискането с гума ви позволява да минимален процентотказват огъващи се пръти и дъски от иглолистна и мека широколистна дървесина. Моля, имайте предвид, че частите, изработени от относително твърда дървесина, когато се огъват с пресоване, стават приблизително десет до дванадесет процента по-тънки, а заготовките от бор и смърч стават 20-30% по-тънки. Но положителните аспекти на този метод включват значително увеличение якостни характеристики крайния продукт, както и значително намаляване на изискванията за наличие на дефекти и дефекти в дървените заготовки.

Как да подобрим пластичността на дървото

В нормално състояние дървеният материал има еластичност, значителна пространствена твърдост и устойчивост на компресия. Дървото получава тези ценни свойства от лигнин, естествен "мрежест" полимер, който придава на растенията стабилна форма и здравина. Лигнинът се намира в междуклетъчното пространство и в клетъчните стени, свързвайки целулозните влакна. Иглолистната дървесина съдържа около 23-38 процента от него, а широколистната - до 25 процента.

По същество лигнинът е вид лепило. Можем да го размекнем и да го превърнем в „колоиден разтвор“, ако загреем дървения материал чрез пара, варене, третиране с високочестотен ток (напр. малки частиПриложима е и домакинска микровълнова). След като лигнинът се разтопи, детайлът се огъва и фиксира - докато се охлажда, разтопеният лигнин се втвърдява и не позволява на дървото да се върне в първоначалната си форма.

Практиката го показва оптимална температураза огъване на масивна дървесина (блок, лента, дъска) ще бъде 100 градуса по Целзий. Тази температура трябва да се получи не на повърхността, а вътре в детайла. Следователно времето на излагане на температура до голяма степен ще зависи от това колко масивна е частта. Колкото по-дебела е частта, толкова по-дълго ще трябва да се нагрява. Например, ако използвате пара за подготовка за огъване на релса с дебелина 25 mm (с влажност около 28-32%), тогава средно отнема около 60 минути. Трябва да се отбележи, че времето на излагане на пара за части с подобни размери за всеки вид е приблизително еднакво.

Между другото, смята се, че също е невъзможно да се прегрее частта, тъй като лигнинът след втвърдяване може да загуби своята еластичност и да стане твърде крехък.

Методът на кипене не се използва често, тъй като детайлът е силно и неравномерно навлажнен и такива наситени с вода влакна и клетки могат да се разкъсат при огъване, поне с образуването на мъх. След готвене частите трябва да изсъхнат твърде дълго. Но този метод работи добре, ако трябва да обработите само част от детайла за огъване.

Обработването на пара позволява на детайла да се нагрява равномерно, а изходната му влажност има тенденция да се доближава до оптималната. Счита се, че най-подходящата влажност за постигане на максимална пластичност на дървения материал е в диапазона 26-35 процента (моментът на насищане на дървесните влакна).

За да изпарите дърва за огъване у дома, използвайте домашно изработени цилиндрични камери от метални / полимерни тръби или правоъгълни дървени кутии. Отоплителните резервоари действат като източник на пара, електрически чайниции други подобни устройства, които могат да осигурят температура от около 105 градуса и ниско налягане. Това винаги е последвано от етапа на изсушаване на детайла (+ задържане на фиксираната форма) до около петнадесет процента и завършването му.

Химични методи за пластифициране на дървесина

Известно е също, че е възможно да се направи дървеният материал по-гъвкав с помощта на импрегниране различни композиции. Има готови импрегнации, които правят дървените клетки по-пластични, например „Super-Soft 2“. Някои практикуващи накисват дървесината в така наречените текстилни кондиционери, като постигат подобен резултат.

Но могат да се използват и доста примитивни „рецепти“, съдържащи амоняк и етилов алкохол, глицерин, основи, водороден прекис, разтворена стипца... Много от тях действат изключително просто - повишават способността на детайла да абсорбира вода и спомагат за задържането на влага в влакната.

Тънките продукти като фурнир се обработват чрез пръскане, но подготвителното химическо импрегниране на нормален дървен материал обикновено се извършва чрез метода на пълно потапяне. Отнема време, докато работните вещества влязат в шината или летвите, обикновено от 3-5 часа до няколко дни (въпреки че нагряването помага да се намали чакането).

До голяма степен поради продължителността на процесите, химическата пластификация не се използва често, въпреки че има други проблеми: цената на химикалите, промените в цветовете, необходимостта от осигуряване на защита от вредни изпарения, повишената склонност на такива извити части да се изправят. ..

Съвети за огъване на дървен материал чрез хидротермален препарат

• Изберете много внимателно качеството на заготовките за огъване. По-добре е да не използвате материал с пукнатини, възли (дори живи и разтопени) или наклонени влакна. Ако няма опции за това, ориентирайте детайла в устройството за огъване (машина или шаблон), така че дефектите да попаднат в зоната на вдлъбнатия радиус, а не в зоната на опън на външния радиус. Дайте предпочитание на метода на огъване с шина.
• При избора на детайл е необходимо да се предвиди промяна на размера на детайла след формоване. Например, дебелината на иглолистна греда може да бъде намалена с 30 процента, ако се извърши огъване с пресоване.
• Дори ако планирате обширен довършителни работи- не оставяйте твърде много материал. Колкото по-тънък е детайлът, толкова по-лесно се огъва, без да се счупи.
• Ако обемът на работата е малък, тогава е по-добре да не изрязвате детайлите, а да ги пробиете от бучки. По този начин е възможно да се избегне срязване на влакната и в резултат на това дефекти по време на огъване.
• За огъване е препоръчително да използвате дървен материал естествена влажност. Ако използвате сухи препарати, тогава трябва да се даде предимство на тези, които не са били обработени в сушилна камера, а са изсушени под навес - по атмосферен начин.
• След пропарване работете с омекнало дърво много бързо, тъй като лигнинът започва да се втвърдява почти веднага, особено в най-уязвимите външни слоеве от масивно дърво. Обикновено трябва да се съсредоточите върху времеви резерв от половин час до 40 минути, така че няма смисъл да правите големи камери, ако просто нямате време да инсталирате целия материал от тях в шаблони.
• Поставете материала в камерата за парене, така че повърхностите, обърнати към външния радиус, да са свободно изложени на парните струи.
• За да спестят време, много дърводелци отказват да използват шаблони със скоби. Вместо това те използват метални скоби и клинове или ограничителни стълбове върху шаблоните.
• Имайте предвид, че извита щанга или релса все пак ще има тенденция да се изправя. И това изправяне винаги се случва с няколко процента. Следователно, когато се изисква висока точностпри производството на част е необходимо да се проведат тестове и въз основа на получените резултати да се коригира формата на шаблона (намаляване на радиуса).
• След като частта се охлади във формата, оставете да престои още малко. някои опитни производители на мебелиТе предпочитат да отлежават 5-7 дни. Гумата, като правило, остава прикрепена към детайла през цялото това време.

Слоевете внимателно се смазват с лепило, поставят се в шаблон и се притискат на място. Огънати слепени единициот фурнир, от твърда и иглолистна дървесина, от шперплат. При огънато-ламинираните фурнирни елементи посоката на влакната във фурнирните слоеве може да бъде взаимно перпендикулярна или еднаква.

При производството на огънати профилни елементи с надлъжни разрези е необходимо да се вземе предвид зависимостта на дебелината на огънатите елементи от вида на дървото и дебелината на огънатата част.

Тъй като радиусът на огъване на плочата се увеличава, разстоянието между разрезите намалява, както може да се види на фигурата по-горе. Това означава, че ширината на разреза директно зависи от радиуса на огъване на плочата и броя на разрезите.

Сега нека да разгледаме теоретичните аспекти на огъването

Извитите масивни дървени части могат да бъдат направени по два основни начина:

изрязване на извити детайлии придаване на извита форма на прав прът чрез огъване върху шаблон И двата метода се използват на практика и имат своите предимства и недостатъци.

Рязане извити заготовкисе характеризира с простота на технологията и не изисква специално оборудване. При рязане обаче дървесните влакна неизбежно се нарязват и това отслабва здравината дотолкова, че се налага частите с голяма кривина и затворен контур да се съставят от няколко елемента чрез залепване. На извитите повърхности се получават полукрайни и крайни нарязани повърхности и във връзка с това условията на обработка на фрезови машинии довършителни. В допълнение, рязането произвежда голямо количество отпадъци. производство извити частиМетодът на огъване изисква по-сложен технологичен процес и оборудване в сравнение с триона. Въпреки това, при огъване, здравината на частите се запазва напълно и дори в някои случаи се увеличава; на лицата им не се създават крайни повърхности, а режимите на последваща обработка на огънати части не се различават от режимите на обработка на прави части.

Огъване на елемент
А- характер на деформацията на детайла при огъване;
6 - огъване на детайла с гумата според шаблона:
1 - шаблон; 2 - прорези; 3 - притискаща ролка; 4 - гума

Когато детайлът е огънат в границите на еластични деформации, нормални до напречно сечениенапрежения: опън от изпъкналата страна и натиск от вдлъбнатата страна. Между зоните на напрежение и компресия има неутрален слой, нормалните напрежения в който са малки. Тъй като величината на нормалните напрежения се променя по протежение на напречното сечение, възникват напрежения на срязване, стремящи се да преместят някои слоеве на детайла спрямо други. Тъй като това изместване е невъзможно, огъването е придружено от разтягане на материала от изпъкналата страна на детайла и компресия от вдлъбнатата страна.

Големината на получените деформации на опън и натиск зависи от дебелината на пръта и радиуса на огъване. Да приемем, че блок с правоъгълно напречно сечение е огънат по кръгова дъга и че деформациите в блока са правопропорционални на напреженията, а неутралния слой е разположен в средата на блока.

Нека обозначим дебелината на лентата з, първоначалната му дължина през Lo, радиус на огъване по неутралната линия през Р(Фиг. 60, а). Дължината на блока по неутралната линия при огъване ще остане непроменена и е равна на Lo =стр R (й /180) , (84) където p е числото пи(3, 14...), j - ъгъл на огъване в градуси.
Външният опънат слой ще получи удължение D L (делта L). обща дължинаопънатата част на блока се определя от израза Ло+д L=стр (R + H/2)й /180 (85)
Като извадим предишното от това уравнение, получаваме абсолютното удължение
д L=стр (H/2)(й /180). (86)
Относително разширение Ерще бъде равно на D L/Lo = H/2R, т.е. удължение при огъване D Ll/Loзависи от съотношението на дебелината на пръта към радиуса на огъване; колкото по-дебел е блокът, толкова по-голям е той зи колкото по-малък е радиусът на огъване Р. Подобна връзка за стойността на относителната компресия по време на огъване може да се получи по подобен начин.
Да приемем, че около шаблона R"огънат блок с начална дължина Loи при това се постигат максимални деформации на натиск и опън. Определен от д szh стойността на допустимата деформация на натиск на дървесината по дължината на влакната и през дувеличим стойността на допустимото напрежение на опън по протежение на влакната, можем да напишем връзка за опънатата страна
L = Lo(1 + Erast)=стр (R" + H)й /180 (87)
Оттук R" + H = /стр (й /180) .
За компресираната (вдлъбната) страна ще има L 2 = Lo (1 - Eczh) = p R"(j/180)
или R" = / стр (й /180 ). (88)
Като извадим втория от първия израз, получаваме
H = )