Деревина визнана одним із найбезпечніших для здоров'я людини матеріалів, що використовуються в будівництві та при виготовленні різних меблів. Її екологічність можна оцінити п'ять балів, що значно розширює сферу використання дерев'яних виробів. З деревини можна отримати найрізноманітніші за формою та розмірами заготівлі. У цьому допомагають особливі. До цих технологій відносять і гнуття і склеювання деревини, що широко застосовуються в сучасному виробничому циклі.

Весь процес деревообробки займає значний проміжок часу. Спочатку дерево – все це відбувається на підприємствах, зайнятих деревообробкою. Надалі з дерева заготовляють дошки та інші матеріали.

Ці заготівлі надходять на заводи, де вже з них виготовляють спеціально будівельні матеріалиабо різні меблі. У процесі виробництва можуть знадобитися різні за формою та розмірами дерев'яні заготовки і тому широко застосовуються такі техніки роботи з деревом як гнуття та склеювання.

Склеювання застосовують для виготовлення деталей потрібного розміру та форми. Зрощування деревини можна проводити за шириною, довжиною або товщиною. Заздалегідь підготовлені торці заготовок можуть мати спеціальні пази або шипи, що підвищує міцність деталей, що з'єднуються. У процесі склеювання використовують різні види столярного клею.

Гнутість деревини необхідне виробництва криволінійних деталей. Гнути деревину можна вручну за дотримання деяких особливостей цієї роботи або на спеціальних верстатах.

Міцність та практичність дерев'яних виробів, для виготовлення яких використовуються спеціальні верстати для склеювання або гнуття, можна оцінити на п'ять балів. На деревообробних виробництвах завжди намагаються дотриматися всієї технології роботи з деревиною, і тому вироблений товар відрізняється високою якістю.

Фото описаних вище способів обробки деревини

Зрощування Склеювання Гнутті

Основні етапи технології склеювання

Склеювання це основний процес роботи з деревиною на будь-якому меблеве виробництво. Для того щоб отримати міцну та якісну заготівлю необхідно суворо дотримуватися всієї технології процесу з'єднання окремих деталей. Точність всіх робіт необхідна і для запобігання можливій подальшій деформації.

Процес з'єднання деревини та виробів з неї складається з кількох етапів:

• Підготовка самих заготовок.
• Вибір та нанесення клейового складу.
• Власне саме склеювання.

Попередня підготовка дерев'яних брусків та інших заготовок полягає у створенні в них спеціальних шпильок або пазів, що можна зробити за допомогою спеціального інструменту- Фрези.

Використання фрези для зрощування деревини

Фрезерування досить стара галузь обробки деревини. Перші фрезерувальні верстати з'явилися понад три століття тому. На сьогодні фрезерування є незамінним та універсальним способом обробки деревини.

До цього деревообробного верстата можна підібрати різні за формою фрези – гострозаточені елементи з різними видами лез. За допомогою цих фрез виготовляються різні деталі.

У процесі склеювання фрезерувальні верстати необхідні для:

• Нарізки шипів різної форми, за допомогою яких надалі склеюватимуться окремі заготівлі.
• Створення отворів у матеріалі. Пристрої фальців та пазів, які також необхідні у процесі виготовлення деталей різних форм.

Фрезерувальні верстати використовуються повсюдно, вони можуть бути як ручними, так і електричними. Простоту виготовлення дерев'яних заготовок для склеювання за допомогою верстата можна оцінити на чотири бали. Для того, щоб отримати точну заготовку спочатку необхідно набути деякого досвіду.

У цьому відео надано огляд фрез для зрощування деревини та виконання технологічних з'єднань. Показані фрези для прямого та кутового зрощування, а також фреза мікрошип, зигзаг та хвиля:

Автоматична лінія для дерев'яних заготовок

Зрощування пиломатеріалів на будь-якому виробництві дозволяє створити високоміцні матеріали з новими, затребуваними якостями і дозволяє раціонально розпорядитися відходами виробництва.

В автоматичні лінії для зрощування входять кілька послідовно працюючих верстатів, які дозволяють отримати в результаті потрібний по довжині та ширині матеріал із коротких заготовок. За допомогою лінії для зрощування одержують популярний на сьогодні клеєний брус.

Весь технологічний процес при використанні на виробництві лінії для зрощування дерев'яних заготовок складається з декількох етапів, які забезпечує комплекс верстатів, що входять в установку.

• Відрізний прес-верстат забезпечує потрібні розміриматеріалу.
• Фрезерувальний верстат готує шипи та пази у дерев'яних заготовках.
• Клеєнанесена установка розподіляє клей відповідно до виставлених параметрів.
• Торцювальний верстат завершує процес склеювання.

Використання лінії для зрощування на меблевих фабрикахзабезпечує високу продуктивністьзнижує кількість робочих місць. , Отриманих за допомогою автоматичних верстатів, можна оцінити на п'ять балів, так як весь процес строго контролюється.

Так працює автоматична лініязрощування по довжині:

Види клею

Правильний підбір виду клею визначає всю якість з'єднання дерев'яних заготовок. Вибір клею також залежить від виду деревини, що склеюється, і від форми заготовок. Найчастіше використовуються водостійкі склади клею.

У меблевій промисловості використовується кілька видів синтетичних складів, що клеять:

• Термореактивні клеї використовуються для проклеювання шипових деталей без нагрівання. Основою цих видів клею є рідкі смоли.
• Фенолформальдегідні клеї застосовуються для проклеювання дерев'яних плит, дерев'яні заготовки та фанери.
• Епоксидні клеї в основному використовуються для з'єднання дерева з іншими матеріалами - металом, пластмасою.
• На підприємствах, що займаються деревообробкою, найчастіше застосовують клей на основі карбамідних смол. Також часто використовуються клейові склади у вигляді порошку, які потребують попередньої підготовки.

Склеювання деталей здійснюється холодним способом та за допомогою їх нагрівання. Для склеювання заготовок по ребрах часто застосовують плівку, що клеїть, вона являє собою листи різного розміру.

Перед склеюванням деталі потрібно попередньо підготувати, тобто знежирити, видалити бруд і різні видиплям. Після нанесення клею по всій поверхні та з'єднання необхідних заготовок деталі затискають за допомогою спеціальних пристроїв, які прибирають лише повного просушування.

Верстати

Для зрощування деревини, що склеюється, можуть застосовуватися спеціальні верстати у вигляді пресів. Вони відбувається затискання деталей на необхідний час. Це забезпечує міцне з'єднання між собою клейових поверхонь та виключає зміщення деталей. Прес можна вибрати за довжиною бруса, потужністю, наявністю додаткових функцій.

Склеювання деревини в домашніх умовах

Склеювання деревини іноді може знадобитися і вдома. Часто це відбувається при розклеюванні дерев'яних комплектів меблів або при різних поломках. Перед склеюванням поверхні дерев'яних виробів потрібно правильно підготувати.

Для цього їх пори зачищають від старого клею, шару фарби, знежирюють розчинником, просушують. Після нанесення клею на обидві деталі їх акуратно з'єднують і затискають у струбціні не менше ніж на 30 хвилин.

До клеїв, що часто використовуються, відносять:

• Клей казеїновий.
• Водостійкі шви дає синтетичний столярний клей.
• Міцне склеювання виходить при використанні клею "Дубок", "Аго", "Мекол", "Марс".

Для того щоб досягти високої міцності деталей, що склеюються необхідно суворо дотримуватися інструкції, що додається до кожного виду клею.

Наочно подивитися як здійснюється склеювання деревини можна на відео:

Технологія гнуття

Гнути деревини можна визначити як процес згинання шаруватих або цільних заготовок з деревини для надання їм необхідної криволінійної форми. Технологія гнуття заснована на пластичних якостях різних видівдеревини. Криволінійні дерев'яні деталі можна одержати і шляхом обробки на спеціальних верстатах, але цей метод використовується рідко, оскільки має ряд негативних наслідків.

Опис процесу

Найбільшою пластичністю має деревина твердих порід, таких як дуб, бук, ясен. Тому й виготовлення криволінійних деталей використовують переважно породи цих дерев. Розрізняють холодне та гаряче гнуття деревини.

Гаряче гнуття засноване на різкому збільшенні пластичності дерев'яних заготовок при їх нагріванні від 80 до 120 градусів. Досягається такий режим нагрівання проварюванням у воді або пропарюванням.

Пластифіковані таким чином дерев'яні заготовки згинають за підготовленим шаблоном і закріплюють затискачами, після чого охолоджують і просушують. При гнутті опукла сторона розтягується до необхідного рівня, а увігнута стискається. Товсті заготовки гнуть за допомогою спеціальних верстатів.

Холодне гнуття використовують для отримання багатошарових криволінійних гнутих деталей. Для отримання деталі потрібної форми потрібно кілька змащених клеєм заготовок укласти один на одного, надати їм необхідну форму і за допомогою прес-верстата витримати необхідний час. Форма заготовок, одержаних методом холодного гнуття, зберігається довше.

Як роблять вигнуту деревину, розповість відео:

Гнутість деревини в домашніх умовах

Гнутість деревини в домашніх умовах починається з вибору матеріалу. Приготовлені деталі мають бути прямошаровими, попередньо їх потрібно просушити у природних умовах. Також потрібно замочувати деталі, якщо вони виготовлені із ясена, дуба, бука. Перед гнуттям заготовки потрібно пропарити.

Для цього можна використати підготовлену самостійно парову камеру. Для виготовлення такого пристрою підійде труба і киплячий чайник, від якого пара безперервно надходитиме в цю камеру по шлангах.

Час витримки заготовок можна визначити тільки досвідченим шляхом, але вважається, що для досягнення потрібної пластичності необхідно, щоб один сантиметр деревини по товщині пропарювалися протягом від 30 до 40 хвилин. Перетримувати виріб також не варто.

Перед початком гнуття потрібно підготувати форму та затискачі. Після прогріву деревини вона добре піддається гнуттю лише 5-10 хвилин, тому потрібно все робити дуже швидко. Витримують вироби у формі до повного їхнього просихання, зазвичай це займає не менше одного тижня. Потім можна обробити готову деталь або провести її.

Використовують такий процес обробки деревини для виготовлення своїми руками різних видів меблів. При цьому ціна виробів значно знижується, і це можна оцінити на п'ять балів. Але трудомісткість всього процесу забирає багато часу і тому зайнятися гниттям дерев'яних заготовок та їх подальшим використанням можуть лише по-справжньому захоплені люди.

Приклади елементів інтер'єру, виготовлених з гнутої деревини

Спинка ліжка Стіл Декоративний елемент Стільці

Якщо ви вирішили обробити приміщення деревом або зайнятися створенням красивих меблів класичному стилі- то вам потрібно буде виготовляти криволінійні деталі. На щастя, деревина є унікальною субстанцією, адже вона дозволяє досвідченому майструтрохи погратися із формою. Це не так складно, як здається, але не так легко, як хотілося б.

Раніше на сайті вже була публікація з вигинання фанери. У цій статті ми розберемося в принципах гнуття масивної дошкиі бруса, дізнаємося, як це роблять на виробництві. А також наведемо корисні порадивід професіоналів, які будуть корисні для домашнього умільця.

Чому гнути краще випилювання

Криволінійну дерев'яну детальможна отримати двома методами: зігнувши рівну заготівлю, або вирізавши необхідну просторову форму. Так званий спосіб "випилювання" приваблює користувачів своєю простотою. Для такого виготовлення деталей і конструкцій не потрібно використовувати складні пристрої, не витрачати багато часу і сил. Однак, щоб випиляти криволінійний дерев'яний виріб, доводиться застосовувати свідомо занадто велику заготовку, причому дуже багато цінного матеріалу буде безповоротно губитися як відходи.

Але головною проблемоює робочі характеристики одержаних деталей. При розкрої криволінійної деталі із звичайного обрізного пиломатеріалуволокна деревини не змінюють свого напряму.
Як результат, до зони радіусів потрапляють поперечні зрізи, які не лише погіршують зовнішній вигляд, але і помітно ускладнюють подальше доведення виробу, наприклад, його фрезерування або чистове шліфування. Крім того, на найуразливіших для механічного впливу округлених ділянках волокна йдуть поперек перерізу, що робить деталь схильною до розлому в цьому місці.

Тоді як при гнутті зазвичай спостерігається протилежна картина, коли деревина стає лише міцнішою. На кромки вигнутого бруса або дошки не виходять «торцеві» зрізи волокон, тому можна без обмежень обробляти такі заготовки, з використанням всіх стандартних операцій.

Що відбувається у деревині при згинанні

Технологія гнуття заснована на здатності деревини, зберігаючи цілісність, в деяких межах змінювати свою форму в міру застосування сили, а потім зберігати її після зняття механічного впливу. Однак усі ми знаємо, що без підготовчих заходівпиломатеріал є пружним - тобто він повертається у вихідний стан. А якщо прикладені сили надто великі, то брус чи дошка просто ламається.

Шари дерев'яної заготівлі при згинанні працюють неоднаково. Зовні радіуса матеріал розтягується, всередині - стискається, а в середині масиву волокна практично не відчувають суттєвих навантажень і мало опираються силам, що діють на заготівлю (цей внутрішній шар називають «нейтральним»). При критичній деформації волокна на зовнішньому радіусі розриваються, але в внутрішньому радіусі зазвичай утворюються «складки», які досить поширеним дефектом при згинанні м'якої деревини. Стискаються волокна пластичних листяних або хвойних порідможуть на 20 і більше відсотків, тоді як межа розтягування становить близько одного-півтора відсотків.

Тобто для визначення можливості для згинання (без руйнування) більш важливим показникомбуде межа відносного подовження розтягнутого шару. Він безпосередньо залежить від товщини деталі та визначає радіус, який потрібно отримати. Чим товщі заготівля і що менше радіус - тим більше буде відносне подовження вздовж волокон. Маючи дані про фізичні властивості популярних порід деревини, можна для кожної з них сформулювати максимально можливе співвідношення товщини та радіусу деталей. У цифрах це виглядатиме так:

Вигин з використанням сталевої шини

Вигин без використання шини

Ці дані говорять про те, що хвойний пиломатеріал, порівняно з щільними листяними породами, гірше пристосований до вільного згинання. Для роботи з пиломатеріалами на агресивних радіусах необхідно обов'язково використовувати комбіновані методипопередньої підготовки деталей та механічного захисту.

Шина як дієвий спосіб уникнути руйнування деревини при згинанні

Оскільки основною проблемою є розрив волокон з боку зовнішнього радіусу, саме цю поверхню заготівлі потрібно якось стабілізувати. Одним із найпоширеніших методів є використання накладної шини. Шина є сталевою смугою товщиною від півміліметра до двох міліметрів, яка охоплює брус або дошку по зовнішньому радіусу і згинається на шаблоні разом з деревиною. Пружна смуга поглинає частину енергії при розтягуванні і одночасно з цим перерозподіляє навантаження, що руйнує, по довжині заготівлі. Завдяки такому підходу в поєднанні з зволоженням і нагріванням, допустимий радіус вигину зменшується в рази.

Паралельно з використанням сталевої шини у згинальних пристосуваннях та верстатах домагаються механічного ущільнення деревини. Робиться це за допомогою пресуючого ролика, який тисне на заготівлю зовнішнього радіусу вигину. Крім того, форма-шаблон у такому пристрої часто наділена 3-міліметровими зубами (з кроком близько 0,5 см), орієнтованими назустріч ходу заготівлі.

Завдання зубчастої поверхні шаблону - не дати заготівлі прослизнути, запобігти взаємному зсуву волокон. дерев'яний масив, і навіть створити дрібну вдавлену гофру у увігнутому радіусі деталі (волокна тут запресовуються всередину масиву, отже, вирішуються проблеми зі складками).

Пресування з шиною дозволяє з мінімальним відсоткомшлюбу вигинати бруски та дошки з хвойної та м'якої листяної деревини. Зверніть увагу, що деталі відносно твердих порід при гнутті з пресуванням стають приблизно на десять-дванадцять відсотків тоншими, а соснові та ялинові заготовки - на 20-30% тоншими. Але до позитивних моментів цього методу потрібно віднести значне збільшення характеристик міцності готового виробу, а також суттєве зниження вимог до наявності пороків і дефектів у заготовках з деревини.

Як покращують пластичність деревини

У нормальному станіпиломатеріали мають пружність, істотну просторову жорсткість і стійкість до стиснення. Ці цінні властивості деревина отримує від лігніну – природного «сітчастого» полімеру, який надає рослинам стабільної форми та міцності. Розташовується лігнін у міжклітинному просторі та в клітинних стінкахз'єднуючи целюлозні волокна. У деревині хвойних порід його міститься близько 23-38 відсотків, у листяних породах - до 25 відсотків.

Насправді, лігнін є свого роду клеєм. Ми можемо його розм'якшити і перетворити на «колоїдний розчин», якщо нагріти пиломатеріал шляхом пропарювання, проварювання, обробки струмом високої частоти (для дрібних деталей застосовується також побутова мікрохвильова піч). Після розплавлення лігніну заготівлю вигинають і фіксують - остигаючи, розплавлений лігнін твердне і не дає деревині повернутися у вихідну форму.

Практика показує, що оптимальною температуроюдля гнуття незбираної деревини (брусок, рейка, дошка) буде 100 градусів Цельсія. Цю температуру потрібно одержати не на поверхні, а всередині заготівлі. Тому багато в чому від того, наскільки масивною є деталь, залежатиме час температурного впливу. Чим товстіша деталь - тим довше її доведеться нагрівати. Наприклад, якщо використовувати пропарювання для підготовки до згинання рейки завтовшки 25 мм (з вологістю близько 28-32%), то в середньому на це йде близько 60 хвилин. Примітно, що час витримки під парою аналогічних за габаритами деталей будь-яких порід приблизно однаковий.

До речі, вважається, що перегрівати деталь теж не можна, тому що лігнін після затвердіння може втратити гнучкість і стати дуже крихким.

Метод проварювання використовується не часто, так як заготівля сильно і нерівномірно зволожується, а такі водонасичені волокна та клітини при гнуття можуть рватися як мінімум з утворенням ворсу. Деталі після варіння доводиться потім дуже довго сушити. Але цей спосіб добре показує себе, якщо потрібно обробити для гнуття лише частину заготівлі.

Пропарювання дозволяє прогрівати заготівлю рівномірно, причому вологість її на виході прагне наблизитися до оптимальної. Найбільш підходяща вологість для досягнення максимальної пластичності пиломатеріалів вважається діапазон 26-35 відсотків (момент насичення волокон деревини).

Щоб пропарити деревину для гнуття в домашніх умовах, використовують саморобні циліндричні камери із металевих/полімерних труб або прямокутні короби з дерева. Як джерело пари виступають баки, що нагріваються, електричні чайникита інші подібні пристрої, які можуть забезпечити температуру близько 105 градусів і невеликий тиск. Далі завжди слідує етап просушування деталі (+ витримки зафіксованої форми) приблизно до п'ятнадцяти відсотків та її фінішної обробки.

Хімічні методи пластифікації деревини

Відомо також, що можна зробити пиломатеріал більш податливим, використовуючи просочення різними складами. Є готові просочення, які роблять клітини деревини пластичнішими, наприклад, «Super-Soft 2». Деякі практикуючі майстри замочують дерево у про кондиціонерах для текстилю, отримуючи подібний результат.

Але можуть використовуватися також досить примітивні «рецепти» із вмістом нашатирного та етилового спирту, гліцерину, лугів, перекису водню, розчинених галунів... Багато з них діють гранично просто – підвищують здатність заготівлі поглинати воду та допомагають утримувати вологу у волокнах.

Тонкі вироби типу шпону обробляються розпиленням, але підготовче просочення хімією нормальних пиломатеріалів, як правило, виконується методом повного занурення. Щоб робочі речовини потрапили всередину бруска або рейки, потрібен час, зазвичай потрібно від 3-5 годин до кількох діб (щоправда, нагрівання допомагає скоротити очікування).

Багато в чому саме через тривалість процесів хімічну пластифікацію застосовують не часто, хоча є інші проблеми: ціна хімії, зміна забарвлень, необхідність забезпечити захист від шкідливих випарів, збільшена схильність таких вигнутих деталей до розпрямлення.

Поради щодо згинання пиломатеріалів з використанням гідротермічної підготовки

• Дуже ретельно підбирайте за якістю заготівлі для гнуття. Краще не використовувати матеріал із тріщинами, сучками (навіть живими та зрослими), нахилом волокон. Якщо варіантів для цього немає, то орієнтуйте деталь у гнутарному пристрої (верстат або шаблон) так, щоб дефекти потрапляли в зону увігнутого радіусу, а не в зону розтягування на зовнішньому радіусі. Віддайте перевагу методу згинання з шиною.
• При доборі заготовки обов'язково необхідно передбачити зміну розміру деталі після формування. Наприклад, на 30 відсотків може зменшуватися товщина хвойного бруска, якщо виконується гнення з пресуванням.
• Навіть якщо ви плануєте велику фінішну обробку – не залишайте надто багато матеріалу. Чим тонше заготівля, тим легше вона гнеться без руйнування.
• Якщо обсяг робіт невеликий, то краще не випилювати заготовки, а розколювати їх із чурок. Так вдається уникнути зрізу волокон і, як наслідок - шлюбу при згинанні.
• Для гнуття бажано використовувати пиломатеріал з природною вологістю. Якщо застосовувати сухі заготівлі, то перевагу варто віддати тим, що не оброблялися в сушильній камері, а вели під навісом - атмосферним способом.
• Після пропарювання працюйте з розм'якшеною деревиною дуже швидко, тому що лігнін починає твердіти практично відразу, особливо в найвразливіших зовнішніх шарах масиву деревини. Зазвичай потрібно орієнтуватися на запас часу від півгодини до 40 хвилин, тому немає сенсу робити великі камери, якщо весь матеріал з яких ви просто не встигнете встановити шаблони.
• Розташовуйте матеріал у пропарювальній камері так, щоб саме поверхні, звернені до зовнішнього радіусу, безперешкодно потрапляли під струмені пари.
• Щоб заощадити час, багато столярів відмовляються від застосування шаблонів зі струбцинами. Натомість вони використовують на шаблонах металеві скоби та клини, або стовпчики-обмежувачі.
• Майте на увазі, що вигнутий брусок або рейка все одно прагнути розпрямлення. І це розпрямлення завжди відбувається на кілька відсотків. Тому коли потрібно висока точністьу виготовленні деталі необхідно провести випробування і на основі отриманих результатів підкоригувати форму шаблону (зменшити радіус).
• Після остигання деталі у формі дайте їй ще постояти. Деякі досвідчені меблярі воліють зробити витримку 5-7 днів. Шину, як правило, на весь цей час залишають закріпленою на деталі.

Природа не любить прямі лінії і потрібно витратити чимало часу та зусиль, щоб зробити дерев'яні виробипрямими. Однак згинання деревини - це також досить трудомісткий процес. Гнуті дерев'яні елементичасто використовуються в скандинавських меблях у вигляді красивих, легких і міцних виробів з єдністю структури та форми. У цій статті ми розглянемо кілька способів згинання деревини: просте силове згинання, згинання з використанням пропилів, згинання на пару та згинання шарами.

Це найпростіший метод, який полягає в ручному згинанні деревини та прикріпленні її до форми для фіксації вигину. Чим менша товщина деревини - тим легше її гнути. З цього випливає, що більше вигин, тим тонше має бути деревина. Шпон може набувати практично будь-яких вигинів, у той час як дубову заготовку товщиною 2 см практично неможливо зігнути. Також слід враховувати, що різні породидеревини мають різний ступіньгнучкості. Так співвідношення товщини заготівлі та мінімального радіусу вигину за деякими породами становитиме: бук - 1/2,5; дуб – 1/4; береза ​​– 1/5,7; вільха – 1/8; ялина - 1/10; сосна – 1/11. Тобто при товщині букової заготовки 10 мм, мінімальний радіус вигину становитиме 25 мм.

Як правило, заготівля фіксується за допомогою клею, оскільки використання цвяхів або шурупів у місцях вигину може призвести до утворення тріщин та розломів. Є негласне правило - те, що можна зафіксувати вручну, можна зафіксувати за допомогою клею. При склеюванні для зменшення проміжків потрібно рухатися від центру до країв, або від одного краю до іншого.

Цей метод згинання деревини найменш міцний, оскільки деревина пропилюється майже по всій товщині і в ній залишається зовсім небагато міцності. Тому цей спосіб згинання деревини використовується тільки там, де немає великого навантаження, наприклад, закруглені куточки і т.п.

Основним матеріалом виготовлення гнуто-пропиленных деталей є фанера. Для досягнення найкращих результатівпропили краще виготовляти на круглопильному верстаті з використанням обмежувального стопора. Пропили потрібно робити упоперек волокон на відстані близько 5-10 мм. один від одного. Глибина пропилу має бути близько 1/5 товщини заготовки.

Щоб зафіксувати вигин, можна використати клей або деревний порозаповнювач. Склеюючи і фіксуючи дві вигнуті рейки пропилами всередину, можна створювати цікаві елементив деяких конструкціях, хоч і з обмеженою міцністю.

За своїм фізичним властивостямтака деревина близька до деревини гнутої гідротермічним способом, а за деякими показниками динамічних навантажень, вона має навіть кращі механічними властивостями, ніж цілісний дерев'яний масив.

Першим кроком є ​​підготовка ламелей. Товщина ламелей багато в чому визначається величиною вигину. Чим більше вигин, тим тонше повинні бути ламелі та навпаки. Як правило, товщина ламелів не повинна перевищувати 3,2 мм.

Потім нарізані шари деревини змазують клеєм і стискають у шаблоні за допомогою захоплень. Для з'єднання ламелей не можна використовувати стандартний столярний клей. Для цих цілей найкраще підходить клеї на основі карбамідоформальдегідних або епоксидних смол.

Перш ніж вийняти деталь із шаблону, клей повинен схопитися протягом доби. Потрібно також враховувати, що після розтискання форми заготівля може трохи розпрямитись. Мінімізувати цей ефект можна шляхом зменшення товщини ламелів або створення форми з невеликим перегином.

Гідротермічна згинання деревини дає найбільш якісний результат, проте потребує великих трудовитрат і технічного оснащення.

Перед початком процесу згинання слід приділити належну увагу вибору деревини. Практично будь-яку породу деревини можна зігнути, але найкращу гнучкість мають тверді породи, такі як дуб, бук, в'яз, береза, вишня, клен, горіх, ясен. Не рекомендується використовувати хвойні та м'які породи, такі як ялина, сосна, кедр, вільха. Також важливо, щоб деревина була без тріщин та сучків у місці передбачуваного вигину.

Кожна клітина волокон деревини покрита лігніном - клеєподібним. хімічною речовиною, яке за нормальної температури міцно зв'язує волокна. Тепло, що передається парою, розм'якшує лігнін, дозволяючи волокнам стискатися і розтягуватися. Охолоджуючись, лігнін твердне і знову міцно зв'язує волокна разом.

Найкраще для згинання підходить свіжозрубана деревина. Оптимальним варіантомтакож є деревина атмосферного сушіння, так як при камерному сушінні лігнін помітно зміцнюється, ускладнюючи вигин. Перед пропарюванням деревину камерної сушіння можна замочити на ніч у воді. Для обробки деревини атмосферного сушіння та попередньо замоченої деревини камерної сушіння потрібен однаковий час.

Найкращі пластичні властивості деревина набуває при вологості 25-30% і за нормальної температури близько 100°С. Час пропарювання залежить від товщини деревини. Так, наприклад, для пропарювання заготовки з початковою вологістю 30% і товщиною 25 мм з досягненням температури в центрі заготівлі до 100°С необхідна 1 година, а товщиною 35 мм - близько 2 годин.

Перед вилученням заготовки перевірте, щоб усі інструменти були під рукою, оскільки деревина остигає і твердне дуже швидко. Обов'язково надягніть щільні рукавички, щоб не обпектися пором. Вийміть деталь і одразу зафіксуйте її захопленнями.

Вилучення виробу із форми зазвичай супроводжується невеликим розгином. Тому форма повинна мати вигин трохи більше, ніж потрібно, щоб зберегти кривизну виробу, що шукається. Щоб мінімізувати розгин, залиште деталь закріпленою у формі принаймні на кілька днів.

У деревообробному виробництві у великих кількостях виготовляють криволінійні деталі. Виготовлення криволінійних деталей проводиться двома способами: випилюванням з дощок або плиті гнуттям прямолінійних брусків (цілісногнуті деталі)або шарів деревини з одночасним склеюванням (гнутоклеєні деталі).

Технологічний процесгнуття деревини. Технологічний процес гнуття брусків з масивної деревини включає наступні операції: заготівлю матеріалу для гнуття, гідротермічну обробку, гнуття і сушіння.

Заготівля матеріалу для гнуття.Заготівлі для гнуття отримують з необрізних дощокшляхом їх розкрою на круглопильних верстатах. До заготівель для гнуття пред'являються такі вимоги.

Кососар не повинен перевищувати 10°. При звичайних методах гнуття в заготовках не допускаються сучки. У заготовках з одночасним пресуванням сучки допускаються у межах, що різко збільшує вихід заготовок. Викроювати заготовки слід з урахуванням припусків на подальшу обробку деталей. При гнутті з одночасним пресуванням, крім припуску на обробку, повинен передбачатися припуск на пресування деревини поперек волокон і підвищений припуск по довжині заготівлі. Для підвищення виходу заготовок для гнуття розкраювати дошки рекомендується після попередньої розмітки.

На невеликих підприємствах зберігся спосіб отримання заготівель для гнуття шляхом розколювання чураків. Колота заготівля не має кососла, тому при згинанні дає менший відсоток шлюбу. Однак цей спосіб дуже трудомісткий, тому що виконується вручну і дає на 20-25% нижче вихід заготовок з кряжа, ніж при розпилюванні.

Після розкрою (або розколювання) заготовки для деталей круглого перерізуобробляються на токарно-копіювальних або круглопаличних верстатах, а заготовки для деталей прямокутного перерізу - на поздовжньо-фрезерних верстатах. Можна загинати і нестругані заготовки, але в цьому випадку дошки розкроюють пилками, що дають чистий і точний пропил.

Гідротермічна обробка.Гідротермічна обробка деревини перед гнуттям проводиться для того, щоб підвищити пластичність деревини. Оптимальна пластичність деревини досягається при нагріванні у вологому стані. Це пояснюється тим, що при нагріванні частина речовин, що входять до складу клітин, переходить у колоїдний стан.

В результаті цього підвищується здатність клітин та всієї деревини до деформації. При сушінні деформованої (гнутої) деревини колоїдні речовини тверднуть і зберігають надану форму.

Гідротермічна обробка деревини перед гнуттям здійснюється проварюванням у гарячій водіабо пропарюванням. Для проварювання застосовують дерев'яні чани або металеві ванни та баки. Вода у ваннах та чанах нагрівається парою.

Температуру води підтримують лише на рівні 90-95°С, не доводячи до кипіння. Тривалість проварювання залежить від початкової вологості, розмірів та породи деревини.

При проварюванні складно отримати рівномірну температуру та вологість усієї заготовки, зовнішні шари перенасичуються водою. Тому проварювання у гарячій воді застосовують лише у тих випадках, коли пропарювання технічно утруднене.

Найбільш широке застосуванняу виробництві отримало пропарювання деревини в атмосфері насиченої пари. Пропарювання дозволяє нагрівати деревину до потрібної температури(70-80°С), регулювати вологість деревини та отримувати її завжди близькою до оптимальної для гнуття, тобто. близько 25-30%.

Для пропарювання користуються насиченою парою низького тиску(0,02-0,05 МПа), що відповідає температурі 102-105°С. Пропарювання деревини здійснюється в металевих котлах-барабанах або бетонних камерах, що герметично закриваються. Місткість котлів і камер невелика, розрахована на закладку брусків у кількості 30-40 шт.

Казани розташовуються біля кожного гнутарного верстата і з'єднуються паропроводом між собою в батарею. Бруски в котли та камери укладають на прокладках для того, щоб забезпечувалося краще омивання їх парою.

Тривалість пропарювання залежить від початкової вологості та температури деревини, розмірів брусків та тиску пари в котлі. Час пропарювання визначається за спеціальною діаграмою. Наприклад, для заготовок товщиною 40 мм при початковій вологості 30% і тиску пари в пропарювальному котлі 0,03-0,05 МПа тривалість пропарювання становить 12-13 хв, а для заготовок товщиною 80 мм - 65 хв.

Фанеру у разі гнуття на малі радіуси кривизни також можна піддавати гідротермічній обробці. Фанеру, склеєну синтетичними клеями, проварюють, а склеєну казеїновим або альбуміновим клеєм тільки пропарюють.

Вийняті з пропарювального котла або варильного бака заготовки повинні піддаватися гнуттю негайно. Не можна допускати охолодження зовнішніх шарів деревини, які зазнають найбільшої напруги при гнутті.

Гнуті деревини та обладнання.Верстати для гнуття деревини поділяються на два типи: з холоднимиі гарячимиформами.

Верстати першого типу (рис. 4.13) застосовують для гнуття замкнутий контур. Бруски згинаються навколо знімного необогріваного шаблону, що обертається. 6. Шаблон разом із шиною 2 надівається на вертикальний вал 8 , який приводиться в обертальний рух електродвигуна через редуктор 7.

Вільний кінець шини закріплюється у каретці 4, ковзної по напрямних 3. Брусок 5 закладається між шаблоном 6 та шиною 2 і закріплюється рухомим упором. Потім включається електродвигун, при цьому повертається вал 8 з одягненим на нього шаблоном і згинається брусок разом із шиною.

У місці загину встановлено ролик /, що щільно притискає брусок до шаблону. Задній кінець шини закріплюється за допомогою скоби на шаблоні. Шаблон з бруском і шиною знімаються зі верстата і прямують у сушіння, але в верстат надягають новий шаблон, і операція повторюється.

Мал. 4.13.

7 - притискний ролик; 2 - шина; 3 - напрямна; 4 – брусок; 5 – заготівля;

б-шаблон; 7 – редуктор; 8 - вал

Мал. 4.14.

7 - гачок; 2 - шаблон; 3 - Наголос; 4 – шина; 5 - заготівля

Гнутарні верстати з гарячими формами називаються гнутарно-сушильними, вони можуть бути з дво- та одностороннім обігрівом. Верстати з двостороннім обігрівом являють собою гідравлічний або пневматичний прес з профільними плитами-шаблонами, що обігріваються, між якими затискаються згинаються бруски. У цих верстатах бруски витримуються в затиснутому стані до повного закріплення форми і сушіння заготовок.

У верстатах з одностороннім обігрівом (рис. 4.14) заготовки 5 закладаються між гарячим шаблоном 2, парою, що обігрівається, і шиною 4 і кріпляться упором 3. Вигнуті заготовки 5 разом із шинами закріплюють на шаблоні спеціальними гачками /. Заготівлі залишаються у верстаті до закріплення наданої їм форми.

Це досягається висушуванням деревини приблизно до 15% вологості, на що витрачається 90-180 хв. Для збільшення продуктивності гнутарно-сушильних верстатів заготовки перед гниттям рекомендується підсушувати до 20% вологості, витримувати в верстаті до вологості 12-15%, а остаточну досушку до виробничої вологості знятих зі верстата заготовок проводити в сушильних камерах.

Гнуті фанери здійснюють у шаблонах, що складаються з двох частин: матриці та пуансона, між якими закладають та вигинають фанеру. При цьому використовуються спеціальні пристрої, гвинти, пневматичні та гідравлічні преси.

Гнути з одночасним пресуванням полягає в тому, що деревину згинають навколо шаблону, з насічкою, і в процесі гнуття із зовнішнього боку заготовки притискають її до шаблону через шину пресуючим роликом.

Відбувається прокатка заготовки. Товщина заготівлі зменшується, шари деревини на увігнутій стороні заготівлі набувають хвилеподібної форми від вдавлювання насічки шаблону, зовнішні шари ущільнюються. Це сприяє підвищенню опору стиснення увігнутих шарів у деревині та розтягуванню зовнішніх.

Гнути з одночасним пресуванням значно покращує здатність деревини до гнуття, дозволяє згинати деревину з великими сучками, розташованими на зовнішній сторонізаготівлі. Воно застосовується для гнуття деревини хвойних та м'яких листяних порід.

Сушіння заготовок після гнуття.Вигнуті заготовки сушать в сушильних камерах до експлуатаційної вологості, причому заготовки поміщають в камеру разом з шаблонами і шинами, що їх охоплюють. Конструкція сушильних камер подібна до тих, які застосовують для сушіння пиломатеріалів.

Висушені заготовки вивантажують із камер і направляють у остигальне відділення, де витримують не менше 48 год для вирівнювання внутрішніх напруг. Тільки після цього заготовки звільняють від шаблонів та шин і направляють до цеху. механічної обробки.

Послідовність та принципи механічної обробки гнутих заготовок на верстатах, тобто. надання їм остаточних розмірів та чистої поверхні, принципово не відрізняються від обробки прямолінійних заготовок.

Виготовлення гнутоклеєних деталей. Для отримання гнутоклеєних деталей гідротермічна обробка деревини перед гнуттям та сушіння після гнуття не потрібні. Гнутоклійні деталі виготовляють із лущеного шпону або фанери. Технологічний процес отримання гнутоклеєних деталей складається з підготовки сировини (шпону, фанери або тонких планок), нанесення на поверхні, що склеюються. клейового розчину, склеювання заготовок з одночасним гнуттям у прес-формах або в шаблонах та витримки деталей після запресування для вирівнювання вологості та напруги.

Склеювання проводиться або в блоках або окремими деталями. Пресування ведуть у гідравлічних пресах із прес-формами або шаблонами. Використовують один з трьох видів нагріву пакета, що пресується: електроконтактний, паровий або струмами високої частоти (ТВЧ). Найбільш прогресивне нагрівання ТВЧ. При цьому способі потрібно менше часу пресування і більш рівномірно розподіляється температура перерізу пакета.

Як сполучний при виготовленні гнутоклеєних деталей використовуються клеї на основі карбамідних смол великої концентрації та підвищеної швидкості затвердіння. Витрата таких клеїв на 1 м 2 поверхні, що намазується, становить 110-120 г.

При виготовленні меблів не обійтися без криволінійних деталей. Отримати їх можна двома способами - випилюванням та гниттям. Технологічно, здавалося б, легше випиляти криволінійну деталь, ніж відпарювати, гнути, а потім протягом певного часу витримувати її до повної готовності. Але у випилювання є низка негативних наслідків.

Перше - існує велика ймовірність перерізання волокон при роботі з викружною пилкою (саме вона застосовується за такої технології). Наслідком перерізання волокон буде втрата міцності деталі і, як наслідок, всього виробу в цілому. Друге – технологія випилювання передбачає більша витратаматеріалу, ніж технологія гнуття Це очевидно, і коментарів не потрібно. Третє - всі криволінійні поверхні випиляних деталей мають торцеві та півторцеві поверхні зрізів. Це суттєво впливає на умови подальшої їх обробки та оздоблення.

Гнуття дозволяє уникнути всіх цих недоліків. Звичайно, гнуття передбачає наявність спеціального обладнання та пристроїв, а це не завжди можливо. Тим не менш, гнуття можливе і в домашній майстерні. Отже, якою ж є технологія процесу гнуття?

Технологічний процес виготовлення гнутих деталей включає гідротермічну обробку, гнуття заготовок і їх сушіння після гнуття.

Гідротермічною обробкою досягається покращення пластичних властивостей деревини. Під пластичністю розуміють властивості матеріалу змінювати свою форму без руйнування під дією зовнішніх сил та зберігати її після того, як дія сил буде усунена. Найкращі пластичні властивості деревина набуває при вологості 25 - 30% і температурі в центрі заготівлі на момент гнуття приблизно 100°С.

Гідротермічну обробку деревини виконують пропарюванням у котлах насиченою парою низького тиску 0,02 - 0,05 МПа при температурі 102 - 105°С.

Так як тривалість пропарювання визначається часом досягнення заданої температурив центрі пропарюваної заготовки, той час пропарювання збільшується зі збільшенням товщини заготовки. Наприклад, для пропарювання заготовки (з початковою вологістю 30% і початковою температурою 25°С) товщиною 25 мм з досягненням температури в центрі заготовки 100°С необхідний 1 год., товщиною 35 мм - 1 год.50 хв.

При гнутті заготовку кладуть на шину з упорами (мал.1), потім у механічному або гідравлічному пресізаготівлю разом із шиною згинають на заданий контур, в пресах, як правило, вигинають одночасно кілька заготовок. Після закінчення гнуття кінці шин стягують стяжкою. Зігнуті заготовки надходять на сушіння разом із шинами.

Сушать заготовки 6 - 8 год. Під час сушіння стабілізується форма заготовок. Після сушіння заготовки звільняють від шаблонів і шин і витримують щонайменше 24 год. Після витримки відхилення розмірів гнутих заготовок від початкових зазвичай становить ±3 мм. Далі заготовки обробляють.

Для гнутих заготовок застосовуються лущений шпон, карбамідоформальдегідні смоли КФ-БЖ, КФ-Ж, КФ-МГ, М-70, деревостружкові плитиП-1 та П-2. Товщина заготовки може бути від 4 до 30 мм. Заготівлі можуть мати найрізноманітніші профілі: кутові, дугоподібні, сферичні, П-подібні, трапецієподібні та коритоподібні (див. рис.2). Такі заготовки виходять шляхом одночасного згинання та склеювання між собою змащених клеєм листів шпону, які сформовані в пакети (рис. 3). Така технологія дозволяє отримати вироби найрізноманітніших архітектурних форм. До того ж виготовлення гнутоклеєних деталей зі шпону економічно доцільне через малу витрату лісоматеріалів та порівняно невеликих трудовитрат.

Пласти ділянок намазують клеєм, закладають у шаблон та запресовують (рис. 4). Після витримки під пресом до схоплювання клею вузол зберігає надану йому форму. Гнутоклеєні вузли виготовляють із шпону, із пластин листяних та хвойних порід, із фанери. У гнутоклеєних елементах зі шпону напрям волокон у шарах шпону може бути взаємно перпендикулярним, так і однаковим. Вигин шпону, при якому волокна деревини залишаються прямолінійними, називається вигином поперек волокон, а при якому волокна вигинаються - вигином уздовж волокон.

При конструюванні гнутоклеєних вузлів зі шпону, що несуть при експлуатації значні навантаження (ніжки стільців, корпусних виробів), найбільш раціональні конструкції з вигином вздовж волокон у всіх шарах. Жорсткість таких вузлів значно вища, ніж вузлів із взаємно перпендикулярним напрямом волокон деревини. З взаємно перпендикулярним напрямом волокон шпону в шарах конструюють гнутоклеєні вузли товщиною до 10 мм, що не несуть великих навантажень при експлуатації (стінки ящиків тощо). У цьому випадку вони менше схильні до формозмінюваності. Зовнішній шартаких вузлів повинен мати пайовий напрямок волокон (вигин уздовж волокон), тому що при вигині поперек волокон у місцях вигину з'являються дрібні пайові тріщини, які виключають гарне оздобленняВироби.

Допустимі (радіуси кривизни гнутоклеєних елементів із шпону залежать від наступних конструктивних параметрів: товщини шпону, кількості шарів шпону в пакеті, конструкції пакета, кута вигину заготовки, конструкції прес-форми.

При виготовленні гнутопрофільних вузлів з поздовжніми пропилами необхідно враховувати залежність товщини елементів, що згинаються від породи деревини і товщини згинається деталі.

У таблицях елементи, що залишилися після пропилів, названі крайніми, інші - проміжними. Мінімальна відстань між пропилами, яку можна отримати становить близько 1,5 мм.

Зі збільшенням радіуса вигину плити відстань між пропилами зменшується (рис. 5). Ширина пропилу залежить від радіусу вигину плити та кількості пропилів. Для отримання закруглених вузлів у плиті після її фанерування та шліфування вибирають паз у тому місці, де буде вигин. Паз може бути прямокутним або типу « ластівчин хвіст». Товщина фанерної перемички (дна паза), що залишилася, повинна дорівнювати товщині облицювальної фанери з припуском 1-1,5 мм. У прямокутний паз вставляють на клею закруглений брусок, а в паз «ластівчин хвіст» - смугу шпону. Потім плиту згинають і витримують шаблоні до схоплювання клею. Для надання куту більшої міцності в нього з внутрішньої сторониможна поставити дерев'яний косинець.