Гибка древесины при помощи пара

ликбез от дилетанта estimata

Новичку об основах в области ОБЖ (БЖД), экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.

вторник, 15 сентября 2020 г.

Как согнуть древесину

Криволинейную деревянную деталь можно получить двумя методами: изогнув ровную заготовку или вырезав необходимую пространственную форму.

Проще всего выпилить древесину. Но при выпиливании волокна древесины в зону радиусов попадают поперечные срезы, которые не только ухудшают внешний вид, но и заметно усложняют последующую доводку изделия, например, его фрезерование или чистовое шлифование. Кроме того, на самых уязвимых для механического воздействия скруглённых участках волокна идут поперёк сечения, что делает деталь склонной к разлому в этом месте.

Не стоит забывать что при выпиливании, в большинстве случаев, много дерева будет безвозвратно теряться в качестве отходов.

Тогда как при сгибании древесины она обычно становится только прочнее. На кромки изогнутого бруса или доски не выходят “торцевые” срезы волокон, поэтому впоследствии можно без ограничений обрабатывать такие заготовки, с использованием всех стандартных операций.

Для сгибания выбирайте прямослойную древесину без сучков и трещин. Любой дефект или недостаток потенциально является слабым местом, поэтому возможны определенные неудачи.

Для сгибания желательно использовать пиломатериал с естественной влажностью. Если применять сухие заготовки, то предпочтение стоит отдать тем, что не обрабатывались в сушильной камере, а вялились под навесом – атмосферным способом.

В независимости от метода сгиба, после того как дерево будет вынуто из формы, изгиб слегка расслабится. Ввиду этого его нужно сделать чуть больше, чтобы впоследствии компенсировать этот эффект. Метод пропиливания можно применить при сгибе части коробки или металлического уголка.

Минимальный радиус изгибания древесины

Минимальный радиус, на который можно ее согнуть, будет зависеть от толщины и естественных свойств породы дерева.

Радиус изгибания древесины

Изготовление шаблона (шины) для сгибания древесины

Пропаренная древесина гнется по шаблону (шине), который определяет форму изгиба и дает опору для волокон внутренней части изогнутой заготовки. Шаблон должен обладать большой прочностью, и иметь ширину, равную по крайней мере ширине сгибаемой детали. Он должен обеспечивать определенные возможности фиксации на нем заготовки с помощью струбцин или других зажимов.

Можно изготовить шаблон из толстой древесины, установив форму из нее на основание из искусственных древесных материалов, или использовать склеенные между собой листы фанеры. Поскольку гнутая древесина стремится выпрямиться после освобождения зажима, необходимо скорректировать форму шаблона с учетом распрямления детали. Для этого придется воспользоваться самым надежным, хотя и не всегда приятным способом – методом проб и ошибок, чтобы определить параметры такой коррекции.

Как согнуть древесину

Чтобы удержать деревянную гнутую деталь в нужной форме, следует использовать зажимы. Их можно сделать самостоятельно из дерева или купить в специализированном магазине.

Из дерева следует сделать круглые обрезки — несколько штук. В них просверливаются смещенные от центра отверстия. После этого необходимо просунуть болты через них, а затем просверлить еще одно отверстие через стороны, чтобы задвинуть их намертво. Такие нехитрые поделки могут стать отменными зажимами.

Нагрев в паровой коробке для сгибания древесины

Главная задача паровую коробки — держать дерево, которое необходимо согнуть. В ней должно быть отверстие, предназначенное для выхода давления пара. В противном случае она взорвется.

Как согнуть древесину в паровой коробке

Паровую камеру делайте из фанеры для наружного применения либо используйте пластиковые или металлические трубы-короба. Фанера позволяет изготовить с помощью клея и шурупов простую конструкцию в точности в соответствии с вашими конкретными требованиями. Этот тип камеры идеален, если планируется пропарка целых партий древесины. Камера из пластиковой или металлической трубы ограничивает диапазон размеров, но вполне пригодна для небольших заготовок.

Читайте также:
Полиэфирные смолы: описание, фото, отзывы

Кроме того, в коробке должна быть предусмотрена съемная крышка, через которую можно будет вытащить гнутое дерево, после того как оно приобретет нужную форму.

Сделайте теплоизоляцию камеры с помощью пенопласта или деревянных брусков, закрепив их на камере проволокой. Установите камеру на подставках с небольшим наклоном, чтобы конденсат мог вытекать. Обеспечьте резервуар-приемник для вытекающей воды.

Теперь настало время пропарить дерево, для этого следует позаботиться об источнике тепла и закрыть заготовку из дерева в паровой коробке.
Пар можно получить с помощью небольшого электрического испарителя или парогенератора заводского изготовления или сделать собственный испаритель из подручных материалов.
На каждые 25 мм толщины заготовки пропаривать изделие нужно около часа.
Располагайте материал в пропарочной камере так, чтобы именно поверхности, обращённые к внешнему радиусу, беспрепятственно попадали под струи пара.

По истечении времени, дерево нужно вынуть из коробки и придать ему необходимую форму. Процесс должен выполняться очень быстро, максимум несколько минут. Сгибается заготовка аккуратно и мягко.

Одни виды древесины гнутся легче других за счет разной эластичности. Разные способы требуют приложения силы разной величины.

Фиксация и сушка гнутой заготовки

Можно закреплять дерево на шаблоне при его формировании. Благодаря этому легче контролировать процесс.

пар или кипячение? гнём древесину

Кто сталкивался с гнутьём дуба на шпангоуты? Проблема в следующем – собрал парогенератор, рейка дуб 24х28мм парится 3 часа, при попытке согнуть на болване,- трескается.

Может лучший эффект будет если рейку кипятить? В интернете есть оба варианта, а вот сравнения я не нашёл.

Гну не внутри болвана, а снаружи. Пытался обтягивать стальной лентой, но наверное у неё коэффициент расширения выше, чем у дуба, и при разогреве лента провисает.

Сообщение отредактировал x_zotic: 10 июля 2014 – 16:45

#2 warezbeer

распаривать достаточно 15 минут. Поищи таблицу радиусов гибки. Вроде в 15 проектах есть. Для каждой породы дерева и толщины есть минимальный радиус загиба. Может ты хочешь достичь невозможного. Тогда придётся ламинировать из двух ламелей.

ЗЫ кипячение это не правильно.

#3 greylonly

В Век Эпоксида и НаноТехнологий использовать “Пар, Топор, Зубило и матерное Слово”?

#4 warezbeer

В Век Эпоксида и НаноТехнологий использовать “Пар, Топор, Зубило и матерное Слово”?

И сколько тут на фото толщина ламелей?

ЗЫ у ТС 24 мм. а твои щепки можно и не парить. К чему ты всё это тут нарисовал

#5 x_zotic

Почему кипячение не приемлемо?

#6 warezbeer

древесина должна быть не больше 20-30 процентов влажности. При распариваниии столько и получается. А при кипячении влажность гораздо выше и рейка просто сильно теряет в прочности и ломается. А при распаривании там размягчается белок,забыл название, погугли, Вот когда этот белок размягчился, то рейка легче гнётся. А когда он остывает и затвердевает, то дерево становится опять жёстким и упругим. Спроси у Яндекса и всё прочитай. Если лень, то моих объяснений хватит.

Сообщение отредактировал warezbeer: 10 июля 2014 – 19:20

#7 Борис Дмитриевич

капитан маломерного дивана

Вам нужно начать гнуть рейку, то есть создать усилие, чтоб рейка начала гнуться в нужном направлении, и зафиксировать в таком положении, потом парить, затем добавлять усилие и снова парить. Так до победного. Ещё чуть перегнуть придётся т.к.когда усилие снимите отыграет.

#8 Aleksk

Можно поиграться с перекисью водорода

#9 miami

Рулевой 1-го класса

Гы! совсем недавно задавался тем-же вопросом

Читайте также:
Постройка яхт из стали с радиусной скулой

Дуб оказывается самое гнущееся дерево! можно загнуть на радиус=4(или5) толщин! (сосна только на 12-15).

Рецептов и технологий можно найти в Нете, самый крутой с аммиаком.

Самый простой – пропаривание (но не кипячение, задача разогреть без “категорического” изменения влажности), но пар должен быть свободно проходящим, простейший аппарат для пропарки собирается из чайника и сан.тех. трубы.

Время пропарки зависит от толщины детали (опыты мать их) трещать может из-за того что конкретная доска не подходит для гнутья (посмотри форумы мебельщиков).

Дерево сжимается лучше чем растягивается, поэтому при сильном изгибе железная полоса кладется по внешнему радиусу.

Да и из собственного опыта – дуб эпоксидкой клеится, но от эпоксидки его коробит т.е. деталь подогнанная на сухую без зазора, окажется с нехилыми зазорами когда намажешь эпоксидкой (особенно со всякими добавками типа ацетон и т.п.)

ПыСы из такой рейки как у тебя мебельщики кольца диаметром 0.5-0.6 метра делают

Сообщение отредактировал miami: 11 июля 2014 – 04:32

#10 Zaq

гнул много и разного.

порода – дуб в основном.

берем строительнывй фен. ставим температуру около 600.

берем емкость для воды и тряпку.

мокрой тряпкой протираем место гиба.

один край детали зажимаем в приспособу (тиски например)

другой держим в руках.

греем место гиба до высыхания воды, одновременно подгибая.

за раз сдвигаемся на 1-3 градуса.

по достижению нужного угла, а еще лучше при “переборе” в 3-5 градусов, закрепляем так, чтобы не разгибалось.

финально смачиваем тряпкой, греем. оставляем часов на несколько.

небольшой погиб, типа 10-15 градусов на рейках до 3х3 выполняется минут за 15.

загнуть можно до отрицательного угла (при сноровке)

при больших сечениях или крутом погибе, место гиба нужно протереть пару раз мокрой тряпкой с вечера. (с интервалом 3-4 часа) не сушить. пусть впитается.

Чтобы дерево стало как пластилин — гнутье древесины

Гнутье древесины

Доброго времени суток уважаемые читатели и подписчики Блога Андрея Ноака! Сегодня мы поговорим про гнутье древесины, которое можно сделать даже самому в домашних условиях.

Пропарка древесины является эффективным методом смягчения и пластификации древесины, именно после пропаривания она может подвергаться гнутью и использоваться мастерами для изготовления гнутых изделий.

При изготовлении гнутых изделий каждый специалист использует свои нюансы в технологии, в зависимости от вида текстуры древесины и количества материала.

Сегодня мы рассмотрим особенности гнутья в зависимости от породы и влажности древесины, но сначала узнаем где наиболее востребованы гнутые изделия.

Применение гнутых изделий из древесины:

  1. Жилищное строительство.
  2. Части стульев.
  3. Перила лестниц.
  4. Строительства судов и лодок, к примеру каноэ.
  5. Изготовление музыкальных инструментов, например виолончель.

Как лучше выбрать древесину для гнутья:

  • Древесина должна быть влажной прежде чем начинать процесс пропаривания. Именно сырая древесина обладает повышенной теплопередачей. При этом некоторая древесина уже имеет высокое содержание влаги, в то время как другая древесина нуждается в предварительной пропитке. отлично подходят для пропаривания и более гибки чем хвойные.
  • Эксперты отмечают что древесина с свилеватостью более подвержена образованию трещин и разрушению от изгиба, чем заготовка из прямых волокон. Поэтому необходим тщательный отбор сырья для гнутья.
  • Стандартно рекомендованной для гнутья является свеже заготовленная древесина, которая имеет высокую начальную влажность и более гибка.

При испытании по критерию прочности на изгиб, специалисты пришли к выводу что лучшим материалом для гнутья является белый дуб и красный дуб, в то время как мягкий клен, тополь оценивались как наименее подходящие материалы для гнутья.

Читайте также:
Породы древесины, применяемые в судостроении

Оборудование для пропаривания древесины:

  1. Паровая камера, где будет находиться заготовка.
  2. Теплогенератор или парогенератор.
  3. Термометр, он же градусник.
  4. Шланги или трубки, которые будут подключать генератор к паровой камере.

Процесс прапаривания и гнутья древесины

Профиль камеры часто выполнен из дерева или из ПВХ труб. Заготовка должна находиться полностью в камере, чтобы пар мог насыщать всю ее длину. Паровая камера должна быть достаточно герметичной и отверстие для выхода пара располагают таким образом чтобы влажный воздух омывал заготовку со всех сторон.

Размеры отверстия для выхода пара подбирают таким образом, чтобы насыщенный воздух выходил под давлением как на видео выше. Дело в том что при недостаточной концентрации пара заготовка не пропарится, при избыточном давлении возможен даже разрыв паровой камеры или срыв шлангов. Иногда для создания необходимого количества пара на выходное отверстие делают легкую крышечку, которая при повышении давления открывается, при низком давлении прикрывается.

В качестве парового котла в домашних условиях можно использовать обычный чайник или кастрюлю с водой на плите. Для более частого процесса гнутья можно купить специальный генератор.

Процесс гнутья древесины необходимо начинать только после достаточного наличия воды в генераторе, так как прерывания процесса насыщения негативно сказывается на качестве и времени всего технологического процесса гнутья древесины.

Специалисты рекомендуют температуру пропаривания держать выше 100 градусов Цельсия, как только вся заготовка прогреется выше 100 градусов, ее можно гнуть. Для измерения температуры насыщенного пара на выходе из камеры устанавливают градусник.

Видео пропаривания и гнутья

Вашему вниманию предоставляется видео о технологическом процессе гнутья древесины:

Как согнуть древесину

В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.

Команда контент-менеджеров wikiHow тщательно следит за работой редакторов, чтобы гарантировать соответствие каждой статьи нашим высоким стандартам качества.

Количество источников, использованных в этой статье: 10. Вы найдете их список внизу страницы.

Количество просмотров этой статьи: 4229.

Если необходимость изогнуть древесину возникла в связи с каким-то разовым проектом, то способ ламинирования станет для вас наименее трудозатратным вариантом. Обработка древесины паром для придания ей пластичности позволит добиться более сильных изгибов, но весь процесс потребует серьезной подготовки. Наконец, изгибание древесины методом пропилов станет самым быстрым вариантом, для которого вам потребуется лишь пила, но результат может оказаться слишком хрупким и не подходящим для вашего проекта. Какой бы подход вы ни выбрали, сначала поэкспериментируйте на ненужной вам древесине, чтобы освоить основы технологического процесса.

Изображение с названием Make Wood Flexible Step 1

  • Как вариант, можно выпилить только одну дугу, чтобы потом прижать к ней древесину зажимами.
  • После высвобождения древесины из формы она немного разогнется. Поэтому сделайте изгиб формы чуть более выраженным, чем тот результат, который вам необходим.

Изображение с названием Make Wood Flexible Step 2

  • Для изгиба с радиусом 5–10 см распустите древесину на пластины толщиной около 2,4 мм.
  • Для изгиба радиусом 10–20 см распустите древесину на пластины толщиной по 3,2 мм.
  • Для изгиба радиусом 20–30 см потребуются пластины толщиной 4,8 мм.
  • Для изгиба радиусом более 30 см используйте пластины толщиной 6,4 мм.
  • Это лишь общие ориентировочные указания. Конкретный тип древесины и направление ее волокон тоже влияют на конечный результат, поэтому, возможно, вам потребуется поэкспериментировать.

Изображение с названием Make Wood Flexible Step 3

Замочите деревянные пластины в горячей воде (необязательно). Это сделает древесину более гибкой, что может быть необходимо для более сильных изгибов. Тем не менее для наилучших результатов далее вам потребуется поддерживать древесину в мокром состоянии еще три-четыре часа после склеивания и изгибания. Пропустите данный шаг, если вы предпочитаете пойти менее времязатратным путем или же нуждаетесь только в легком изгибе древесины. [4] X Источник информации

Читайте также:
Окраска маломерных судов: описание, фото, отзывы

Изображение с названием Make Wood Flexible Step 4

  • Наносите клей на древесину как можно более равномерно. Клей лучше распределять не кистью, а путем прокатывания по поверхности резьбового стержня толщиной 10 мм, что обеспечит лучшие результаты.
  • Перед склеиванием через одну разверните пластины противоположными концами. Это позволит предотвратить полное совпадение направления древесных волокон при выравнивании пластин, что избавит древесину от слабых мест.

Изображение с названием Make Wood Flexible Step 5

Зажмите древесину в форме для гибки. Согните приготовленную вами ламинированную древесину, поместив ее в фанерную форму. Туго зажмите ее тисками в нескольких местах. Чем больше зажимов вы используете, тем меньше риск образования щелей между пластинами и тем лучше древесина повторит необходимый изгиб.

Технология изготовления изгиба древесины с пропариванием

Трудно изготавливать криволинейные мебельные конструкции рам, а изгибы большой крутизны, вырезанные из прямолинейных секций древесины, потребуют сложных технологических приемов, чтобы избежать слабости короткого волокна и больших, экономически невыгодных отходов. Однако с помощью приемов сухого или влажного сгибания можно вполне экономично получать сложные криволинейные формы, а поскольку при этом волокна будут идти вдоль изгиба, а не поперек него, законченное изделие будет более прочным. Сухое гнутье предусматривает предварительное разделение древесины на тонкие секции, но более толстые детали можно изгибать с помощью вымачивания или обработки паром.

Гнутые стулья для кафе и кресла-качалки Майкла Тонети классический пример гнутой мебели, изготовленной с помощью пропаривания, а в тридцатых годах XX века мебель из клееных слоистых материалов стала элементом высокой моды, после изобретения промышленных способов производства различных сортов фанеры. Как гнуть с помощью пара, так и использование послойного изгиба может быть осуществлено в домашней мастерской, и оба способа продолжают применяться в промышленности для производства мебели под старину, а также искусными мастерами-дизайнерами.

Пропаренная древесина может гнуться со сравнительно большой крутизной изгиба. Пар размягчает древесные волокна в достаточной мере для того, чтобы согнуть их и прижить к шаблону требуемой формы. Может потребоваться значительное усилие для сгибания, но это вполне достижимо и в домашней мастерской при использовании базового оборудования. Потребуется изготовить шаблон, прижимной хомут и паровую камеру. Сгибание древесины нельзя отнести к точным процедурам. Существует множество вариантов, и зачастую метод проб и ошибок является единственно возможным способам получения требуемого результата.

Изгибание древесины

Тонкие деревянные заготовки не требуют предварительной подготовки. Минимальный радиус, на который можно ее согнуть, будет зависеть от толщины и естественных свойств породы дерева. Тонкая древесина при отсутствии ограничителей деформации (и виде, например, шаблона) при свободном сгибании примет форму кольца, если свести вместе концы заготовки. Для получения большей крутизны изгиба древесину требуется пропарить и «выдержать» зафиксированной на шаблоне, чтобы она, приняв нужную форму, стабилизировалась в этом положении благодаря внутренней остаточной деформации. Когда сгибается толстая древесина, необходимо ограничить растяжение внешних слоев, чтобы предотвратить их отщепление или разрушение. Описанный здесь метод предназначен для гнутья сравнительно толстых деревянных заготовок.

Изгибание древесины

Подготовка древесины

Для сгибания выбирайте прямослойную древесину без сучков и трещин. Любой дефект или недостаток потенциально является слабым местом, поэтому возможны определенные неудачи. Существуют десятки сортов древесины, которые успешно гнутся с помощью пара, и многие из них это твердые породы. В таблице ниже можно найти короткий перечень пригодных видов материала для гнутья. Можно гнуть и хорошо просушенную древесину, но свежесрезанная древесина поддается такой обработке легче. Древесина атмосферной выдержки гнется лучше, чем древесина камерной или печной сушки. Если древесина слишком сухая и плохо поддается обработке, можно вымочить ее в течение нескольких часов перед пропариванием.

Читайте также:
Эпоксидная мачта: описание, фото, отзывы

В зависимости от вида заготовки можно заранее обрезать ее по размеру или сделать это пилой, стругом или скобелем после изгибания. Последний метод часто используется при производстве гнутой мебели тина виндзорских стульев и кресел. Древесина с ровной и гладкой отделкой поверхности менее подвержена расслаиванию и сделает окончательную отделку всего изделия легче. Сырая древесина дает усадку больше, чем выдержанная, а при обработке на токарном станке до изгиба имеет тенденцию принимать при высыхании овальную форму в сечении. Вне зависимости от формы и размеров делайте длину заготовки больше длины готового изделия приблизительно на 100 мм. Тогда в случае расслаивания или раскалывания концов после изгибания можно будет обрезать поврежденные участки.

Для расчета длины сделайте чертеж формы изгиба в масштабе 1:1. Измерьте внешнюю сторону изогнутой детали, чтобы получить правильное значение ее длины. Эго позволит излишне не растягивать внешние волокна, что могло бы привести к растрескиванию под воздействием внутренних напряжений. Размягченные внутренние волокна смогут сжаться в достаточной степени, чтобы принять форму меньшего внутреннего изгиба.

Изготовление прижимного хомута

Изготовление прижимного хомута

Ключевым моментом в изготовлении крутого изгиба является использование гибкого прижимного хомута. Сделайте хомут из мягкой стали толщиной 2 мм и шириной по меньшей мере не уже изгибаемой заготовки. Это подойдет практически для любых работ, которыми вам, возможно, придется заняться. Чтобы избежать возможного загрязнения поверхности детали в результате реакций взаимодействия химических элементов древесины, металла и окружающей среды, хомут сделайте из нержавеющей стали или стали с гальванопокрытием либо используйте полиэтиленовую прокладку.

Установите на хомуте концевые ограничители или упоры, чтобы фиксировать торцы заготовки, не давая тем самым растягиваться и расслаиваться волокнам на внешней стороне изогнутой детали. Эти ограничители должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать значительное давление на них, и иметь достаточные размеры, чтобы торец заготовки мог упираться в ограничитель всей своей поверхностью. Можно изготовить их из толстого металлического уголка или из твердой древесины, что обычно проще сделать.

Чтобы оснастить хомут надежными концевыми упорами, установите на концах металлической ленты деревянные бруски длиной примерно 225 мм. По осевым линиям каждого блока просверлите два отверстия диаметром 9 мм на расстоянии около 150 мм друг от друга. Разметьте и просверлите полосу хомута под болты крепежа концевых упоров. Расстояние между упорами должно быть равным длине заготовки, включая припуск. Чтобы хомут обладал удобным для работы действием рычага, прикрепите к концам полосы достаточно мощные деревянные бруски на тыльной ее стороне с помощью длинных болтов крепления упоров.

Изготовление шаблона

Пропаренная древесина гнется по шаблону, который определяет форму изгиба и дает опору для волокон внутренней части изогнутой заготовки. Шаблон должен обладать большой прочностью, и иметь ширину, равную по крайней мере ширине сгибаемой детали. Он должен обеспечивать определенные возможности фиксации на нем заготовки с помощью струбцин или других зажимов.

Пропаренная древесина гнется по шаблону

Можно изготовить шаблон из толстой древесины, установив форму из нее на основание из искусственных древесных материалов, или использовать склеенные между собой листы фанеры. Поскольку гнутая древесина стремится выпрямиться после освобождения зажима, необходимо скорректировать форму шаблона с учетом распрямления детали. Для этого придется воспользоваться самым надежным, хотя и не всегда приятным способом – методом проб и ошибок, чтобы определить параметры такой коррекции.

Виды древесины для сгибания с пропариванием

  • Ясень
    Fraxinus excelsior
    Fraxinus amcricana
  • Бук
    Fagus grandifolia
    Fagus sylvatica
  • Береза
    Betula pendula
    Benda alleghaniensis
  • Вяз
    Ulmus americana
    Ulmus procera
    Ulmus liollandica
    Ulmus thomasii
  • Гикори Cartja spp.
  • Дуб
    Quercus rubra
    Quercus petraea
  • Орех
    Juglans nigra
    Juglans regia
  • Тис
    Taxus baccara
Читайте также:
Все о клеях: описание, фото, отзывы

Изготовление паровой камеры

Паровую камеру делайте из фанеры для наружного применения либо используйте пластиковые или металлические трубы-короба. Фанера позволяет изготовить с помощью клея и шурупов простую конструкцию в точности в соответствии с вашими конкретными требованиями. Этот тип камеры идеален, если планируется пропарка целых партий древесины. Камера из пластиковой или металлической трубы ограничивает диапазон размеров, но вполне пригодна для небольших заготовок.

Отрежьте отрезок трубы необходимой длины в соответствии с размерами заготовки. Длина 1 м – удобный размер, который позволяет обрабатывать заготовки целиком или даже детали повышенной длины, если необходимо согнуть только ее концевую часть. Сделайте съемные вставные концевые заслонки из фанеры для наружного использования. Просверлите в одной из них отверстие под пароповодящую трубку и рубанком сострогайте нижнюю часть кромки другой заслонки, чтобы создать возможность вентиляции и дренажное отверстие. Изготовьте специальные «открытые» заслонки с отверстием для длинных заготовок. Установите внутри трупы деревянные опоры для того, чтобы заготовка не касалась дна камеры. Сделайте теплоизоляцию камеры с помощью пенопласта или деревянных брусков, закрепив их на камере проволокой. Установите камеру на подставках с небольшим наклоном, чтобы конденсат мог вытекать. Обеспечьте резервуар-приемник для вытекающей воды.

Пар можно получить с помощью небольшого электрического испарителя или парогенератора заводского изготовления или сделать собственный испаритель из металлического бака на 20-25 л со съемной крышкой или пробкой. Одни конец короткого резинового шланга подсоедините к патрубку или вентилю (клапану), впаянному в бак, а другой вставьте в отверстие в заслонке камеры. Для нагрева воды можно использовать какой-либо нагревательный прибор, например электрическую или газовую плитку. Заполните бак наполовину водой и нагрейте ее до 100 °С. чтобы обеспечить постоянный приток пара. Ориентировочно древесину следует пропаривать 1 час на каждые 25 мм толщины. Более длительное пропаривание не обязательно улучшит пластичность древесины, но может разрушить ее внутреннюю структуру.

Сгибание древесины

У вас будет только несколько минут для того, чтобы успеть зафиксировать заготовку в шаблоне перед тем, как она начнет остывать и стабилизироваться. Заранее подготовьте рабочее место. Имейте в наличии достаточное количество струбцин и в случае обработки очень толстой древесины договоритесь с товарищем о помощи.

Перекройте подачу пара и отключите парогенератор. Извлеките заготовку из камеры и поместите ее в заранее подогнанный по размеру и подогретый хомут. Установите все это вместе на шаблон. Зафиксируйте центр, поместив между струбциной и хомутом деревянный обрезок. С натягом «накрутите» заготовку на шаблон и надежно зажмите на месте несколькими струбцинами. Дайте детали стабилизироваться по крайней мере в течение 15 мин, перед тем как перенести ее на одинаковую по форме сушильную оправку или шаблон. Можно оставить заготовку и на первом шаблоне. В любом случае выдерживание материала должно занимать от 1 до 7 суток.

Как согнуть древесину

Если вы решили отделать помещение деревом или заняться созданием красивой мебели в классическом стиле – то вам необходимо будет изготавливать криволинейные детали. К счастью, древесина является уникальной субстанцией, ведь она позволяет опытному мастеру немного поиграться с формой. Это не так сложно, как кажется, но и не так легко, как хотелось бы.

Ранее на сайте уже была публикация по изгибанию фанеры. В этой статье мы разберёмся в принципах гнутья массивной доски и бруса, узнаем, как это делают на производстве. А также приведём полезные советы от профессионалов, которые будут полезны домашнему умельцу.

Читайте также:
Материалы и конструкции корпусов маломерных судов

Почему гнутьё лучше выпиливания

Криволинейную деревянную деталь можно получить двумя методами: изогнув ровную заготовку, либо вырезав необходимую пространственную форму. Так называемый способ «выпиливания» привлекает пользователей своей простотой. Для такого изготовления деталей и конструкций не нужно использовать сложные приспособления, не приходится тратить много времени и сил. Однако, чтобы выпилить криволинейное деревянное изделие, приходится применять заведомо слишком крупную заготовку, причём очень много ценного материала будет безвозвратно теряться в качестве отходов.

Но главной проблемой являются рабочие характеристики полученных деталей. При раскрое криволинейной детали из обычного обрезного пиломатериала, волокна древесины не меняют своего направления.
Как результат, в зону радиусов попадают поперечные срезы, которые не только ухудшают внешний вид, но и заметно усложняют последующую доводку изделия, например, его фрезерование или чистовое шлифование. Кроме того, на самых уязвимых для механического воздействия скруглённых участках волокна идут поперёк сечения, что делает деталь склонной к разлому в этом месте.

Тогда как при гнутье обычно наблюдается противоположная картина, когда древесина становится только прочнее. На кромки изогнутого бруса или доски не выходят «торцевые» срезы волокон, поэтому впоследствии можно без ограничений обрабатывать такие заготовки, с использованием всех стандартных операций.

Изгибание волокон дерева

Что происходит в древесине при изгибании

Технология гнутья основана на способности древесины, сохраняя целостность, в некоторых пределах менять свою форму по мере приложения силы, а затем сохранять её после снятия механического воздействия. Однако все мы знаем, что без подготовительных мероприятий пиломатериал является упругим – то есть он возвращается в исходное состояние. А если приложенные силы слишком велики, то брус или доска попросту ломается.

Слои деревянной заготовки при изгибании работают неодинаково. Снаружи радиуса материал растягивается, внутри – сжимается, а в середине массива волокна практически не испытывают существенных нагрузок и мало сопротивляются действующим на заготовку силам (этот внутренний слой называют «нейтральным»). При критичной деформации волокна на внешнем радиусе разрываются, а на внутреннем радиусе обычно образуются «складки», которые являются довольно распространённым дефектом при изгибании мягкой древесины. Сжиматься волокна пластичных лиственных или хвойных пород могут на 20 и более процентов, тогда как предел растягивания составляет около одного-полутора процентов.

То есть для определения возможности для изгибания (без разрушения) более важным показателем будет предел относительного удлинения растянутого слоя. Он напрямую зависит от толщины детали и определяет радиус, который нужно получить. Чем толще заготовка и чем меньше радиус – тем больше будет относительное удлинение вдоль волокон. Имея данные о физических свойствах популярных пород древесины, можно для каждой из них сформулировать максимально возможное соотношение толщины и радиуса деталей. В цифрах это будет выглядеть так:

Порода Возможный (внутренний) радиус изгиба по отношению к толщине детали после пропаривания и применения шины.
Сосна 1:11
Ель 1:10
Берёза 1:5,7
Дуб 1:4
Бук 1:2,5
Тип подготовки пиломатериала Возможный (внутренний) радиус изгиба по отношению к толщине детали.
Только нагрев 1:80 – 1:100
Только увлажнение 1:50 – 1:60
Нагрев и увлажнение 1:20 – 1:30

Эти данные говорят о том, что хвойный пиломатериал, по сравнению, с плотными лиственными породами, хуже приспособлен к свободному изгибанию. Для работы с пиломатериалами на агрессивных радиусах нужно обязательно использовать комбинированные методы предварительной подготовки деталей и механической защиты.

Шина как действенный способ избежать разрушения древесины при изгибании

Так как основной проблемой является разрыв волокон со стороны наружного радиуса, именно эту поверхность заготовки нужно как-то стабилизировать. Одним из самых распространённых методов является использование накладной шины. Шина представляет собой стальную полосу толщиной от полмиллиметра до двух миллиметров, которая охватывает брус или доску по наружному радиусу и изгибается на шаблоне вместе с древесиной. Упругая полоса поглощает часть энергии при растягивании и одновременно с этим перераспределяет разрушающую нагрузку по длине заготовки. Благодаря такому подходу в купе с увлажнением и нагревом, допустимый радиус изгиба уменьшается в разы.

Читайте также:
Корпус из стеклопластика: описание, фото, отзывы

Параллельно с использованием стальной шины в гибочных приспособлениях и станках добиваются механического уплотнения древесины. Делается это при помощи прессующего ролика, который давит на заготовку по наружному радиусу изгиба. Кроме того, форма-шаблон в таком приспособлении часто наделена 3-миллиметровыми зубьями (с шагом около 0,5 см), ориентированными навстречу ходу заготовки.

Задача зубчатой поверхности шаблона – не дать заготовке проскользнуть, предотвратить взаимный сдвиг волокон в деревянном массиве, а также создать мелкую вдавленную гофру в вогнутом радиусе детали (волокна тут запрессовываются вовнутрь массива, следовательно, решаются проблемы со складками).

Схема изгиба с шиной

Прессование с шиной позволяет с минимальным процентом брака изгибать бруски и доски из хвойной и мягкой лиственной древесины. Обратите внимание, что детали из относительно твёрдых пород при гнутье с прессованием становятся примерно на десять-двенадцать процентов тоньше, а сосновые и еловые заготовки – на 20-30% тоньше. Но к положительным моментам этого метода нужно отнести значительное увеличение прочностных характеристик готового изделия, а также существенное снижение требований к наличию пороков и дефектов в заготовках из древесины.

Как улучшают пластичность древесины

В нормальном состоянии пиломатериалы обладают упругостью, существенной пространственной жёсткостью и стойкостью к сжатию. Эти ценные свойства древесина получает от лигнина – природного «сетчатого» полимера, который придаёт растениям стабильную форму и прочность. Располагается лигнин в межклеточном пространстве и в клеточных стенках, соединяя целлюлозные волокна. В древесине хвойных пород его содержится порядка 23-38 процентов, в лиственных породах – до 25 процентов.

По сути, лигнин является своего рода клеем. Мы можем его размягчить и превратить в «коллоидный раствор», если нагреть пиломатериал путём пропаривания, проваривания, обработки током высокой частоты (для мелких деталей применима также бытовая микроволновка). После расплавления лигнина заготовку изгибают и фиксируют – остывая, расплавленный лигнин отвердевает и не даёт древесине вернуться в исходную форму.

Практика показывает, что оптимальной температурой для гнутья цельной древесины (брусок, рейка, доска) будет 100 градусов Цельсия. Эту температуру нужно получить не на поверхности, а внутри заготовки. Поэтому во многом от того, насколько массивной является деталь, будет зависеть время температурного воздействия. Чем толще деталь – тем дольше её придётся нагревать. К примеру, если использовать пропаривание для подготовки к изгибанию рейки толщиной 25 мм (с влажностью около 28-32%), то в среднем на это уходит около 60 минут. Примечательно, что время выдержки под паром аналогичных по габаритам деталей для любых пород примерно одинаковое.

Кстати, считается, что перегревать деталь тоже нельзя, так как лигнин после отвердевания может потерять упругость и стать слишком хрупким.

Метод проваривания используется не часто, так как заготовка сильно и неравномерно увлажняется, а такие водонасыщенные волокна и клетки при гнутье могут рваться, как минимум, с образованием ворса. Детали после варки приходится потом слишком долго сушить. Но этот способ хорошо показывает себя, если нужно обработать для гнутья только часть заготовки.

Пропаривание позволяет прогревать заготовку равномерно, причём влажность её на выходе стремится приблизиться к оптимальной. Наиболее подходящая влажность для достижения максимальной пластичности пиломатериалов считается диапазон в 26-35 процентов (момент насыщения волокон древесины).

Читайте также:
Защита корпуса стеклотканью: описание, фото, отзывы

Чтобы пропарить древесину для гнутья в домашних условиях, используют самодельные цилиндрические камеры из металлических/полимерных труб или прямоугольные короба из дерева. В качестве источника пара выступают нагревающиеся баки, электрические чайники и прочие подобные приспособления, которые могут обеспечить температуру порядка 105 градусов и небольшое давление. Далее всегда следует этап просушивания детали (+ выдержки зафиксированной формы) примерно до пятнадцати процентов и её финишной обработки.

Паровая камера для гнутья древесины своими руками

Первоначальный вариант паровой камеры решил делать из канализационной трубы НПВХ. Покупая эту трубу рассуждал, что температура плавления НПВХ – 150–220 °С – этого более, чем достаточно для паровой камеры. Но тогда не учел один важный нюанс и это была фатальная ошибка. Но об этом далее.

Внутренний диаметр 160 мм, толщина стенок 3,2 мм, длина 1 метр. Должно хватить для большинства задач.

В трубе делал два отвода – для подачи пара и отвода конденсата. Купил два отвода в специализированном магазине сантехники. А потом встретил точно такие же отводы в простом хозмаге в 2,5 раза дешевле)))
Чтобы конденсат свободно стекал в отвод сделал прорезь в толстой стенке выходного отвода.

Заглушить паровую камеру с одной стороны было просто – стандартной заглушкой. Сразу утепляем ее техноплексом, у которого температура плавления 220 градусов Цельсия.

А вот с другой стороной пришлось повозиться, чтобы сделать открывающуюся дверцу, которая была бы герметична.

Для этого обрезаем край трубы до середины желоба для уплотнителя. Резать можно ручной ножовкой по дереву – ровность края никак не скажется на герметичности. Надо только сделать так, чтобы уплотнительная резинка на пару миллиметров выдавалась за край трубы

У стандартной заглушки также укорачиваем бортик и надеваем на нее еще одну уплотнительную резинку

Таким образом получаем надежное уплотнение будущей дверцы

Теперь надо сделать петли. Можно было просто навесить дверную петлю, но в этот раз хотелось чего-нибудь более “замороченного”. На миллиметровой бумаге начертил в точном масштабе 1:1 трубу и заглушку с учетом толщины уплотнительных резинок между ними. И нарисовал желаемую форму будущей петли.

Вырезаем шаблон из бумаги, клеим на заготовку из МДФ

И обтачиваем шаблоны на шлифовальном станке. Можно было вырезать ручным лобзиком.

И при помощи копировальной фрезы делаем заготовки будущей петли из текстолита. Температура плавления текстолита 105—130 °C

Собираем петлю при помощи клея-секунда и нержавеющего крепежа.

И петля, и замок сделаны регулируемыми, чтобы уже по месту добиться герметичности.

Далее нужно утеплить паровую камеру, чтобы она быстрее нагревалась и внутри поддерживалась максимальная температура. Оказалось, что обычные недорогие полимерные утеплители, например из вспененного полиэтилена, начинают деградировать при температурах ниже 100 градусов. Выйти их ситуации можно было вполне бюджетно, например взяв старое ватное или шерстяное одеяло. Но решил использовать утеплитель из вспененного каучука толщиной 20 мм. Он может применяться до 120 С, но вот цена у него совсем не гуманная.

А еще оказалось, что вспененный каучук чрезвычайно нежный материал, который очень легко повреждается. Поэтому решено снаружи обернуть его фольгированным полиэтиленом.
В нескольких местах крепил утеплитель скотчем, чтобы он не горбился и не разъезжался во время обтяжки. Температура плавления скотча не важна, потому что это была временная фиксация.

Из обрезков той же канализационной трубы нарезал хомуты для фиксации бутерброда из утеплителей.

Читайте также:
Руководство по покраске яхт и катеров от компании Hempel

Хомуты фиксировал бельевой веревкой)

Утеплил дверцу и мог бы порадоваться результату, но.

. но потом увидел следующий видеоролик. Оказалось, что у пластиков есть не только температура плавления, но и температура, при которой от теряют жесткость. Так вот НПВХ может длительно взаимодействовать со средами, температура которых не выше 45 С! Далее нашел в интернете истории о том, как у людей “разъезжалась” вся канализация при попытке вылить туда большое количество кипятка. Вот так вся работа пошла коту под хвост.

Кол, на колу мочало, начинай сначала.
Стало ясно, что толку от такой камеры не будет и надо все переделывать.
На этот раз решил делать паровую камеру из нержавеющей дымоходной трубы – уж она-то точно выдержит!

Но в этот раз решил сделать выходные отверстия для пара. Где-то прочитал, что пар должен обволакивать заготовки и выходить из паровой камеры, чтобы новая партия горячего пара могла сделать свою работу. Логично. Но и тут я опять ошибся. Об этом – далее.

С одной стороны трубы сделал выход для пара из латунной трубки, впаянной в заглушку

Дверцу решено делать из текстолита

В качестве уплотнителя решено использовать силиконовую форму для выпечки. Температура плавления силикона 480 С. Но это не очень удобный вариант, потому что толщина формы всего 1,5 мм.

Как и прошлый раз, утепляем дверцу и заглушку. В этот раз решил не изобретать никаких петель, а использовать петлю от калитки из хозмага.

Как же было грустно платить за каучуковый утеплитель два раза – он просто кошмарно дорогой! Но из-за его крайней нежности не смог снять его с предыдущей трубы, потому что в местах приклейки скотча он рвался и расслаивался.

Паровая камера готова. Но теперь ее надо же на что-то ставить! Да еще так, чтобы был уклон, по которому будет стекать конденсат.

Делать станину для камеры решил методом сварки

Заготовки будут укладываться на деревянную подставку и как бы висеть в паре.

В качестве парогенератора использовал советскую скороварку, купленную на блошином рынке.

Ну и провел испытания на даче. Резиновый шланг от скороварки к камере также утеплил вспененным каучуком. Температура плавления резины примерно 150 С. На фото видно, что шланг немного провис и в нижней точке стал собираться конденсат, который мог закупорить шланг. Но этого не произошло, потому что из герметичной скороварки пар под давлением проталкивал образовавшуюся пробку.

Во время испытаний, оказалось, что делать отверстия для выхода пара надо было не в верхней части камеры, а в нижней. Помните, если париться в русской бане, то чем на более высокий полок залезть, тем горячее пар, и наоборот. Оказалось, что в нижней части паровой камеры пар совсем холодный. Нет, его, конечно хватило, чтобы обжечь себе руки, но все равно самый горячий пар пролетал над заготовками и свободно выходил в отверстия. Проблема решилась затыканием выходных отверстий и тогда излишки давления стали сбрасываться через отвод для конденсата, а заготовки лучше прогреваться.

Вывод:
Во-первых, впервые столкнулся с тем, что найти теплостойкие материалы, которые можно обрабатывать не так просто.
Во-вторых, камера работает, а это значит, что я в шаге от освоения новой технологии. Это вдохновляет))

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: