Si vous décidez de décorer la pièce avec du bois ou de commencer à créer beaux meubles V style classique- alors vous devrez réaliser des pièces courbes. Heureusement, le bois est une substance unique car il permet à un maître expérimenté jouer un peu avec la forme. Ce n'est pas aussi difficile qu'il y paraît, mais pas aussi facile que nous le souhaiterions.

Auparavant, le site disposait déjà d'une publication sur le pliage du contreplaqué. Dans cet article, nous comprendrons les principes du pliage planche solide et du bois, nous découvrirons comment ils procèdent en production. Nous donnerons également conseils utiles de professionnels qui seront utiles à l'artisan à domicile.

Pourquoi il vaut mieux plier que scier

Curviligne pièce en bois peut être obtenu par deux méthodes : en pliant une pièce plate ou en découpant la forme spatiale requise. La méthode dite du « sciage » séduit les utilisateurs par sa simplicité. Pour une telle production de pièces et de structures, vous n'avez pas besoin d'utiliser des appareils complexes, vous n'avez pas besoin de consacrer beaucoup de temps et d'efforts. Cependant, pour supprimer une courbe curviligne produit en bois, vous devez utiliser une pièce manifestement trop grande et beaucoup de matériaux précieux seront irrémédiablement perdus en tant que déchets.

Mais problème principal sont les caractéristiques de performances des pièces obtenues. Lors de la coupe d'une partie incurvée dans du bois de coupe ordinaire, les fibres du bois ne changent pas de direction.
En conséquence, les coupes transversales tombent dans la zone du rayon, ce qui non seulement aggrave l'apparence, mais complique également considérablement la finition ultérieure du produit, par exemple son fraisage ou son broyage fin. De plus, dans les zones arrondies les plus vulnérables aux contraintes mécaniques, les fibres traversent la section, ce qui rend la pièce sujette à la rupture à cet endroit.

Alors que lors du pliage, l'image inverse est généralement observée, lorsque le bois ne fait que devenir plus résistant. Les coupes de fibres « finales » ne s'étendent pas jusqu'aux bords d'une poutre ou d'une planche incurvée, de sorte que ces pièces peuvent ensuite être traitées sans restrictions, en utilisant toutes les opérations standard.

Que se passe-t-il dans le bois lorsqu'il se plie ?

La technologie de pliage est basée sur la capacité du bois, tout en conservant son intégrité, à modifier sa forme dans certaines limites lorsqu'une force est appliquée, puis à la conserver une fois l'impact mécanique supprimé. Cependant, nous savons tous que sans activités préparatoires le bois est élastique, c'est-à-dire qu'il revient à son état d'origine. Et si les forces appliquées sont trop importantes, la poutre ou la planche se brise tout simplement.

Les couches d'une pièce en bois ne fonctionnent pas de la même manière lorsqu'elles sont pliées. En dehors du rayon, le matériau est étiré, à l'intérieur il est comprimé et au milieu du réseau, les fibres ne subissent pratiquement aucune charge significative et ont peu de résistance aux forces agissant sur la pièce (cela couche intérieure dit « neutre »). En cas de déformation critique, les fibres au rayon extérieur se cassent et au rayon intérieur, des « plis » se forment généralement, ce qui est un défaut assez courant lors du pliage du bois tendre. Les fibres du bois dur ou du bois tendre peuvent se comprimer jusqu'à 20 pour cent ou plus, tandis que la limite de traction est d'environ un à un pour cent et demi.

C'est-à-dire pour déterminer la possibilité de plier (sans destruction) plus indicateur important il y aura une limite à l'allongement relatif de la couche étirée. Cela dépend directement de l'épaisseur de la pièce et détermine le rayon à obtenir. Plus la pièce est épaisse et plus le rayon est petit, plus l'allongement relatif le long des fibres sera grand. Disposant de données sur les propriétés physiques des essences de bois populaires, il est possible pour chacune d'elles de formuler le rapport maximum possible entre l'épaisseur et le rayon des pièces. En chiffres, cela ressemblera à ceci :

Pliage à l'aide d'une barre d'acier

Se plier sans utiliser de pneu

Ces données indiquent que le bois d'œuvre résineux, comparativement aux bois durs denses, se prête moins bien au cintrage libre. Pour travailler du bois à des rayons agressifs, il est nécessaire d'utiliser des méthodes combinées préparation préliminaire pièces et protection mécanique.

Le pneu comme moyen efficace d'éviter la destruction du bois lors du pliage

Étant donné que le problème principal est la rupture des fibres du côté du rayon extérieur, c'est cette surface de la pièce qui doit être stabilisée d'une manière ou d'une autre. L’une des méthodes les plus courantes consiste à utiliser une attelle aérienne. Le pneu est une bande d'acier d'une épaisseur d'un demi-millimètre à deux millimètres, qui recouvre la poutre ou la planche le long du rayon extérieur et se plie sur le gabarit avec le bois. La bande élastique absorbe une partie de l'énergie lorsqu'elle est étirée et redistribue en même temps la charge destructrice sur la longueur de la pièce. Grâce à cette approche, associée à l'humidification et au chauffage, le rayon de courbure admissible est considérablement réduit.

Parallèlement à l'utilisation de barres d'acier dans les cintreuses et les machines, un compactage mécanique du bois est réalisé. Cela se fait à l'aide d'un rouleau presseur qui appuie sur la pièce le long du rayon de courbure extérieur. De plus, la forme du gabarit dans un tel dispositif est souvent équipée de dents de 3 mm (par incréments d'environ 0,5 cm), orientées vers le mouvement de la pièce.

Le but de la surface dentée du gabarit est d'empêcher la pièce de glisser, d'éviter le déplacement mutuel des fibres dans le massif en bois, et également de créer une petite ondulation déprimée dans le rayon concave de la pièce (les fibres sont pressées à l'intérieur du massif, les problèmes de plis sont donc résolus).

Appuyer avec un pneu permet de pourcentage minimum rejeter les barres de pliage et les planches en bois de conifères et de feuillus tendres. Veuillez noter que les pièces en bois relativement dur, lorsqu'elles sont pliées par pressage, deviennent environ dix à douze pour cent plus fines et que les ébauches de pin et d'épicéa deviennent 20 à 30 % plus fines. Mais les aspects positifs de cette méthode incluent une augmentation significative caractéristiques de résistance produit fini, ainsi qu'une réduction significative des exigences relatives à la présence de défauts dans les ébauches de bois.

Comment améliorer la plasticité du bois

Dans des conditions normales, le bois présente une élasticité, une rigidité spatiale importante et une résistance à la compression. Le bois reçoit ces propriétés précieuses de la lignine, un polymère naturel en « réseau » qui donne aux plantes une forme et une résistance stables. La lignine est située dans l'espace intercellulaire et dans les parois cellulaires, reliant les fibres de cellulose. Le bois de conifères en contient environ 23 à 38 pour cent et le bois de feuillus en contient jusqu'à 25 pour cent.

Essentiellement, la lignine est une sorte de colle. Nous pouvons le ramollir et le transformer en une « solution colloïdale » si nous chauffons le bois en le cuisant à la vapeur, en le faisant bouillir, en le traitant avec un courant à haute fréquence (par exemple petites pièces Un micro-ondes domestique est également applicable). Une fois la lignine fondue, la pièce est pliée et fixée. En refroidissant, la lignine fondue durcit et empêche le bois de reprendre sa forme d'origine.

La pratique montre que température optimale pour plier du bois massif (bloc, bande, planche), elle sera de 100 degrés Celsius. Cette température doit être obtenue non pas en surface, mais à l'intérieur de la pièce. Par conséquent, le temps d’exposition à la température dépendra largement de la masse de la pièce. Plus la pièce est épaisse, plus elle devra être chauffée longtemps. Par exemple, si vous utilisez la cuisson à la vapeur pour préparer le pliage d'un rail de 25 mm d'épaisseur (avec une humidité d'environ 28 à 32 %), cela prend en moyenne environ 60 minutes. Il est à noter que le temps d'exposition à la vapeur pour des pièces de dimensions similaires, quel que soit le type, est à peu près le même.

À propos, on pense qu'il est également impossible de surchauffer la pièce, car la lignine après durcissement peut perdre son élasticité et devenir trop cassante.

La méthode d'ébullition n'est pas souvent utilisée, car la pièce est fortement et inégalement humidifiée, et ces fibres et cellules saturées d'eau peuvent se déchirer lorsqu'elles sont pliées, au moins avec formation de peluches. Après la cuisson, les pièces doivent sécher trop longtemps. Mais cette méthode fonctionne bien si vous ne devez traiter qu'une partie de la pièce à plier.

La cuisson à la vapeur permet à la pièce d'être chauffée uniformément et son humidité de sortie a tendance à se rapprocher de l'optimum. L'humidité la plus appropriée pour obtenir une ductilité maximale du bois est considérée comme étant comprise entre 26 et 35 pour cent (le moment de saturation des fibres de bois).

Pour cuire du bois à la vapeur afin de le plier à la maison, utilisez des chambres cylindriques faites maison constituées de tuyaux en métal/polymère ou de caisses rectangulaires en bois. Les réservoirs de chauffage agissent comme une source de vapeur, bouilloires électriques et d'autres appareils similaires pouvant fournir une température d'environ 105 degrés et une basse pression. Vient ensuite toujours l'étape de séchage de la pièce (+ maintien de la forme fixe) à environ quinze pour cent et de sa finition.

Méthodes chimiques pour plastifier le bois

On sait également qu'il est possible de rendre le bois plus souple grâce à l'imprégnation compositions diverses. Il existe des imprégnations prêtes à l'emploi qui rendent les cellules du bois plus plastiques, par exemple « Super-Soft 2 ». Certains praticiens trempent le bois dans ce qu'on appelle des conditionneurs textiles, obtenant un résultat similaire.

Mais des « recettes » assez primitives peuvent également être utilisées contenant de l'ammoniaque et de l'alcool éthylique, de la glycérine, des alcalis, du peroxyde d'hydrogène, de l'alun dissous... Beaucoup d'entre eux agissent de manière extrêmement simple : ils augmentent la capacité de la pièce à absorber l'eau et aident à retenir l'humidité dans les fibres.

Les produits minces tels que les placages sont traités par pulvérisation, mais l'imprégnation chimique préparatoire du bois normal est généralement réalisée par la méthode d'immersion totale. Il faut du temps pour que les substances actives pénètrent à l'intérieur de la barre ou des lattes, généralement de 3 à 5 heures à plusieurs jours (bien que le chauffage contribue à réduire l'attente).

En grande partie en raison de la longueur du processus, la plastification chimique n'est pas souvent utilisée, bien qu'il existe d'autres problèmes : le coût des produits chimiques, les changements de couleur, la nécessité de fournir une protection contre les fumées nocives, la tendance accrue de ces pièces incurvées à se redresser. ..

Conseils pour plier le bois à l’aide d’une préparation hydrothermale

• Sélectionnez très soigneusement la qualité des flans à plier. Il est préférable de ne pas utiliser de matériaux présentant des fissures, des nœuds (même vivants et fusionnés) ou des fibres inclinées. S'il n'y a pas d'option pour cela, orientez la pièce dans le dispositif de pliage (machine ou gabarit) de manière à ce que les défauts tombent dans la zone du rayon concave, et non dans la zone de tension au niveau du rayon extérieur. Privilégiez la méthode de pliage des attelles.
• Lors de la sélection d'une pièce, il est nécessaire de prévoir une modification de la taille de la pièce après moulage. Par exemple, l'épaisseur d'une poutre de conifère peut être réduite de 30 pour cent si un pliage avec pressage est effectué.
• Même si vous prévoyez un vaste finition- ne laissez pas trop de matière. Plus la pièce est fine, plus elle se plie facilement sans se casser.
• Si la quantité de travail est faible, il est préférable de ne pas découper les pièces, mais de les piquer en grumeaux. De cette façon, il est possible d'éviter de couper les fibres et, par conséquent, des défauts lors du pliage.
• Pour le pliage, il est conseillé d'utiliser du bois avec humidité naturelle. Si vous utilisez des préparations sèches, la préférence doit être donnée à celles qui n'ont pas été traitées dans une chambre de séchage, mais qui ont été séchées sous un auvent - de manière atmosphérique.
• Après la cuisson à la vapeur, travaillez très rapidement le bois ramolli, car la lignine commence à durcir presque immédiatement, en particulier dans les couches extérieures les plus vulnérables du bois massif. Habituellement, vous devez vous concentrer sur une réserve de temps d'une demi-heure à 40 minutes, il ne sert donc à rien de fabriquer de grandes caméras si vous n'avez tout simplement pas le temps d'installer tout le matériel qu'elles contiennent dans des modèles.
• Placez le matériau dans la chambre de cuisson de manière à ce que les surfaces tournées vers le rayon extérieur soient librement exposées aux jets de vapeur.
• Pour gagner du temps, de nombreux menuisiers refusent d'utiliser des gabarits avec pinces. Au lieu de cela, ils utilisent des supports et des cales métalliques ou des poteaux d'arrêt sur les gabarits.
• Gardez à l’esprit qu’une barre ou un rail courbé aura quand même tendance à se redresser. Et ce redressement se fait toujours de quelques pour cent. Par conséquent, lorsque cela est requis haute précision lors de la fabrication d'une pièce, il est nécessaire de réaliser des tests et, en fonction des résultats obtenus, d'ajuster la forme du gabarit (réduire le rayon).
• Une fois la pièce refroidie dans le moule, laissez-la reposer encore un peu. Quelques fabricants de meubles expérimentés Ils préfèrent vieillir pendant 5 à 7 jours. En règle générale, le pneu reste attaché à la pièce pendant tout ce temps.

Les couches sont soigneusement lubrifiées avec de la colle, placées dans un gabarit et mises en place. Unités pliées et collées fabriqué à partir de placage, de planches de bois dur et résineux, de contreplaqué. Dans les éléments de placage stratifiés courbés, la direction des fibres dans les couches de placage peut être soit perpendiculaire entre elles, soit identique.

Lors de la fabrication d'unités à profilés pliés avec coupes longitudinales, il est nécessaire de prendre en compte la dépendance de l'épaisseur des éléments pliés sur le type de bois et l'épaisseur de la partie pliée.

À mesure que le rayon de courbure de la dalle augmente, la distance entre les coupes diminue, comme le montre la figure ci-dessus. C'est-à-dire que la largeur de la coupe dépend directement du rayon de courbure de la dalle et du nombre de coupes.

Voyons maintenant les aspects théoriques du pliage

Les pièces courbes en bois massif peuvent être fabriquées de deux manières principales :

découpe de pièces courbes et donner à une barre droite une forme incurvée en la pliant sur un gabarit. Les deux méthodes sont utilisées dans la pratique et ont leurs propres avantages et inconvénients.

Sciage flans incurvés se caractérise par la simplicité de la technologie et ne nécessite pas équipement spécial. Cependant, lors du sciage, les fibres du bois sont inévitablement coupées, ce qui affaiblit tellement la résistance que les pièces à forte courbure et à contour fermé doivent être constituées de plusieurs éléments par collage. Sur les surfaces courbes, on obtient des surfaces coupées en demi-extrémité et en extrémité et, en relation avec cela, les conditions de traitement sur fraiseuses et finition. De plus, la découpe produit une grande quantité de déchets. Fabrication parties courbes La méthode de pliage nécessite un processus technologique et un équipement plus complexes que le sciage. Cependant, lors du pliage, la résistance des pièces est totalement préservée et même dans certains cas augmente ; aucune surface d'extrémité n'est créée sur leurs faces et les modes de traitement ultérieur des pièces pliées ne diffèrent pas des modes de traitement des pièces droites.

Pliage d'éléments
UN- nature de la déformation de la pièce lors du pliage ;
6 - plier la pièce avec le pneu selon le gabarit :
1 - modèle ; 2 - encoches ; 3 - rouleau presseur ; 4 - pneu

Lorsque la pièce est pliée dans les limites des déformations élastiques normales à coupe transversale contraintes : traction du côté convexe et compression du côté concave. Entre les zones de tension et de compression se trouve une couche neutre dont les contraintes normales sont faibles. Étant donné que l'ampleur des contraintes normales change le long de la section transversale, des contraintes de cisaillement apparaissent, tendant à déplacer certaines couches de la pièce par rapport à d'autres. Ce déplacement étant impossible, la flexion s'accompagne d'un étirement du matériau du côté convexe de la pièce et d'une compression du côté concave.

L'ampleur des déformations de traction et de compression qui en résultent dépend de l'épaisseur de la barre et du rayon de courbure. Supposons qu'un bloc de section rectangulaire soit courbé selon un arc de cercle et que les déformations dans le bloc soient directement proportionnelles aux contraintes, et que la couche neutre soit située au milieu du bloc.

Notons l'épaisseur de la barre H, sa longueur initiale à travers Lo, rayon de courbure le long de la ligne neutre passant par R.(Fig. 60, a). La longueur du bloc le long de la ligne neutre lors de la flexion restera inchangée et est égale à Lo = p R( j /180) , (84) où p est le nombre pi(3, 14...), j - angle de courbure en degrés.
La couche externe étirée recevra un allongement D L (delta L). Longueur totale la partie étirée du bloc est déterminée à partir de l'expression Lo+ D L= p (R + H/2) j /180 (85)
En soustrayant la précédente de cette équation, on obtient l'allongement absolu
D L= p (H/2)( j /180). (86)
Élongation Euh sera égal à D L/Lo = H/2R, c'est-à-dire allongement à la flexion D Ll/Lo dépend du rapport entre l'épaisseur de la barre et le rayon de courbure ; plus le bloc est épais, plus il est gros H et plus le rayon de courbure est petit R.. Une relation similaire pour la valeur de la compression relative pendant la flexion peut être obtenue de manière similaire.
Supposons qu'autour du modèle R" bloc plié avec longueur initiale Lo et en même temps des déformations maximales en compression et en traction sont obtenues. Désigné par E szh la valeur de la déformation compressive admissible du bois le long des fibres et à travers E en augmentant la valeur de la contrainte de traction admissible le long des fibres, nous pouvons écrire une relation pour le côté étiré
L = Lo(1 + Effacement)= p (R" + H) j /180 (87)
D'ici R" + H = / p ( j /180) .
Pour le côté compressé (concave) il y aura L 2 = Lo (1 - Eczh) = p R"(j/180)
ou R" = / p ( j /180 ). (88)
En soustrayant la seconde de la première expression, on obtient
H = )