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

Auparavant, le site comportait déjà une publication sur le pliage du contreplaqué. Dans cet article, nous allons comprendre les principes de la flexion planche massive et le bois, nous verrons comment ils le font dans la production. Nous apporterons également conseils utiles de professionnels qui seront utiles à l'artisan de la maison.

Pourquoi plier est mieux que scier

curviligne détail en bois peut être obtenu de deux manières : en pliant une pièce plate ou en découpant la forme spatiale requise. La méthode dite de « découpage » séduit les utilisateurs par sa simplicité. Pour une telle fabrication de pièces et de structures, vous n'avez pas besoin d'utiliser des appareils complexes, vous n'avez pas à consacrer beaucoup de temps et d'efforts. Cependant, pour découper un 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 performance des pièces reçues. Lors de la coupe d'une pièce incurvée dans du bois ordinaire, les fibres de bois ne changent pas de direction.
En conséquence, les coupes transversales tombent dans la zone des rayons, ce qui non seulement aggrave l'apparence, mais complique également considérablement la finition ultérieure du produit, par exemple son fraisage ou son meulage fin. De plus, dans les zones arrondies les plus vulnérables aux chocs mécaniques, les fibres traversent la section, ce qui rend la pièce susceptible de casser à cet endroit.

Alors que lors de la flexion, l'image opposée est généralement observée, lorsque le bois ne fait que se renforcer. Sur les bords de la poutre ou de la planche incurvée, n'allez pas dans les sections "fin" des fibres, vous pouvez donc par la suite traiter ces pièces sans restrictions, en utilisant toutes les opérations standard.

Que se passe-t-il dans le bois quand il se plie

La technologie de cintrage est basée sur la capacité du bois, tout en conservant son intégrité, à changer de forme dans certaines limites sous l'effet d'une force, puis à la conserver après suppression des contraintes mécaniques. 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 casse tout simplement.

Les couches d'une ébauche en bois fonctionnent différemment 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 pas de charges importantes et ont peu de résistance aux forces agissant sur la pièce (cette la couche intérieure dit "neutre"). Sous déformation critique, les fibres du rayon extérieur sont cassées et, sur le rayon intérieur, des «plis» se forment généralement, ce qui est un défaut assez courant dans la flexion du bois résineux. Les fibres de bois dur ou de résineux en plastique peuvent rétrécir de 20 % ou plus, tandis que la limite d'étirement est d'environ 1 à 1,5 %.

C'est-à-dire pour déterminer la possibilité de plier (sans casser) plus indicateur important sera la limite d'allongement relatif de la couche étirée. Il 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 important. Disposant de données sur les propriétés physiques des essences de bois populaires, il est possible de formuler le rapport maximal possible entre l'épaisseur et le rayon des pièces pour chacune d'elles. En chiffres, cela ressemblera à ceci:

Pliage à l'aide d'une barre d'acier

Pliage sans utiliser de barre

Ces données indiquent que le bois d'œuvre résineux, par rapport au bois feuillu dense, est moins adapté à la flexion libre. Pour travailler avec du bois à rayons agressifs, il est impératif d'utiliser des méthodes combinées pré-formation pièces et protection mécanique.

Le pneu comme moyen efficace pour éviter la destruction du bois lors du cintrage

Étant donné que le principal problème est la rupture des fibres 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 un pneu aérien. Le pneu est une bande d'acier d'une épaisseur d'un demi-millimètre à deux millimètres, qui recouvre une poutre ou une planche le long du rayon extérieur et est pliée sur un gabarit avec le bois. La bande élastique absorbe une partie de l'énergie lors de l'étirement et redistribue en même temps la charge de rupture sur la longueur de la pièce. Grâce à cette approche, couplée à l'humidification et au chauffage, le rayon de courbure admissible est considérablement réduit.

Parallèlement à l'utilisation d'un pneu en acier dans les dispositifs et machines de cintrage, 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, le moule de gabarit d'un tel montage est souvent doté de dents de 3 mm (par incréments d'environ 0,5 cm), orientées vers la course de la pièce.

La tâche de la surface dentelée du gabarit est d'empêcher la pièce de glisser, d'empêcher le déplacement mutuel des fibres dans le bois massif, et également de créer une petite ondulation déprimée dans le rayon concave de la pièce (les fibres sont pressées dans le tableau, par conséquent, les problèmes de plis sont résolus).

Le pressage avec un pneu permet pourcentage minimal mariage pour plier des barres et des planches de résineux et de bois dur tendre. Veuillez noter que les pièces de roches relativement dures deviennent environ dix à douze pour cent plus minces lorsqu'elles sont pliées avec le pressage, et les ébauches de pin et d'épicéa deviennent de 20 à 30 % plus minces. Mais les aspects positifs de cette méthode comprennent une augmentation significative caractéristiques de résistance produit fini, ainsi qu'une réduction significative des exigences relatives à la présence de défauts et de défauts dans les ébauches de bois.

Comment améliorer la plasticité du bois

À l'état normal, le bois a une élasticité, une rigidité spatiale importante et une résistance à la compression. Le bois reçoit ces précieuses propriétés de la lignine, un polymère "réseau" naturel 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. Dans le bois de conifères, il en contient environ 23 à 38%, dans le bois dur - jusqu'à 25%.

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 faisant cuire à la vapeur, en le faisant bouillir, en le traitant avec un courant à haute fréquence (par petites pièces 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 le bois massif (barre, rail, planche) sera de 100 degrés Celsius. Cette température doit être obtenue non pas en surface, mais à l'intérieur de la pièce. Par conséquent, à bien des égards, le temps d'exposition thermique dépendra de la masse de la pièce. Plus la pièce est épaisse, plus elle mettra de temps à chauffer. Par exemple, si la cuisson à la vapeur est utilisée pour préparer une bande de 25 mm d'épaisseur (avec une teneur en humidité d'environ 28 à 32 %) pour le pliage, cela prend en moyenne environ 60 minutes. Il est à noter que le temps d'exposition sous vapeur pour des pièces de dimensions similaires pour toutes les espèces est approximativement le même.

Soit dit en passant, on pense qu'il est également impossible de surchauffer la pièce, car la lignine après durcissement peut perdre de 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, lorsqu'elles sont pliées, peuvent se déchirer, au moins avec la formation d'un tas. Les pièces après la cuisson doivent sécher trop longtemps. Mais cette méthode se montre bien si vous ne devez traiter qu'une partie de la pièce à plier.

La cuisson à la vapeur vous permet de chauffer la pièce de manière uniforme et son humidité à la sortie a tendance à se rapprocher de l'optimum. On considère que l'humidité la plus appropriée pour obtenir une plasticité maximale du bois se situe entre 26 et 35 % (le point de saturation des fibres de bois).

Pour cuire à la vapeur du bois pour le cintrage à la maison, utilisez des chambres cylindriques faites maison faites de tuyaux en métal / polymère ou de boîtes en bois rectangulaires. Les réservoirs de chauffage agissent comme une source de vapeur, bouilloires électriques et d'autres dispositifs similaires pouvant fournir une température d'environ 105 degrés et un peu de pression. S'ensuit toujours l'étape de séchage de la pièce (+ exposition de la forme fixée) à environ quinze pour cent et sa finition.

Méthodes chimiques de plastification du bois

On sait également qu'il est possible de rendre le bois plus souple en utilisant l'imprégnation diverses formulations. Il existe des imprégnations prêtes à l'emploi qui rendent les cellules de bois plus plastiques, par exemple Super-Soft 2. Certains praticiens trempent le bois dans des conditionneurs dits textiles, avec des résultats similaires.

Mais des «recettes» plutôt primitives contenant de l'ammoniac et de l'alcool éthylique, de la glycérine, des alcalis, du peroxyde d'hydrogène, de l'alun dissous peuvent également être utilisées ... Beaucoup d'entre elles sont extrêmement simples - elles augmentent la capacité de la pièce à absorber l'eau et aident à retenir l'humidité dans les fibres.

Les produits minces tels que le placage sont traités par pulvérisation, mais le prétraitement du bois normal avec des produits chimiques se fait généralement par immersion complète. Il faut du temps pour que les substances de travail pénètrent à l'intérieur de la barre ou du rail, cela prend généralement de 3 à 5 heures à plusieurs jours (bien que le chauffage aide à réduire l'attente).

C'est en grande partie à cause de la durée des processus que la plastification chimique n'est pas souvent utilisée, bien qu'il existe d'autres problèmes : le coût de la chimie, le changement de couleur, la nécessité de se protéger des fumées nocives, la tendance accrue de telles pièces courbes à se redresser. ...

Conseils pour plier le bois en utilisant la préparation hydrothermale

• Sélectionnez très soigneusement la qualité de la pièce à plier. Il est préférable de ne pas utiliser de matériau présentant des fissures, des nœuds (même vivants et incrustés), une inclinaison des fibres. S'il n'y a pas d'options pour cela, orientez la pièce dans le dispositif de pliage (machine ou gabarit) de sorte que les défauts tombent dans la zone de rayon concave et non dans la zone de tension sur le rayon extérieur. Privilégiez la méthode de pliage avec une barre.
• Lors de la sélection d'une pièce, il est impératif de prévoir une modification de la taille de la pièce après moulage. Par exemple, l'épaisseur d'une barre de conifères peut être réduite de 30 % si un cintrage avec pressage est effectué.
• Même si vous planifiez un vaste finition- ne pas laisser 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 ébauches, mais de les piquer des cales. Ainsi, il est possible d'éviter de couper les fibres et, par conséquent, de les marier lors du cintrage.
• Pour le pliage, il est souhaitable d'utiliser du bois avec humidité naturelle. Si des flans secs sont utilisés, la préférence doit être donnée à ceux qui n'ont pas été traités dans une chambre de séchage, mais séchés sous un auvent - de manière atmosphérique.
• Après la cuisson à la vapeur, travaillez très rapidement avec du 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 marge de temps d'une demi-heure à 40 minutes, il est donc inutile de fabriquer de grandes caméras si vous n'avez tout simplement pas le temps d'installer tout le matériel à partir duquel les modèles.
• Positionnez le matériau dans la chambre à vapeur de manière à ce que ce soient les surfaces faisant face au rayon extérieur qui ne soient pas obstruées par les jets de vapeur.
• Pour gagner du temps, de nombreux menuisiers renoncent à l'utilisation de gabarits de serrage. Au lieu de cela, ils utilisent des agrafes et des cales métalliques, ou des poteaux de limite, sur les gabarits.
• Gardez à l'esprit qu'une barre ou un rail incurvé aura toujours tendance à se redresser. Et ce redressement se produit toujours de quelques pourcents. Alors quand il le faut haute précision dans la fabrication de la pièce, il est nécessaire d'effectuer des tests et, en fonction des résultats obtenus, de corriger la forme du gabarit (réduire le rayon).
• Après avoir refroidi la pièce sous la forme, laissez-la reposer pendant un moment. Quelques fabricants de meubles expérimentés préférez faire une exposition de 5-7 jours. Le pneu, en règle générale, reste fixé à la pièce pendant tout ce temps.

Les couches sont soigneusement lubrifiées avec de la colle, posées dans un gabarit et pressées. Nœuds pliés collés produit à partir de placage, à partir de plaques de feuillus et de conifères, à partir de contreplaqué. Dans les éléments de placage collés courbes, la direction des fibres dans les couches de placage peut être mutuellement perpendiculaire ou identique.

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

Avec une augmentation du rayon de courbure de la plaque, la distance entre les coupes est réduite, comme on peut le voir sur la figure ci-dessus. C'est-à-dire que la largeur de la coupe dépend directement du rayon de courbure de la plaque et du nombre de coupes.

Considérons maintenant les aspects théoriques de la flexion

Les pièces courbes en bois massif peuvent être produites de deux manières fondamentales :

couper des pièces courbes et donner une forme courbe à une barre droite en la pliant sur un gabarit.Les deux méthodes sont utilisées dans la pratique et ont leurs avantages et leurs inconvénients.

Sciage ébauches courbes la technologie est simple et ne nécessite pas équipement spécial. Cependant, lors du sciage, les fibres du bois sont inévitablement coupées, ce qui affaiblit tellement la résistance qu'il faut assembler des pièces de grande courbure et de contour fermé à partir de plusieurs éléments par collage. Sur les surfaces courbes, des surfaces de coupe à un bout et à l'extrémité sont obtenues, et à cet égard, les conditions de traitement s'aggravent sur fraiseuses et finitions. De plus, lors de la découpe, une grande quantité d'une grande quantité de déchets est obtenue. Fabrication parties courbes la méthode de pliage nécessite un processus technologique et un équipement plus complexes que le sciage. Cependant, lors de la flexion, la résistance des pièces est complètement préservée et même dans certains cas augmente; les surfaces d'extrémité ne sont pas créées sur leurs faces et les modes de traitement ultérieur des pièces pliées ne diffèrent pas des modes de traitement des pièces droites.

Courbure d'élément
un- la nature de la déformation de la pièce lors du pliage ;
6 - plier une pièce avec un pneu selon un gabarit :
1 - modèle ; 2 - encoches; 3 - rouleau presseur; 4 - pneu

Lorsque la pièce est pliée dans les limites des déformations élastiques, normales à la Coupe transversale contraintes : en traction du côté convexe et en compression du côté concave. Entre les zones de tension et de compression, il y a une couche neutre, dans laquelle les contraintes normales sont faibles. Étant donné que la valeur des contraintes normales varie sur 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 de la matière du côté convexe de la pièce et d'une compression du côté concave.

L'amplitude des contraintes de traction et de compression résultantes dépend de l'épaisseur de la barre et du rayon de courbure. Supposons qu'une barre rectangulaire soit pliée selon un arc de cercle et que les déformations dans la barre soient directement proportionnelles aux contraintes, et que la couche neutre soit au milieu de la barre.

Indiquer l'épaisseur de la barre H, sa longueur initiale passant par Lo, rayon de courbure le long de la ligne neutre passant par R(Fig. 60, a). La longueur de la barre 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 pliage en degrés.
La couche étirée externe recevra un allongement D L (delta L). longueur totale la partie étirée de la barre est déterminée à partir de l'expression Lo + ré L= p (R+H/2) j /180 (85)
En soustrayant l'équation précédente de cette équation, on obtient l'allongement absolu
ré L= p (H/2)( j /180). (86)
Extension relative toi sera égal à D L/Lo=H/2R, c'est à dire. allongement de flexion D Ll/Lo dépend du rapport de l'épaisseur de la barre au rayon du coude; c'est d'autant plus gros que la barre est épaisse H et plus le rayon de courbure est petit R. Un rapport similaire pour la quantité de compression relative en flexion peut être obtenu d'une manière similaire.
Supposons autour du motif R" barre pliée avec longueur initiale Lo et en même temps, des déformations maximales en compression et en traction sont atteintes. Dénotant par E comprimer la valeur de la déformation en compression admissible du bois le long des fibres, et à travers E la valeur de la contrainte de traction admissible le long des fibres augmente, nous pouvons écrire le rapport pour le côté étiré
L = Lo(1 + Erast)= p (R"+H) j /180 (87)
D'ici R" + H = / p ( j /180) .
Pour le côté comprimé (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 = )