Kui otsustate ruumi puiduga kaunistada või loomist alustada ilus mööbel V klassikaline stiil- siis peate tegema kõveraid osi. Õnneks on puit ainulaadne aine, sest see võimaldab kogenud meistrile mängi kujuga veidi. See pole nii raske, kui tundub, kuid mitte nii lihtne, kui me tahaksime.

Varem oli saidil juba väljaanne vineeri painutamise kohta. Selles artiklis me mõistame painutamise põhimõtteid tahke plaat ja puitu, saame teada, kuidas nad seda tootmises teevad. Anname ka kasulikke näpunäiteid professionaalidelt, kes on kodumeistrile kasulikud.

Miks on painutamine parem kui saagimine

Kurviline puidust osa saab kahel meetodil: lamedat toorikut painutades või vajaliku ruumikuju välja lõigates. Niinimetatud saagimismeetod meelitab kasutajaid oma lihtsusega. Selliseks osade ja konstruktsioonide tootmiseks ei pea te kasutama keerulisi seadmeid, ei pea kulutama palju aega ja vaeva. Siiski selleks, et välja lõigata kõverjoon puidust toode, on vaja kasutada ilmselgelt liiga suurt toorikut ja palju väärtuslikku materjali läheb jäätmetena pöördumatult kaotsi.

Aga peamine probleem on saadud osade tööomadused. Tavalisest servaga saematerjalist kõverat detaili saagides ei muuda puidukiud oma suunda.
Selle tulemusena langevad raadiuse tsooni põikilõiked, mis mitte ainult ei halvenda välimust, vaid raskendavad oluliselt ka toote hilisemat viimistlemist, näiteks selle freesimist või peeneks jahvatamist. Lisaks jooksevad kiud ümaratel aladel, mis on mehaanilise koormuse suhtes kõige haavatavamad, läbi lõigu, mis muudab osa selles kohas altid murdumiseks.

Kusjuures painutamisel jälgitakse enamasti vastupidist pilti, mil puit muutub ainult tugevamaks. Kumera tala või plaadi servadel ei ole kiudude "otsa" lõikeid, nii et hiljem saab selliseid toorikuid piiranguteta töödelda, kasutades kõiki standardseid toiminguid.

Mis juhtub puidus, kui see paindub?

Painutustehnoloogia põhineb puidu võimel, säilitades selle terviklikkuse, muuta jõu rakendamisel teatud piirides kuju ja säilitada see pärast mehaanilise löögi eemaldamist. Kuid me kõik teame seda ilma ettevalmistavad tegevused saematerjal on elastne - see tähendab, et see naaseb algsesse olekusse. Ja kui rakendatavad jõud on liiga suured, puruneb tala või laud lihtsalt.

Puidust tooriku kihid ei tööta painutamisel võrdselt. Väljaspool raadiust on materjal venitatud, sees kokku surutud ja massiivi keskel kiud praktiliselt ei koorma märkimisväärset koormust ja neil on vähe vastupanu toorikule mõjuvatele jõududele (see sisemine kiht nimetatakse "neutraalseks"). Kriitilise deformatsiooni korral purunevad välimise raadiuse kiud ja sisemises raadiuses tekivad tavaliselt “voldid”, mis on pehme puidu painutamisel üsna tavaline defekt. Plastikust leht- või okaspuidu kiud võivad kokku suruda 20 protsenti või rohkem, samas kui tõmbepiir on umbes üks kuni poolteist protsenti.

See tähendab, et rohkem painutada (ilma hävitamiseta). oluline näitaja venitatud kihi suhteline pikenemine on piiratud. See sõltub otseselt detaili paksusest ja määrab raadiuse, mis tuleb saada. Mida paksem on toorik ja mida väiksem on raadius, seda suurem on suhteline pikenemine piki kiude. Omades andmeid populaarsete puiduliikide füüsikaliste omaduste kohta, on igaühel neist võimalik sõnastada osade paksuse ja raadiuse maksimaalne võimalik suhe. Numbrites näeb see välja selline:

Painutamine terasvarda abil

Painutamine ilma rehvi kasutamata

Need andmed näitavad, et okaspuu saematerjal on tiheda lehtpuuga võrreldes vähem sobiv vabaks painutamiseks. Agressiivse raadiusega saematerjaliga töötamiseks on vaja kasutada kombineeritud meetodeid eelnev ettevalmistus osad ja mehaaniline kaitse.

Rehv kui tõhus viis vältida puidu hävimist painutamisel

Kuna põhiprobleemiks on kiudude purunemine välisraadiuse poolel, siis just see tooriku pind vajab kuidagi stabiliseerimist. Üks levinumaid meetodeid on peakatte kasutamine. Rehv on poole millimeetri kuni kahe millimeetri paksune terasriba, mis katab välimise raadiuse ulatuses tala või lauda ja paindub šabloonil koos puiduga. Elastne riba neelab venitamisel osa energiast ja jaotab samal ajal hävitava koormuse töödeldava detaili pikkuses ümber. Tänu sellele lähenemisele koos niisutamise ja kuumutamisega väheneb lubatud painderaadius oluliselt.

Paralleelselt terasvarraste kasutamisega painutusseadmetes ja -masinates saavutatakse puidu mehaaniline tihendamine. Selleks kasutatakse surverulli, mis surub töödeldavale detailile piki välimist painderaadiust. Lisaks on sellises seadmes mallivorm sageli varustatud 3 mm hammastega (umbes 0,5 cm sammuga), mis on orienteeritud tooriku liikumisele.

Šablooni sakilise pinna eesmärk on takistada tooriku libisemist, vältida kiudude vastastikust nihkumist puitmassiivis ning samuti tekitada detaili nõgusas raadiuses väike allasurutud lainetus (kiud surutakse sisse massiiv, seega on voltide probleemid lahendatud).

Rehviga vajutamine võimaldab minimaalne protsent tagasi lükata painutusvardad ja -lauad, mis on valmistatud okas- ja pehmest lehtpuust. Pange tähele, et suhteliselt kõvast puidust valmistatud osad muutuvad pressimisel painutamisel umbes kümme kuni kaksteist protsenti õhemaks ning männi- ja kuusetoorikud 20-30% õhemaks. Kuid selle meetodi positiivsed küljed hõlmavad märkimisväärset kasvu tugevusomadused valmistoode, samuti puidutoorikute defektide esinemise nõuete märkimisväärne vähenemine.

Kuidas parandada puidu plastilisust

Tavalises seisukorras on saematerjalil elastsus, märkimisväärne ruumiline jäikus ja vastupidavus survele. Puit saab need väärtuslikud omadused ligniinist, looduslikust "võrk" polümeerist, mis annab taimedele stabiilse kuju ja tugevuse. Ligniin asub rakkudevahelises ruumis ja rakuseintes, ühendades tselluloosikiude. Okaspuupuit sisaldab seda umbes 23-38 protsenti ja lehtpuupuit kuni 25 protsenti.

Põhimõtteliselt on ligniin omamoodi liim. Saame seda pehmendada ja muuta “kolloidseks lahuseks”, kui kuumutame saematerjali aurutades, keetes või kõrgsagedusvooluga töödeldes (näiteks väikesed osad Kasutatav on ka kodune mikrolaineahi). Pärast ligniini sulamist töödeldav detail painutatakse ja fikseeritakse – jahtudes sula ligniin kivistub ja ei lase puidul oma esialgset kuju taastada.

Praktika näitab seda optimaalne temperatuur täispuidu (plokk, riba, laud) painutamiseks on see 100 kraadi Celsiuse järgi. Seda temperatuuri tuleb saavutada mitte pinnal, vaid tooriku sees. Seetõttu sõltub temperatuuriga kokkupuute aeg suuresti sellest, kui massiivne detail on. Mida paksem osa, seda kauem tuleb seda kuumutada. Näiteks kui kasutate aurutamist 25 mm paksuse siini painutamiseks (niiskusega ca 28-32%), siis keskmiselt kulub selleks umbes 60 minutit. Tähelepanuväärne on, et auruga kokkupuute aeg sarnaste mõõtmetega osade puhul on mis tahes liigi puhul ligikaudu sama.

Muide, arvatakse, et ka detaili on võimatu üle kuumeneda, kuna ligniin võib pärast kõvenemist kaotada oma elastsuse ja muutuda liiga rabedaks.

Keetmismeetodit ei kasutata sageli, kuna töödeldav detail on tugevalt ja ebaühtlaselt niisutatud ning sellised veega küllastunud kiud ja rakud võivad painutamisel rebeneda, vähemalt koos kiudude tekkega. Pärast küpsetamist peavad osad liiga kaua kuivama. Kuid see meetod töötab hästi, kui peate painutamiseks töötlema ainult osa töödeldavast detailist.

Aurutamine võimaldab töödeldavat detaili ühtlaselt kuumutada ja selle väljundniiskus kipub lähenema optimaalsele. Kõige sobivamaks niiskuseks saematerjali maksimaalse elastsuse saavutamiseks peetakse vahemikku 26-35 protsenti (puidukiudude küllastumise hetk).

Puidu kodus painutamiseks aurutamiseks kasutage metallist/polümeerist torudest või ristkülikukujulistest puitkastidest omatehtud silindrilisi kambreid. Küttepaagid toimivad auruallikana, elektrilised veekeetjad ja muud sarnased seadmed, mis suudavad pakkuda umbes 105 kraadist temperatuuri ja madalat rõhku. Sellele järgneb alati detaili kuivatamise etapp (+ fikseeritud kuju hoidmine) umbes viieteistkümne protsendini ja viimistlemine.

Puidu plastifitseerimise keemilised meetodid

Samuti on teada, et immutamise abil on võimalik saematerjali painduvamaks muuta mitmesugused kompositsioonid. Seal on valmis immutused, mis muudavad puidurakud plastilisemaks, näiteks “Super-Soft 2”. Mõned praktikud leotavad puitu niinimetatud tekstiilipalsamites, saades sarnase tulemuse.

Kuid võib kasutada ka üsna primitiivseid “retsepte”, mis sisaldavad ammoniaaki ja etüülalkoholi, glütseriini, leeliseid, vesinikperoksiidi, lahustunud maarjaat... Paljud neist toimivad ülimalt lihtsalt – suurendavad tooriku võimet vett imada ja aitavad säilitada niiskust kiud.

Õhukesi tooteid, näiteks spooni, töödeldakse pihustamise teel, kuid tavalise saematerjali ettevalmistav keemiline immutamine toimub tavaliselt täiskastmismeetodil. Töötavate ainete lati või liistude sisemusse jõudmine võtab aega, tavaliselt 3-5 tunnist mitme päevani (kuigi kuumutamine aitab ooteaega vähendada).

Suuresti protsesside pikkuse tõttu ei kasutata keemilist plastifitseerimist sageli, kuigi probleeme on ka muudel: kemikaalide maksumus, värvimuutused, vajadus kaitsta kahjulike aurude eest, selliste kõverate osade suurenenud kalduvus sirgeneda. ..

Näpunäiteid saematerjali painutamiseks hüdrotermilise ettevalmistusega

• Väga hoolikalt valige painutamiseks mõeldud toorikute kvaliteet. Parem on mitte kasutada pragude, sõlmede (isegi elavate ja sulanud) või kaldus kiududega materjali. Kui selleks valikuid pole, siis suunake osa painutusseadmesse (masin või šabloon) nii, et defektid langeksid nõgusa raadiuse tsooni, mitte välisraadiuse pingetsooni. Eelistage lahase painutamise meetodit.
• Töödeldava detaili valimisel on vaja pärast vormimist ette näha detaili suuruse muutmine. Näiteks võib okaspuutala paksust vähendada 30 protsenti, kui teha painutamist koos pressimisega.
• Isegi kui plaanite ulatuslikku viimistlus- ärge jätke liiga palju materjali. Mida õhem on toorik, seda kergemini paindub see ilma purunemata.
• Kui töömaht on väike, siis on parem toorikuid mitte välja lõigata, vaid torkida tükkidest. Nii on võimalik vältida kiudude lõikamist ja sellest tulenevalt defekte painutamisel.
• Painutamiseks on soovitatav kasutada saematerjali loomulik niiskus. Kui kasutate kuivpreparaate, tuleks eelistada neid, mida ei töödeldud kuivatuskambris, vaid kuivatati varikatuse all - atmosfäärilisel viisil.
• Pärast aurutamist töötage pehmendatud puiduga väga kiiresti, sest ligniin hakkab peaaegu koheselt kõvenema, eriti kõige haavatavamates täispuidu välimistes kihtides. Tavaliselt tuleb keskenduda poole tunni kuni 40 minuti pikkusele ajavarule, seega pole mõtet suuri kaameraid teha, kui lihtsalt pole aega nendest kogu materjali mallidesse paigaldada.
• Asetage materjal aurutuskambrisse nii, et välimise raadiuse poole jäävad pinnad puutuksid aurujoaga vabalt kokku.
• Aja säästmiseks keelduvad paljud puusepad kasutamast klambritega malle. Selle asemel kasutavad nad mallidel metallklambreid ja kiilusid või peatusposte.
• Pidage meeles, et kaardus latt või siinid kipuvad siiski sirguma. Ja see sirgumine toimub alati mõne protsendi võrra. Seega, kui vaja kõrge täpsusega detaili valmistamisel on vaja läbi viia katsed ja saadud tulemuste põhjal kohandada malli kuju (vähendada raadiust).
• Pärast seda, kui osa on vormis jahtunud, lase veel seista. Mõned kogenud mööblimeistrid Nad eelistavad vananeda 5-7 päeva. Rehv jäetakse reeglina kogu selle aja jooksul detaili külge.

Kihid määritakse hoolikalt liimiga, asetatakse šablooni ja surutakse paika. Painutatud liimitud üksused valmistatud spoonist, leht- ja okaspuuplaatidest, vineerist. Painutatud-lamineeritud spoonielementides võib kiudude suund spoonikihtides olla kas omavahel risti või identne.

Pikilõikega painutatud profiildetailide valmistamisel tuleb arvestada painutatud elementide paksuse sõltuvusega puiduliigist ja painutatud osa paksusest.

Kui plaadi painderaadius suureneb, siis lõigete vaheline kaugus väheneb, nagu on näha ülaloleval joonisel. See tähendab, et lõike laius sõltub otseselt plaadi painderaadiusest ja lõigete arvust.

Vaatame nüüd painutamise teoreetilisi aspekte

Kumeraid täispuidust detaile saab valmistada kahel põhilisel viisil:

kõverate toorikute välja lõikamine ja sirgele vardale kõvera kuju andmine šabloonil painutades Mõlemat meetodit kasutatakse praktikas ning neil on oma eelised ja puudused.

Saagimine kumerad toorikud iseloomustab tehnoloogia lihtsus ja see ei nõua erivarustus. Saagimisel aga paratamatult lõigatakse puidukiud ja see nõrgestab tugevust nii palju, et suure kumerusega ja kinnise kontuuriga osad tuleb liimimise teel mitmest elemendist kokku panna. Kumeratel pindadel saadakse poolotsa ja otsa lõikepinnad ning sellega seoses töötlemistingimused peal freespingid ja viimistlus. Lisaks tekib lõikamisel suur hulk jäätmeid. Tootmine kumerad osad Painutusmeetod nõuab saagimisega võrreldes keerukamat tehnoloogilist protsessi ja seadmeid. Kuid painutamisel säilib osade tugevus täielikult ja isegi mõnel juhul suureneb; nende pinnale ei teki otspindu ja painutatud osade hilisema töötlemise režiimid ei erine sirgete osade töötlemise režiimidest.

Elemendi painutamine
A- tooriku deformatsiooni olemus painutamisel;
6 - töödeldava detaili painutamine rehviga vastavalt mallile:
1 - mall; 2 - sälgud; 3 - pressimisrull; 4 - rehv

Kui toorik on painutatud elastsete deformatsioonide piires, normaalselt ristlõige pinged: kumeral poolel tõmbe- ja nõgusal küljel surve. Pinge- ja survetsoonide vahel on neutraalne kiht, mille normaalsed pinged on väikesed. Kuna normaalpingete suurus muutub piki ristlõiget, tekivad nihkepinged, mis kipuvad detaili mõnda kihti teiste suhtes nihutama. Kuna see nihe on võimatu, kaasneb painutamisega detaili kumeral küljel materjali venitamine ja nõgusal küljel kokkusurumine.

Tekkivate tõmbe- ja survedeformatsioonide suurus sõltub varda paksusest ja painderaadiusest. Oletame, et ristkülikukujulise ristlõikega plokk on painutatud mööda ringkaarte ja deformatsioonid plokis on otseselt võrdelised pingetega ning neutraalne kiht asub ploki keskel.

Tähistagem varda paksust H, selle esialgne pikkus läbi Lo, painderaadius mööda neutraaljoont läbi R(Joon. 60, a). Ploki pikkus piki neutraaljoont painutamisel jääb muutumatuks ja on võrdne Lo = lk R ( j /180) , (84) kus p on arv pi(3, 14...), j - paindenurk kraadides.
Välimine venitatud kiht saab pikenemise D L (delta L). Kogupikkus avaldise järgi määratakse ploki venitatud osa Lo+ D L= lk (R + H/2) j /180 (85)
Lahutades sellest võrrandist eelmise, saame absoluutse pikenemise
D L= lk (H/2)( j /180). (86)
Pikendamine Er on võrdne D-ga L/Lo = H/2R, st. painde pikenemine D Ll/Lo sõltub varda paksuse ja painderaadiuse suhtest; mida paksem plokk, seda suurem see on H ja mida väiksem on painderaadius R. Sarnasel viisil võib saada sarnase suhte suhtelise surve väärtusega painutamisel.
Oletame, et mustri ümber R" esialgse pikkusega painutatud plokk Lo ja samal ajal saavutatakse maksimaalsed surve- ja tõmbedeformatsioonid. Määras E szh puidu lubatud survedeformatsiooni väärtus piki kiudu ja läbi E Kasvatage piki kiudude lubatud tõmbepinge väärtust, saame kirjutada seose venitatud külje jaoks
L = Lo(1 + Erast)= lk (R" + H) j /180 (87)
Siit R" + H = / lk ( j /180) .
Kokkusurutud (nõgusa) külje jaoks on L 2 = Lo (1 - Eczh) = p R"(j/180)
või R" = / lk ( j /180 ). (88)
Lahutades esimesest avaldisest teise, saame
H =)