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

По-рано на сайта вече имаше публикация за огъване на шперплат. В тази статия ще разберем принципите на огъване масивна дъскаи дървен материал, ще научим как се прави в производството. И също така ще дадем полезни съветиот професионалисти, които ще бъдат полезни на домашен майстор.

Защо огъването е по-добро от рязането

Криволинейна дървен детайлможе да се получи по два начина: чрез огъване на плосък детайл или чрез изрязване на необходимата пространствена форма. Така нареченият метод "нарязване" привлича потребителите със своята простота. За такова производство на части и конструкции не е необходимо да използвате сложни устройства, не е нужно да харчите много време и усилия. Въпреки това, за да отрежете криволинейното продукт от дърво, е необходимо да се използва заготовка, която очевидно е твърде голяма и много ценен материал ще бъде безвъзвратно загубен като отпадък.

Но основният проблемса експлоатационните характеристики на получените части. При рязане на извита част, изработена от обикновен обрязан 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. Освен това в заоблените участъци, които са най-уязвими на механично натоварване, влакната преминават през секцията, което прави частта податлива на счупване на това място.

Докато при огъване обикновено се наблюдава обратната картина, когато дървото само става по-здраво. По ръбовете на извитата дървесина или дъска "крайните" разрези на влакната не излизат, следователно впоследствие такива детайли могат да се обработват без ограничения, като се използват всички стандартни операции.

Какво се случва в дървото при огъване

Технологията на огъване се основава на способността на дървото, запазвайки своята цялост, да променя формата си в определени граници при прилагане на силата и след това да я поддържа след отстраняване на механичното действие. Въпреки това, всички знаем, че без подготвителни дейностидървеният материал е еластичен - тоест се връща в първоначалното си състояние. И ако приложените сили са твърде големи, тогава лентата или дъската просто се счупват.

Слоевете на дървото работят по различен начин, когато са огънати. Извън радиуса материалът се разтяга, вътре е компресиран, а в средата на масива влакната практически не изпитват значителни натоварвания и имат малка устойчивост на силите, действащи върху детайла (това вътрешния слойнаречен "неутрален"). Критичната деформация разрушава влакната във външния радиус, докато вътрешният радиус обикновено образува "гънки", които са доста често срещан дефект при огъване на иглолистна дървесина. Влакната от пластмасови широколистни или иглолистни видове могат да се свият с 20 процента или повече, докато границата на разтягане е около един до един и половина процента.

Тоест, за да се определи възможността за огъване (без разрушаване) повече от важен показателще бъде границата на удължението 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 е относителното удължение по протежение на влакната. Имайки данни за физическите свойства на популярните видове дървесина, всеки от тях може да формулира максимално възможното съотношение на дебелината и радиуса на частите. В цифри ще изглежда така:

Огъване с помощта на стоманена пръчка

Огъване без използване на автобус

Тези данни предполагат, че дървеният материал от иглолистна дървесина е по-малко приспособим към свободно огъване, отколкото гъстите широколистни видове. За да работите с нарязан дървен материал на агресивни радиуси, е наложително да използвате комбинирани методи. предварителна подготовкачасти и механична защита.

Гумата като ефективен начин да се избегне разрушаването на дървото при 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-често срещаните методи е използването на шина за кръпки. Гумата представлява стоманена лента с дебелина от половин милиметър до два милиметра, която покрива греда или дъска по външния радиус и се огъва върху шаблон заедно с дървото. Еластичната лента поема част от енергията по време на разтягане и в същото време преразпределя натоварването на счупване по дължината на детайла. Благодарение на този подход, съчетан с овлажняване и отопление, допустимият радиус на огъване се намалява значително.

Паралелно с използването на стоманен прът в огъващи устройства и машини се постига механично уплътняване на дървесината. Това се прави с помощта на притискащ валяк, който притиска детайла по външния радиус на огъване. Освен това шаблонната форма в такова устройство често е снабдена с 3 мм зъби (с стъпка от около 0,5 см), ориентирани към посоката на детайла.

Задачата на назъбената повърхност на шаблона е да предотврати плъзгането 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 в вътрешността на масива, следователно, проблемите с гънките са решени).

Притискането с гума позволява с минимална лихвабрак за огъване на пръти и дъски от иглолистна и мека широколистна дървесина. Имайте предвид, че частите, направени от сравнително твърди скали, стават около десет до дванадесет процента по-тънки при огъване и натискане, а заготовките от бор и смърч са с 20-30% по-тънки. Но положителните аспекти на този метод включват значително увеличение на 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. Дървесината 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, широколистната - до 25 процента.

Всъщност лигнинът е вид лепило. Можем да го омекнем и превърнем в „колоиден разтвор“, ако нагряваме дървения материал чрез пара, варене, обработка с високочестотен ток (за малки частибитовата микровълнова печка също е приложима). 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 показва това оптимална температураза огъване на масивна дървесина (бар, релса, дъска) ще бъде 100 градуса по Целзий. Тази температура трябва да се получи не на повърхността, а вътре в детайла. Следователно, в много отношения времето на излагане на температура 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 лента от 25 мм (със съдържание на влага около 28-32%), тогава средно отнема около 60 минути. Трябва да се отбележи, че времето за задържане под пара за части с подобни размери за всякакви скали е приблизително същото.

Между другото, смята се, че също така е невъзможно да се прегрее частта, тъй като след втвърдяване лигнинът 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 счупят по време на огъване, поне с образуването на купчина. След готвене частите трябва да се сушат твърде дълго след това. Но този метод се показва добре, ако само част от детайла трябва да бъде обработена за огъване.

Запарването ви позволява да затоплите детайла равномерно, а влажността му на изхода има тенденция да се доближава до оптималната. Най-подходящото съдържание на влага за постигане на максимална пластичност на нарязаната дървесина се счита за диапазон от 26-35 процента (моментът на насищане на дървесното зърно).

За да запарите дървесина за огъване у дома, използвайте домашно изработени цилиндрични камери, изработени 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 порядъка на 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.

Химически методи за пластифициране на дърво

Известно е също, че е възможно дървеният материал да стане по-гъвкав чрез импрегниране различни композиции... Има готови импрегнации, които правят дървените клетки по-пластични, например "Super-Soft 2". Някои практикуващи накисват дърво в така наречените текстилни балсами с подобни резултати.

Но могат да се използват и по-скоро примитивни „рецепти“, съдържащи амоняк и етилов алкохол, глицерин, основи, водороден прекис, разтворена стипца ... Много от тях работят много просто - увеличават способността на детайла да абсорбира вода и спомагат за задържането на влага във влакната .

Тънките продукти като фурнири се напръскват, но химическото импрегниране на нормалния дървен материал обикновено се извършва чрез пълно потапяне. Отнема време, докато работните вещества влязат в шината или шината, обикновено от 3-5 часа до няколко дни (въпреки че нагряването помага за намаляване на чакането).

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

Съвети за огъване на дървен материал с помощта на хидротермално кондициониране

• Изберете много внимателно качеството на детайла за огъване. По-добре е да не се използва материал с пукнатини, възли (дори живи и натрупани), 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 на шината.
• При избора на заготовка е задължително да се предвиди промяна в размера на детайла след формоване. Например, дебелината на иглолистен прът може да бъде намалена с 30 процента, ако се извърши огъване с пресоване.
• Дори ако планирате обширно довършителни работи- не оставяйте твърде много материал. Колкото по-тънък е детайлът, толкова по-лесно се огъва, без да се счупи.
• Ако обемът на работа е малък, тогава е по-добре да не изрязвате заготовките, а да ги убодете от клиновете. По този начин е възможно да се избегне срязването на влакната и в резултат на това дефекти по време на огъване.
• За огъване е препоръчително да използвате дървен материал с естествена влажност... Ако използвате сухи заготовки, тогава трябва да се даде предпочитание на тези, които не са обработени в сушилната камера, а са изсушени под навес - по атмосферен начин.
• След обработка с пара се работи върху омекотената дървесина много бързо, тъй като лигнинът започва да се втвърдява почти веднага, особено в най-уязвимите външни слоеве на масивната дървесина. Обикновено трябва да се съсредоточите върху времеви интервал от половин час до 40 минути, така че няма смисъл да правите големи камери, ако просто нямате време да инсталирате целия материал, от който в шаблони.
• Позиционирайте материала в парната камера така, че повърхностите, обърнати към външния радиус, лесно да бъдат изложени на парната струя.
• За да спестят време, много дърводелци отказват да използват шаблони за затягане. Вместо това те използват метални скоби и клинове или брони върху шаблоните.
• Имайте предвид, че извитата лента или релсата все още ще се изправят. И това изправяне винаги се случва с няколко процента. Следователно, когато е необходимо 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 я да престои. някои опитни производители на мебелипредпочитайте да направите експозицията за 5-7 дни. Обикновено гумата се оставя прикрепена към детайла за цялото време.

Слоевете се намазват внимателно с лепило, полагат се в шаблон и се притискат. Огънати залепени възлиизработени от фурнир, от плочи от широколистни и иглолистни видове, от шперплат. При огънати фурнирни елементи посоката на влакната в слоевете от фурнир може да бъде или взаимно перпендикулярна, или еднаква.

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

С увеличаване на радиуса на огъване на плочата разстоянието между разрезите намалява, както може да се види на фигурата по-горе. Това означава, че ширината на прореза директно зависи от радиуса на огъване на плочата и броя на разрезите.

Сега нека разгледаме теоретичните аспекти на огъването

Извитите части от масивно дърво могат да бъдат направени по два основни начина:

изрязване на извити заготовкии придаване на извита форма на праволинейния прът чрез огъването му върху шаблон И двата метода се прилагат на практика и имат своите предимства и недостатъци.

Рязане извити заготовкисе различава в простотата на технологията и не изисква специално оборудване... При рязане обаче дървесните влакна неизбежно се нарязват, а това отслабва здравината толкова много, че части с голяма кривина и затворен контур трябва да бъдат изградени от няколко елемента чрез залепване. На извити повърхности се получават една и половина и крайни повърхности на разрези и във връзка с това условията на обработка за фрезови машинии завършва. Освен това при рязане се генерират голямо количество отпадъци. производство извити частиметодът на огъване изисква по-сложен технологичен процес и оборудване в сравнение с рязането. Въпреки това, при огъване здравината на частите се запазва напълно и дори в някои случаи се увеличава; крайните повърхности не се създават върху техните лица, а режимите на последваща обработка на огънати части не се различават от режимите на обработка на праволинейни части.

Огъване на елементи
а- естеството на деформацията на детайла по време на огъване;
6 - огъване на детайл с гума по шаблон:
1 - шаблон; 2 - прорези; 3 - притискаща ролка; 4 - автобус

При огъване на детайла в рамките на еластичните деформации, нормално на напречно сечениенапрежения: опън от изпъкналата страна и натиск от вдлъбната страна. Между зоните на опън и компресия има неутрален слой, в който нормалните напрежения са ниски. Тъй като величината на нормалните напрежения се променя в участъка, възникват напрежения на срязване, сякаш се стремят да изместят 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 предположим, че правоъгълен прът е огънат по дъга на окръжност и че деформациите в пръта са право пропорционални на напреженията, а неутралният слой е в средата на пръта.

Да обозначим дебелината на лентата Х, първоначалната му дължина през ло, радиусът на огъване по протежение на неутралната линия Р(фиг. 60, а). Дължината на шината по неутралната линия по време на огъване ще остане непроменена и равна Ло =стр R ( j /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 лентата се определя от израза Lo +д L =стр (R + H / 2) j /180 (85)
Като извадим предишното от това уравнение, получаваме абсолютното удължение
д L =стр (H / 2) ( j /180). (86)
Относително разширение EPще 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-голям е, толкова по-дебела е лентата Хи колкото по-малък е радиусът на огъване Р... Подобно съотношение за степента на компресия при огъване може да се получи по подобен начин.
Да предположим около шаблона R "извита лента с първоначална дължина лои в същото време се постигат максимални деформации на натиск и опън. Означавайки чрез Е sr стойността на допустимата деформация на натиск на дървесината по протежение на влакната и през Е rast е стойността на допустимата деформация на опън по протежение на влакната, можем да напишем съотношението за опъната страна
L = Lo (1 + Erast) =стр (R "+ H) j /180 (87)
Оттук R "+ H = /стр ( j /180) .
За компресираната (вдлъбната) страна ще бъде L 2 = Lo (1 - Ecж) = p R "(j / 180)
или R " = / стр ( j /180 ). (88)
Като извадим втория от първия израз, получаваме
H =)