Ako odlučite ukrasiti sobu s drvetom ili početi stvarati prekrasan namještaj V klasični stil- tada ćete morati napraviti zakrivljene dijelove. Srećom, drvo je jedinstvena tvar jer dopušta iskusnom majstoru poigrajte se malo oblikom. Nije tako teško kao što se čini, ali ni tako lako kako bismo željeli.

Prethodno je stranica već imala publikaciju o savijanju šperploče. U ovom članku ćemo razumjeti principe savijanja čvrsta ploča i drvo, saznat ćemo kako to rade u proizvodnji. Također ćemo dati korisni savjeti od profesionalaca koji će biti korisni kućnom majstoru.

Zašto je savijanje bolje od piljenja

Krivolinijski drveni dio može se dobiti na dva načina: savijanjem ravnog obratka ili izrezivanjem potrebnog prostornog oblika. Takozvana metoda "piljenja" privlači korisnike svojom jednostavnošću. Za takvu proizvodnju dijelova i konstrukcija ne morate koristiti složene uređaje, ne morate trošiti puno vremena i truda. Međutim, kako bi se izrezao krivolinijski drveni proizvod, potrebno je upotrijebiti izradak koji je očito prevelik, a mnogo vrijednog materijala bit će nepovratno izgubljeno kao otpad.

Ali glavni problem su karakteristike rada dobivenih dijelova. Prilikom rezanja zakrivljenog dijela od običnog rubnog drveta, drvena vlakna ne mijenjaju svoj smjer.
Kao rezultat toga, poprečni rezovi padaju u zonu radijusa, što ne samo da pogoršava izgled, već i značajno komplicira kasniju doradu proizvoda, na primjer, njegovo glodanje ili fino brušenje. Osim toga, u zaobljenim područjima koja su najosjetljivija na mehanička opterećenja, vlakna prolaze poprečno, što čini dio sklon lomu na tom mjestu.

Dok se kod savijanja obično vidi suprotna slika, kada drvo samo ojačava. Rubovi zakrivljenih greda ili dasaka nemaju "krajnje" rezove vlakana, pa se naknadno takvi obradaci mogu obrađivati ​​bez ograničenja, koristeći sve standardne operacije.

Što se događa u drvu kada se savija?

Tehnologija savijanja temelji se na sposobnosti drva da, uz očuvanje cjelovitosti, mijenja svoj oblik u određenim granicama primjenom sile, a zatim ga zadrži nakon uklanjanja mehaničkog utjecaja. Međutim, svi znamo da bez pripremne aktivnosti građa je elastična – odnosno vraća se u prvobitno stanje. A ako su primijenjene sile prevelike, tada se greda ili daska jednostavno slome.

Slojevi drvenog obratka ne rade jednako kada su savijeni. Izvan radijusa materijal je rastegnut, unutar njega je komprimiran, au sredini niza vlakna ne doživljavaju praktički nikakva značajna opterećenja i imaju mali otpor silama koje djeluju na obradak (ovo unutarnji sloj nazvan "neutralan"). Kod kritične deformacije, vlakna na vanjskom radijusu pucaju, a na unutarnjem radijusu se obično formiraju "nabori", koji su prilično čest nedostatak kod savijanja mekog drva. Vlakna plastičnog tvrdog ili mekog drva mogu se skupiti za 20 posto ili više, dok je granica rastezanja oko jedan do jedan i pol posto.

Odnosno, utvrditi mogućnost savijanja (bez uništenja) više važan pokazatelj postojat će ograničenje relativnog izduženja istegnutog sloja. To izravno ovisi o debljini dijela i određuje polumjer koji treba dobiti. Što je obradak deblji i radijus manji, to će relativno izduženje duž vlakana biti veće. Imajući podatke o fizičkim svojstvima popularnih vrsta drva, moguće je za svaku od njih formulirati najveći mogući omjer debljine i polumjera dijelova. U brojkama to će izgledati ovako:

Savijanje pomoću čelične šipke

Savijanje bez upotrebe gume

Ovi podaci pokazuju da je građa četinara, u usporedbi s gustim tvrdim drvetom, manje prikladna za slobodno savijanje. Za rad s drvetom na agresivnim radijusima potrebno je koristiti kombinirane metode prethodna priprema dijelovi i mehanička zaštita.

Guma kao učinkovit način izbjegavanja uništavanja drva tijekom savijanja

Budući da je glavni problem lomljenje vlakana na strani vanjskog radijusa, tu površinu izratka treba nekako stabilizirati. Jedna od najčešćih metoda je korištenje nadzemne udlage. Guma je čelična traka debljine od pola milimetra do dva milimetra, koja pokriva gredu ili ploču duž vanjskog radijusa i savija se na šabloni zajedno s drvetom. Elastična traka apsorbira dio energije kada se rasteže i istovremeno redistribuira razorno opterećenje duž duljine obratka. Zahvaljujući ovom pristupu, zajedno s ovlaživanjem i grijanjem, dopušteni radijus savijanja značajno je smanjen.

Paralelno s upotrebom čeličnih šipki u uređajima i strojevima za savijanje postiže se mehaničko zbijanje drva. To se radi pomoću valjka za prešanje, koji pritišće obradak duž vanjskog radijusa savijanja. Osim toga, obrazac predloška u takvom uređaju često je opremljen zubima od 3 mm (u koracima od oko 0,5 cm), usmjerenim prema kretanju obratka.

Svrha nazubljene površine šablone je spriječiti klizanje izratka, spriječiti međusobno pomicanje vlakana u drvenom masivu, te stvoriti malu udubljenu valovitost u konkavnom radijusu dijela (vlakna se utiskuju unutar masiva, stoga su problemi s naborima riješeni).

Prešanje gumom omogućuje vam da minimalni postotak odbiti savijanje šipki i dasaka od crnogoričnog i mekog listopadnog drva. Imajte na umu da dijelovi izrađeni od relativno tvrdog drva kada se savijaju prešanjem postaju približno deset do dvanaest posto tanji, a praznine od bora i smreke postaju 20-30% tanji. Ali pozitivni aspekti ove metode uključuju značajno povećanje karakteristike čvrstoće gotov proizvod, kao i značajno smanjenje zahtjeva za prisutnost nedostataka i nedostataka u drvenim prazninama.

Kako poboljšati plastičnost drva

U normalnom stanju, drvo ima elastičnost, značajnu prostornu krutost i otpornost na kompresiju. Drvo dobiva ova vrijedna svojstva od lignina, prirodnog "mrežastog" polimera koji biljkama daje stabilan oblik i snagu. Lignin se nalazi u međustaničnom prostoru iu stjenkama stanica povezujući celulozna vlakna. Drvo crnogorice sadrži ga oko 23-38 posto, a drvo listopadnog drva do 25 posto.

U suštini, lignin je vrsta ljepila. Možemo ga omekšati i pretvoriti u "koloidnu otopinu" ako drvo zagrijavamo kuhanjem na pari, kuhanjem, tretiranjem strujom visoke frekvencije (npr. male dijelove Primjenjiva je i kućna mikrovalna pećnica). Nakon što se lignin otopi, obradak se savija i fiksira - kako se hladi, rastaljeni lignin se stvrdne i sprječava povratak drva u prvobitni oblik.

Praksa to pokazuje optimalna temperatura za savijanje punog drva (blok, traka, ploča) to će biti 100 stupnjeva Celzijusa. Ova temperatura mora se postići ne na površini, već unutar obratka. Stoga će vrijeme izlaganja temperaturi uvelike ovisiti o tome koliko je dio masivan. Što je dio deblji, to će se duže morati zagrijavati. Na primjer, ako koristite parenje za pripremu za savijanje tračnice debljine 25 mm (s vlagom od oko 28-32%), tada je u prosjeku potrebno oko 60 minuta. Važno je napomenuti da je vrijeme izlaganja pari za dijelove sličnih dimenzija za sve vrste približno isto.

Usput, vjeruje se da je također nemoguće pregrijati dio, jer lignin nakon stvrdnjavanja može izgubiti elastičnost i postati previše krhak.

Metoda kuhanja se ne koristi često, budući da je obradak jako i neravnomjerno navlažen, a takva vlakna i stanice zasićene vodom mogu se potrgati prilikom savijanja, barem uz stvaranje dlačica. Nakon kuhanja dijelovi se moraju sušiti predugo. Ali ova metoda dobro funkcionira ako trebate obraditi samo dio obratka za savijanje.

Parenje omogućuje ravnomjerno zagrijavanje obratka, a njegova izlazna vlažnost nastoji se približiti optimalnoj. Najprikladnija vlažnost za postizanje maksimalne duktilnosti drvene građe smatra se u rasponu od 26-35 posto (trenutak zasićenja drvnih vlakana).

Za parenje drva za savijanje kod kuće koristite domaće cilindrične komore od metalnih/polimernih cijevi ili pravokutne drvene kutije. Spremnici za grijanje djeluju kao izvor pare, kuhala za vodu i drugi slični uređaji koji mogu osigurati temperaturu od oko 105 stupnjeva i nizak tlak. Nakon toga uvijek slijedi faza sušenja dijela (+ držanje fiksnog oblika) na oko petnaest posto i dorada.

Kemijske metode plastificiranja drva

Također je poznato da je drvo moguće učiniti savitljivijim pomoću impregnacije razne kompozicije. Postoje gotove impregnacije koje drvene ćelije čine plastičnijim, na primjer, "Super-Soft 2". Neki praktičari namaču drvo u takozvane regeneratore za tekstil, postižući sličan rezultat.

Ali mogu se koristiti i sasvim primitivni “recepti” koji sadrže amonijak i etilni alkohol, glicerin, lužine, vodikov peroksid, otopljenu stipsu... Mnogi od njih djeluju krajnje jednostavno - povećavaju sposobnost upijanja vode izratka i pomažu zadržati vlagu u vlakna.

Tanki proizvodi kao što je furnir obrađuju se raspršivanjem, ali pripremna kemijska impregnacija običnog drveta obično se provodi metodom potpunog uranjanja. Potrebno je vrijeme da radna tvar uđe u šipku ili letvicu, obično od 3-5 sati do nekoliko dana (iako zagrijavanje pomaže smanjiti čekanje).

Ponajviše zbog duljine procesa, kemijsko plastificiranje se ne koristi često, iako postoje i drugi problemi: troškovi kemikalija, promjene boja, potreba zaštite od štetnih para, povećana sklonost tako zakrivljenih dijelova ispravljanju. ..

Savjeti za savijanje drvene građe pomoću hidrotermalne pripreme

• Vrlo pažljivo odaberite kvalitetu praznina za savijanje. Bolje je ne koristiti materijal s pukotinama, čvorovima (čak ni živim i spojenim) ili kosim vlaknima. Ako za to nema mogućnosti, tada usmjerite dio u uređaju za savijanje (stroj ili predložak) tako da defekti padnu u konkavnu zonu radijusa, a ne u zonu napetosti na vanjskom radijusu. Dajte prednost metodi savijanja udlagom.
• Prilikom odabira obratka potrebno je predvidjeti promjenu veličine dijela nakon kalupljenja. Na primjer, debljina grede crnogorice može se smanjiti za 30 posto ako se izvrši savijanje s prešanjem.
• Čak i ako planirate opsežan dorada- ne ostavljajte previše materijala. Što je obradak tanji, to se lakše savija bez lomljenja.
• Ako je količina posla mala, onda je bolje ne izrezati izratke, već ih izbosti iz grudica. Na taj način je moguće izbjeći rezanje vlakana i, kao rezultat toga, nedostatke tijekom savijanja.
• Za savijanje, preporučljivo je koristiti drvo s prirodna vlažnost. Ako koristite suhe pripravke, prednost treba dati onima koji nisu obrađeni u komori za sušenje, već su sušeni pod nadstrešnicom - na atmosferski način.
• Nakon parenja, radite s omekšanim drvom vrlo brzo, jer lignin gotovo odmah počinje otvrdnjavati, posebno u najosjetljivijim vanjskim slojevima punog drva. Obično se morate fokusirati na vremensku rezervu od pola sata do 40 minuta, tako da nema smisla izrađivati ​​velike kamere ako jednostavno nemate vremena sav materijal iz njih ugraditi u predloške.
• Stavite materijal u komoru za parenje tako da površine okrenute prema vanjskom radijusu budu slobodno izložene mlazovima pare.
• Kako bi uštedjeli vrijeme, mnogi stolari odbijaju koristiti predloške sa stezaljkama. Umjesto toga, koriste metalne nosače i klinove ili graničnike na predlošcima.
• Imajte na umu da će se zakrivljena šipka ili tračnica i dalje ispravljati. I to se ispravljanje uvijek događa za nekoliko postotaka. Stoga, kada je potrebno visoka točnost u proizvodnji dijela potrebno je provesti ispitivanja i na temelju dobivenih rezultata prilagoditi oblik predloška (smanjiti radijus).
• Nakon što se dio ohladi u kalupu, ostavite da još malo odstoji. Neki iskusni proizvođači namještaja Najradije odležavaju 5-7 dana. Guma, u pravilu, cijelo to vrijeme ostaje pričvršćena za dio.

Slojevi su pažljivo podmazani ljepilom, postavljeni u šablonu i pritisnuti na svoje mjesto. Savijene ljepljene jedinice od furnira, od ploča tvrdog i mekog drveta, od šperploče. U elementima od savijenog lameliranog furnira smjer vlakana u slojevima furnira može biti međusobno okomit ili identičan.

Pri izradi savijenih profila s uzdužnim rezovima potrebno je uzeti u obzir ovisnost debljine savijenih elemenata o vrsti drva i debljini savijenog dijela.

Kako se radijus savijanja ploče povećava, udaljenost između rezova se smanjuje, kao što se može vidjeti na gornjoj slici. To jest, širina reza izravno ovisi o polumjeru savijanja ploče i broju rezova.

Sada pogledajmo teoretske aspekte savijanja

Zakrivljeni dijelovi od punog drva mogu se izraditi na dva osnovna načina:

izrezivanje zakrivljenih obradaka te davanje ravnoj šipki zakrivljenog oblika savijanjem na šabloni.. Oba načina se koriste u praksi i imaju svoje prednosti i nedostatke.

Piljenje zakrivljene praznine karakterizira jednostavnost tehnologije i ne zahtijeva posebna oprema. Međutim, kod piljenja dolazi do neminovnog rezanja vlakana drva, a to toliko slabi čvrstoću da se dijelovi velike zakrivljenosti i zatvorene konture moraju lijepiti od više elemenata. Na zakrivljenim površinama dobivaju se polukrajne i krajnje rezne površine i s tim u vezi uvjeti obrade na glodalice i dorada. Osim toga, rezanjem nastaje velika količina otpada. Proizvodnja zakrivljeni dijelovi Metoda savijanja zahtijeva složeniji tehnološki proces i opremu u odnosu na piljenje. Međutim, kod savijanja, čvrstoća dijelova je potpuno očuvana, pa čak iu nekim slučajevima raste; na njihovim stranama se ne stvaraju čeone površine, a načini naknadne obrade savijenih dijelova ne razlikuju se od načina obrade ravnih dijelova.

Savijanje elementa
A- priroda deformacije izratka tijekom savijanja;
6 - savijanje obratka s gumom prema predlošku:
1 - predložak; 2 - zarezi; 3 - valjak za prešanje; 4 - guma

Kada je izradak savijen u granicama elastičnih deformacija normalno na poprečni presjek naprezanja: vlačna na konveksnoj strani i tlačna na konkavnoj strani. Između zona napetosti i kompresije nalazi se neutralni sloj u kojem su normalni naponi mali. Budući da se veličina normalnih naprezanja mijenja duž poprečnog presjeka, nastaju posmična naprezanja koja teže pomicanju nekih slojeva dijela u odnosu na druge. Budući da je taj pomak nemoguć, savijanje je popraćeno rastezanjem materijala na konveksnoj strani dijela i kompresijom na konkavnoj strani.

Veličina nastalih vlačnih i tlačnih deformacija ovisi o debljini šipke i polumjeru savijanja. Pretpostavimo da je blok pravokutnog presjeka savijen po kružnom luku i da su deformacije u bloku upravno proporcionalne naprezanjima, a neutralni sloj se nalazi u sredini bloka.

Označimo debljinu šipke H, njegova početna duljina kroz Lo, polumjer savijanja duž neutralne linije kroz R(Slika 60, a). Duljina bloka duž neutralne linije pri savijanju ostat će nepromijenjena i jednaka je Lo = str R ( j /180) , (84) gdje je p broj pi(3, 14...), j - kut zavoja u stupnjevima.
Vanjski rastegnuti sloj dobit će produljenje D L (delta L). ukupna dužina rastegnuti dio bloka određuje se iz izraza Lo+ D L= str (R + H/2) j /180 (85)
Oduzimajući prethodnu od ove jednadžbe, dobivamo apsolutno produljenje
D L= str (H/2)( j /180). (86)
Relativno proširenje ovaj bit će jednak D L/Lo = H/2R, tj. izduženje pri savijanju D Ll/Lo ovisi o omjeru debljine šipke i radijusa savijanja; što je blok deblji, to je veći H a što je radijus savijanja manji R. Sličan odnos za vrijednost relativne kompresije tijekom savijanja može se dobiti na sličan način.
Pretpostavimo da oko uzorka R" savijeni blok s početnom dužinom Lo a pritom se postižu maksimalne tlačne i vlačne deformacije. Odredio E szh vrijednost dopuštene tlačne deformacije drva duž vlakana i kroz E raste vrijednost dopuštene vlačne deformacije duž vlakana, možemo napisati odnos za istegnutu stranu
L = Lo(1 + Erast)= str (R" + H) j /180 (87)
Odavde R" + H = / str ( j /180) .
Za komprimiranu (konkavnu) stranu bit će L 2 = Lo (1 - Eczh) = p R"(j/180)
ili R" = / str ( j /180 ). (88)
Oduzimajući drugi od prvog izraza, dobivamo
H = )