Če se odločite, da okrasite sobo z lesom ali začnete ustvarjati lepo pohištvo v klasični slog- potem boste morali narediti ukrivljene dele. Na srečo je les edinstvena snov, saj omogoča izkušen mojster se malo poigraj z obliko. Ni tako težko, kot se sliši, a tudi ne tako enostavno, kot bi si želeli.

Prej je bila na spletnem mestu že objava o upogibanju vezanega lesa. V tem članku bomo razumeli načela upogibanja trdna plošča in lesa, se bomo naučili, kako se to dela v proizvodnji. In tudi dali bomo koristni nasveti od strokovnjakov, ki bodo koristni domačemu mojstru.

Zakaj je upogibanje boljše kot žaganje

Curvilinear leseni detajl je mogoče dobiti na dva načina: z upogibanjem ravnega obdelovanca ali z izrezovanjem zahtevane prostorske oblike. Tako imenovana metoda "rezanja" pritegne uporabnike s svojo preprostostjo. Za takšno izdelavo delov in konstrukcij vam ni treba uporabljati zapletenih naprav, ni vam treba porabiti veliko časa in truda. Vendar pa rezati krivolinijsko leseni izdelek, je treba uporabiti očitno prevelik obdelovanec, veliko dragocenega materiala pa bo nepovratno izgubljeno kot odpadek.

Ampak glavni problem so značilnosti delovanja prejetih delov. Pri rezanju ukrivljenega kosa iz navadnega obrobnega lesa lesna vlakna ne spremenijo svoje smeri.
Posledično prečni rezi padejo v območje polmera, ki ne le poslabšajo videz, ampak tudi znatno otežijo naknadno dodelavo izdelka, na primer njegovo mletje ali fino mletje. Poleg tega na zaobljenih odsekih, ki so najbolj občutljivi na mehanske obremenitve, vlakna tečejo čez odsek, zaradi česar je del na tem mestu nagnjen k zlomu.

Medtem ko se pri upogibanju običajno opazi nasprotna slika, ko les postane le močnejši. Na robovih ukrivljenega lesa ali plošče "končni" rezi vlaken ne pridejo ven, zato je mogoče takšne obdelovance naknadno obdelati brez omejitev z uporabo vseh standardnih operacij.

Kaj se zgodi v lesu pri upogibanju

Tehnologija upogibanja temelji na sposobnosti lesa, ob ohranjanju svoje celovitosti, v določenih mejah spreminja svojo obliko, ko deluje sila, in jo nato ohranja po odstranitvi mehanskega delovanja. Vendar pa vsi vemo, da brez pripravljalne dejavnosti les je prožen - to pomeni, da se vrne v prvotno stanje. In če so uporabljene sile prevelike, se palica ali deska preprosto zlomi.

Plasti lesa delujejo drugače, ko se upognejo. Zunaj polmera je material raztegnjen, znotraj je stisnjen, na sredini niza pa vlakna praktično ne doživljajo znatnih obremenitev in imajo malo odpornosti na sile, ki delujejo na obdelovanec (to notranji sloj imenovano "nevtralno"). Kritična deformacija lomi vlakna na zunanjem polmeru, pri notranjem radiju pa običajno nastanejo »gube«, ki so pri upogibanju mehkega lesa dokaj pogosta napaka. Vlakna plastičnih listavcev ali iglavcev se lahko skrčijo za 20 odstotkov ali več, medtem ko je meja raztegljivosti približno en do poldrugi odstotek.

To pomeni, da se določi možnost upogibanja (brez zloma) več kot pomemben kazalnik bo meja raztezanja raztegnjene plasti. Neposredno je odvisen od debeline dela in določa polmer, ki ga je treba dobiti. Debelejši kot je obdelovanec in manjši kot je polmer, večji je relativni raztezek vzdolž vlaken. S podatki o fizikalnih lastnostih priljubljenih vrst lesa lahko vsaka od njih oblikuje največje možno razmerje med debelino in polmerom delov. V številkah bo videti takole:

Upogibanje z uporabo jeklene palice

Upogibanje brez uporabe avtobusa

Ti podatki kažejo, da je les mehkega lesa manj prilagodljiv na prosto upogibanje kot goste listnate vrste. Za delo z žaganim lesom na agresivnih polmerih je nujno uporabiti kombinirane metode. predhodna priprava deli in mehanska zaščita.

Pnevmatika kot učinkovit način za preprečevanje uničenja lesa pri upogibanju

Ker je glavna težava lomljenje vlaken na strani zunanjega polmera, je treba to površino obdelovanca nekako stabilizirati. Ena najpogostejših metod je uporaba vodila za popravke. Pnevmatika je jekleni trak debeline pol milimetra do dva milimetra, ki po zunanjem polmeru prekriva tram ali desko in se na šabloni upogne skupaj z lesom. Elastični trak absorbira del energije med raztezanjem in hkrati prerazporedi lomno obremenitev po dolžini obdelovanca. Zahvaljujoč temu pristopu, skupaj z vlaženjem in ogrevanjem, se dovoljeni polmer upogibanja znatno zmanjša.

Vzporedno z uporabo jeklene palice v upogibnih napravah in strojih se doseže mehansko zbijanje lesa. To se naredi s stiskalnim valjem, ki pritiska na obdelovanec vzdolž zunanjega upogibnega polmera. Poleg tega je šablona v takšni napravi pogosto opremljena s 3 mm zobmi (z naklonom približno 0,5 cm), usmerjenimi proti smeri obdelovanca.

Naloga zobate površine šablone je preprečiti zdrs obdelovanca, preprečiti medsebojni premik vlaken v lesnem masivu in ustvariti majhno vdolbino valovitosti v konkavnem polmeru dela (vlakna so vtisnjena v notranjost masiva so zato rešene težave z gubami).

Stiskanje s pnevmatiko omogoča s minimalne obresti poroka za upogibne palice in deske iz mehkega in mehkega lesa listavcev. Upoštevajte, da se deli iz razmeroma trdih kamnin ob upogibanju in stiskanju tanjšajo za približno deset do dvanajst odstotkov, izdelki iz bora in smreke pa za 20-30 odstotkov. Toda pozitivni vidiki te metode vključujejo znatno povečanje lastnosti trdnosti končan izdelek, kot tudi znatno zmanjšanje zahtev glede prisotnosti napak in napak v lesenih surovcih.

Kako izboljšati plastičnost lesa

V normalnem stanju ima les elastičnost, znatno prostorsko togost in odpornost na stiskanje. Les pridobi te dragocene lastnosti iz lignina - naravnega "mrežastega" polimera, ki daje rastlinam stabilno obliko in moč. Lignin se nahaja v medceličnem prostoru in v celičnih stenah, ki povezuje celulozna vlakna. Les iglavcev vsebuje približno 23-38 odstotkov, listavci - do 25 odstotkov.

Pravzaprav je lignin neke vrste lepilo. Lahko ga zmehčamo in spremenimo v »koloidno raztopino«, če les segrevamo s soparjenjem, vrenjem, obdelavo z visokofrekvenčnim tokom (npr. majhni deli uporablja se tudi gospodinjska mikrovalovna pečica). Ko se lignin stopi, se obdelovanec upogne in pritrdi – med ohlajanjem se staljeni lignin strdi in ne dovoli, da bi se les vrnil v prvotno obliko.

Praksa to kaže optimalna temperatura za upogibanje masivnega lesa (palica, tirnica, deska) bo 100 stopinj Celzija. To temperaturo je treba doseči ne na površini, ampak znotraj obdelovanca. Zato bo v mnogih pogledih čas temperaturne izpostavljenosti odvisen od tega, kako masiven je del. Debelejši kot je del, dlje bo trajalo, da se segreje. Na primer, če s paro pripravite upogib 25 mm traku (z vsebnostjo vlage približno 28-32%), potem v povprečju traja približno 60 minut. Omeniti velja, da je čas zadrževanja pod paro za dele podobnih dimenzij za vse kamnine približno enak.

Mimogrede, menijo, da je tudi nemogoče pregreti del, saj lahko po strjevanju lignin izgubi svojo elastičnost in postane preveč krhek.

Metoda vrenja se ne uporablja pogosto, saj je obdelovanec močno in neenakomerno navlažen, taka z vodo nasičena vlakna in celice pa se lahko med upogibanjem zlomijo, vsaj s tvorbo kupa. Po kuhanju je treba dele predolgo sušiti. Toda ta metoda se dobro izkaže, če je treba za upogibanje obdelati le del obdelovanca.

Parjenje omogoča enakomerno segrevanje obdelovanca, njegova vlažnost na izhodu pa se približuje optimalni. Za najprimernejšo vsebnost vlage za doseganje največje plastičnosti žaganega lesa se šteje razpon 26-35 odstotkov (trenutek nasičenosti lesnega zrna).

Za parjenje lesa za upogibanje doma uporabite domače cilindrične komore iz kovinskih / polimernih cevi ali pravokotne lesene škatle. Grelni rezervoarji delujejo kot vir pare, električni grelniki vode in druge podobne naprave, ki lahko zagotovijo temperaturo reda 105 stopinj in nizek tlak. Temu vedno sledi faza sušenja dela (+ držanje fiksne oblike) na približno petnajst odstotkov in dodelava.

Kemične metode plastificiranja lesa

Znano je tudi, da je mogoče z impregnacijo narediti les bolj prožen različne kompozicije... Obstajajo že pripravljene impregnacije, ki naredijo lesene celice bolj plastične, na primer "Super-Soft 2". Nekateri izvajalci namakajo les v tako imenovanih tekstilnih balzamih s podobnimi rezultati.

Lahko pa se uporabijo tudi primitivni "recepti", ki vsebujejo amoniak in etilni alkohol, glicerin, alkalije, vodikov peroksid, raztopljeni alum ... Mnogi od njih delujejo zelo preprosto - povečajo sposobnost obdelovanca, da absorbira vodo in pomagajo zadržati vlago v vlaknih .

Tanke izdelke, kot so furnirji, škropimo, vendar se kemična impregnacija običajnega lesa običajno izvede s popolnim potopitvijo. Potreben je čas, da delovne snovi pridejo v palico ali tirnico, običajno od 3-5 ur do nekaj dni (čeprav segrevanje pomaga zmanjšati čakanje).

Večinoma zaradi trajanja procesov se kemična plastifikacija ne uporablja pogosto, čeprav obstajajo drugi problemi: stroški kemije, sprememba barv, potreba po zaščiti pred škodljivimi hlapi, povečana nagnjenost takšnih ukrivljenih delov k zravnanju . ..

Nasveti za upogibanje lesa s hidrotermalno kondicioniranjem

• Zelo previdno izberite kakovost obdelovanca za upogibanje. Bolje je, da ne uporabljate materiala z razpokami, vozli (tudi živimi in naraslimi), nagnjenimi vlakni. Če za to ni možnosti, usmerite del v upogibni napravi (stroj ali šablono), tako da napake padejo v conkavno območje polmera in ne v napetostno območje na zunanjem polmeru. Dajte prednost metodi upogibanja vodil.
• Pri izbiri surovca ​​je treba nujno zagotoviti spremembo velikosti dela po oblikovanju. Na primer, debelino palice iglavcev se lahko zmanjša za 30 odstotkov, če se izvaja upogibanje s stiskanjem.
• Tudi če načrtujete obsežno dodelava- ne puščajte preveč materiala. Tanjši kot je obdelovanec, lažje se upogne, ne da bi se zlomil.
• Če je obseg dela majhen, je bolje, da ne izrežete praznih delov, ampak jih zbodete iz čopičev. Na ta način se je mogoče izogniti rezanju vlaken in posledično napakam pri upogibanju.
• Za upogibanje je priporočljivo uporabiti les z naravna vlažnost... Če uporabljate suhe dele, potem je treba dati prednost tistim, ki niso bili obdelani v sušilni komori, ampak posušeni pod krošnjami - na atmosferski način.
• Po parjenju delajte na zmehčanem lesu zelo hitro, saj se lignin začne skoraj takoj strjevati, predvsem v najbolj ranljivih zunanjih slojih masivnega lesa. Običajno se morate osredotočiti na časovno mejo od pol ure do 40 minut, zato nima smisla izdelovati velikih kamer, če preprosto nimate časa namestiti vsega materiala iz katerega v predloge.
• Material postavite v parno komoro tako, da so površine, obrnjene proti zunanjemu polmeru, zlahka izpostavljene parnemu curku.
• Da bi prihranili čas, mnogi mizarji zavračajo uporabo vpenjalnih šablon. Namesto tega uporabljajo kovinske sponke in zagozde ali odbijače na šablonah.
• Upoštevajte, da se ukrivljena palica ali tirnica še vedno zravna. In to ravnanje se vedno zgodi za nekaj odstotkov. Zato, ko je potrebno visoka natančnost pri izdelavi dela je treba izvesti preskuse in na podlagi dobljenih rezultatov popraviti obliko šablone (zmanjšati polmer).
• Ko se del ohladi v kalupu, pustimo stati pri miru. nekaj izkušeni izdelovalci pohištva raje opravite izpostavljenost v 5-7 dneh. Pnevmatika običajno ostane pritrjena na del ves čas.

Plasti previdno namažemo z lepilom, položimo v šablono in pritisnemo. Upognjeni zlepljeni vozli iz furnirja, iz plošč listavcev in iglavcev, iz vezanega lesa. Pri upognjenih elementih furnirja je lahko smer vlaken v plasteh furnirja bodisi medsebojno pravokotna bodisi enaka.

Pri izdelavi upognjenih profilov z vzdolžnimi rezi je treba upoštevati odvisnost debeline upognjenih elementov od vrste lesa in debeline upognjenega dela.

S povečanjem polmera upogiba plošče se razdalja med rezi zmanjša, kot je razvidno iz zgornje slike. To pomeni, da je širina reza neposredno odvisna od polmera upogibanja plošče in števila rezov.

Zdaj pa poglejmo teoretične vidike upogibanja

Ukrivljene dele iz masivnega lesa je mogoče izdelati na dva glavna načina:

izrezovanje ukrivljenih praznin in da premočrtnemu drogu ukrivljeno obliko z upogibanjem nad šablono.Oba načina se uporabljata v praksi in imata svoje prednosti in slabosti.

Žaganje ukrivljene praznine razlikuje po preprostosti tehnologije in ne zahteva posebna oprema... Pri žaganju pa se lesna vlakna neizogibno režejo, kar močno oslabi trdnost, da je treba dele velike ukrivljenosti in zaprte konture z lepljenjem sestaviti iz več elementov. Na ukrivljenih površinah dobimo enoinpol in končne površine rezov in s tem pogoje obdelave za rezkalni stroji in konča. Poleg tega pri rezanju nastane velika količina odpadkov. Proizvodnja ukrivljeni deli metoda upogibanja zahteva zahtevnejši tehnološki postopek in opremo v primerjavi z žaganjem. Vendar pa se pri upogibanju trdnost delov popolnoma ohrani in se v nekaterih primerih celo poveča; končne površine niso ustvarjene na njihovih ploskvah, načini naknadne obdelave upognjenih delov pa se ne razlikujejo od načinov obdelave ravnih delov.

Upogibanje elementov
a- narava deformacije obdelovanca med upogibanjem;
6 - upogibanje obdelovanca s pnevmatiko po šabloni:
1 - predloga; 2 - zareze; 3 - stiskalni valj; 4 - avtobus

Pri upogibanju obdelovanca znotraj elastičnih deformacij, normalno na prečni prerez napetosti: natezna na konveksni strani in tlačna na konkavni strani. Med območji napetosti in stiskanja je nevtralna plast, v kateri so normalne napetosti nizke. Ker se velikost normalnih napetosti spreminja po odseku, nastanejo strižne napetosti, kot da bi se nekatere plasti dela premaknile glede na druge. Ker je ta premik nemogoč, upogibanje spremlja raztezanje materiala na konveksni strani dela in stiskanje na konkavni strani.

Velikost nastalih nateznih in tlačnih deformacij je odvisna od debeline palice in upogibnega polmera. Recimo, da je pravokotna palica upognjena vzdolž loka kroga in da so deformacije v palici neposredno sorazmerne z napetostmi, nevtralna plast pa je na sredini palice.

Označimo debelino palice H, njegova začetna dolžina skozi Lo, polmer upogiba vzdolž nevtralne črte skozi R(slika 60, a). Dolžina palice vzdolž nevtralne črte med upogibanjem ostane nespremenjena in enaka Lo = str R ( j /180) , (84) kjer je p število pi(3, 14 ...), j - kot upogiba v stopinjah.
Zunanja raztegnjena plast bo dobila raztezek D L (delta L). celotna dolžina raztegnjeni del palice je določen iz izraza Lo + D L = str (R + H / 2) j /180 (85)
Če od te enačbe odštejemo prejšnjo, dobimo absolutni raztezek
D L = str (H / 2) ( j /180). (86)
Relativna razširitev EP bo enako D L / Lo = H / 2R, tj. upogibni raztezek D Ll / Lo odvisno od razmerja med debelino palice in polmerom upogiba; večji je, debelejša je palica H in manjši je polmer upogiba R... Podobno razmerje za upogibno kompresijsko razmerje je mogoče dobiti na podoben način.
Recimo okoli šablone R " ukrivljena palica z začetno dolžino Lo hkrati pa se dosežejo največje tlačne in natezne deformacije. Označevanje skozi E sr vrednost dovoljene kompresijske deformacije lesa vzdolž vlaken in skozi E rast je vrednost dovoljene natezne deformacije vzdolž vlaken, lahko zapišemo razmerje za raztegnjeno stran
L = Lo (1 + Erast) = str (R "+ H) j /180 (87)
Od tod R "+ H = / str ( j /180) .
Za stisnjeno (konkavno) stran bo L 2 = Lo (1 - Ecж) = p R "(j / 180)
oz R " = / str ( j /180 ). (88)
Če od prvega izraza odštejemo drugi, dobimo
H =)