Как согнуть фанеру?

Как в домашних условиях гнуть фанеру

Из фанеры можно сделать много полезных вещей: мебель, различные подставки и т. д. Но для того чтобы все это имело законченный и красивый вид, желательно придать самодельным вещам разные формы, в том числе и округлые. Тогда встает вопрос: можно ли и как гнуть фанеру самостоятельно? Чтобы на него ответить, надо знать существующие методы и технологии этого процесса. О том, как самому сделать такую работу, и будет сказано ниже.

Фанера может принимать различные геометрические формы, для этого достаточно знать технологию и некоторые строгие правила данного процесса.

Особенности

Чтобы согнуть фанеру, требуется наличие тепла и влаги. Возможно и применение сухого метода изменения формы древесины. Эти способы применимы к фанере самой разной толщины, но надо учесть, что чем толще материал, тем больше нужно времени для получения нужного результата. Сфера применения гнутой фанеры довольно широка – от строительных работ (изготовление основы для арок, облицовка винтовых лестниц и т. п.) до производства гнутой мебели.

Выбор фанеры

Так как данный материал производится путем склеивания тонких древесных слоев, которые располагаются в разных направлениях, то повышается сопротивление на изгиб. Поэтому для работы надо брать тонкую фанеру – у нее меньше слоев. На заводах ее гнут на специальных станках, используя для получения нужной формы матрицы. Материалу придают нужную эластичность, обрабатывая его предварительно паром.

Схема сгибания фанеры.

В домашних условиях, во время ремонта квартиры, часто нужны конструкции, имеющие округлую форму (например, при устройстве арки). Их можно сделать самостоятельно из гнутой фанеры. При соблюдении технологии возможно получение качественного продукта, несмотря на применение подручных средств.

Фанера продается на строительных рынках и в специализированных супермаркетах того же профиля. Выбирать надо гибкий материал, который выпускается с толщиной в 3-4 мм. Обычно его используют при создании арок в проемах дверей. После обработки деталь из такого материала укрепляют на каркас при помощи шурупов. В последнее время на рынке появилась подобная фанера китайского производства, которая сочетает в себе приемлемую цену и необходимое качество. Существует несколько методов, которые применяются для создания гнутых конструкций:

  • распаривание;
  • склеивание;
  • пропилы;
  • различные комбинации из вышеуказанных способов.

Нагрев фанеры

Этот процесс можно осуществить такими методами:

Метод пропилов подходяит для фанеры, внутрення часть которой будет закрытой.

  • используя перегретый пар;
  • погрузив материал в горячую воду (температура жидкости – 60°С);
  • замачивание в теплой жидкости (это увеличивает время работы в 20 раз и применяется редко).

Если нет возможности изогнуть фанеру этими способами, то можно попробовать обойтись без нагрева, используя для работы эпоксидный клей.

Для первого способа некоторые мастера создают пар при помощи кипящего чайника, а иногда применяют утюг. Но так как подача пара должна быть постоянной, то пар в нужном количестве получить достаточно сложно в домашних условиях, поэтому остановимся на втором способе получения гнутой фанеры.

Горячую воду надо залить в любую открытую емкость – для этого хорошо подойдет ванна. Ее объем позволяет делать гнутые детали достаточно большого размера. Заготовку из фанеры погружают в горячую воду на 30-40 минут. За это время древесина распаривается на требуемую величину. Влажный материал легко изменяет свою форму, но надо учесть, что если надо согнуть фанеру на большой угол, то этот процесс придется делать в несколько этапов: вначале изгиб древесины производят на малый угол, затем деталь погружают в горячую воду. Через 30 минут процесс повторяют, увеличивая изгиб, и так далее, пока не будет получен нужный результат. Надо учесть и тот фактор, что в очень горячей воде материал может расслоиться. Если фанера очень тонкая, то для ее распаривания может хватить и 4-6 минут. Иногда применяют и такой метод: проглаживают нагретым утюгом смоченную заготовку и сразу после этого придают ей требуемую форму. Затем опять смачивают и проглаживают нагретым утюгом.

Для обработки крупного листа фанеры паром в домашних условиях часто нет никакой возможности. Тогда для получения нужного результата в ней делают пропилы в виде полос, имеющих форму конуса. Для этой работы применяется ручной электрический инструмент с укрепленной на нем фрезой.

Эти пропилы надо делать осторожно, иначе могут возникнуть сколы на материале.

После обработки паром фанера сохраняет свою прочность на местах сгиба.

Для фанеры толщиной 4-5 мм глубина таких пропилов должна быть не более 2 мм, а количество их зависит от крутизны требуемого радиуса сгиба – чем он больше, тем многочисленнее и число самих пропилов.

После этого фанеру зажимают на шаблоне. На внешний слой материала наклеивается полоска шпона. Для этого надо взять эпоксидный клей (можно и ПВА). Деталь сохнет около 24 часов. Получается пустотелая заготовка, которая способна выдержать достаточно большие нагрузки.

Крепление заготовки

Для устойчивости полученной формы фанеры ее надо закрепить. Эту работу можно провести следующими способами:

  • на месте сгиба укладывают какой-либо тяжелый предмет, веревкой стягивают концы и устанавливают под них опоры;
  • деталь закрепляют в шаблоне с помощью шнура, скотча или веревки.

В первом случае все понятно, но нужно будет постоянно контролировать конструкцию, так как фанера при остывании может немного отойти от нужного угла. Во втором случае в виде шаблона можно применить любую конструкцию с углами изгиба, которые надо получить на вновь создаваемой детали. Чаще всего применяют самодельный шаблон из ДВП. Если делается арка, то распаренное дерево можно прямо установить на место, зажав его в проеме при помощи шурупов.

Наибольшую прочность имеет фанера, согнутая методом склеивания.

Для закрепления фанеры можно использовать стальной шаблон. Его загибают вместе с древесиной. Этот прием применяют для изготовления крупногабаритных деталей со сложной формой. Полоса из стали прикрепляется к фанере до начала погружения в ванну. Затем ее сгибают вместе с листом материала. Отсоединяют такой шаблон только после полного высыхания фанеры.

При применении для фиксации груза надо стараться, чтобы он по ширине был равен листу материала. Если это не так, то будет согнута только та часть, которая равна ширине груза. Такие способы применимы лишь для фанеры с толщиной менее 2 см. При этом надо учитывать и тот факт, что разные сорта дерева имеют различную способность сгибания (разгибания). Удовлетворительные результаты получаются при использовании фанеры из ореха, ясеня и бука. Не рекомендуется брать для такой работы листы материала из лиственницы, дуба или клена. Обычно для древесины можно выполнить растяжение на 1,5-2,5%, а сжатие – на 25-33%.

Изгиб большой толщины

Если надо сделать гнутую деталь из фанеры толщиной от 1,5 до 2,2 см, то чаще всего используется способ надрезания ее поверхности при помощи фрезы. Глубина такого прореза не должна превышать половины толщины листа применяемого материала. Она должна достигать слоя с противоположным направлением, но не углубляться в него, иначе произойдет раскол листа. Ширина прорези может быть разной. Возможно получение эффекта, когда угол сгиба с одной стороны детали будет больше, чем с другой. Этот метод можно использовать для создания стенок лодки.

Не нужно замачивать фанеру в слишком горячей воде – она может расслоиться.

Заготовку сгибают на нужный угол и зажимают в форме. Сверху наклеивают полоску шпона. Клей сохнет 24 часа. Сам процесс склеивания можно выполнять как пропилами внутрь, так и наружу – на жесткость детали это не влияет. Просто во втором случае образуются пустоты.

Еще один способ получения деталей из толстой фанеры – склеивание. При этом методе заготовку изогнутой формы вырезают с припуском в 2-6 мм из тонкого материала – это выкройка. Ее накладывают на лист так, чтобы в готовом изделии чередовались направления шпона для получения нужной жесткости и пластичности. Слои фанеры надо склеить между собой эпоксидным составом и зажать заготовку струбцинами на 24 часа – это придаст нужную форму. Когда деталь полностью высохнет, ее надо отшлифовать и сточить неровности по краям.

Для получения высококачественной детали важно выполнить следующие рекомендации:

  • радиус изгиба поперек волокна древесины должен быть намного меньшим, чем вдоль него;
  • для хранения полученных деталей влажность в комнате не должна превышать 9-11%;
  • замоченные в горячей воде или пропаренные заготовки согнуть надо, пока они еще теплые.

Для получения очень сложных гнутых конструкций лучше всего обратиться в специальные фирмы – у них есть для такой работы нужное оборудование.

Оборудование, материалы и инструменты

  1. Листы фанеры.
  2. Стальные полосы.
  3. Тонкий шпон.
  4. Струбцины.
  5. Ванна с горячей водой.
  6. Утюг.
  7. Клей эпоксидный или ПВА.
  8. Электрический инструмент с фрезой.
  9. Веревка, скотч.

Согнуть из фанеры разные детали можно самому – достаточно выбрать один из предложенных выше способов, который для вас больше всего подходит. Для успешного претворения в жизнь своей задумки покупайте качественный материал и не отступайте от технологии.

 Как согнуть дерево — гнутье древесины

Пласты тщательно смазывают клеем, закладывают в шаблон и запрессовывают. Гнутоклееные узлы производят из шпона, из пластин лиственных и хвойных пород, из фанеры. В гнутоклееных элементах из шпона направление волокон в слоях шпона может быть как взаимно перпендикулярным, так и одинаковым.

При изготовлении гнутопрофильных узлов с продольными пропилами необходимо учитывать зависимость толщины изгибаемых элементов от породы древесины и толщины изгибаемой детали.

С увеличением радиуса изгиба плиты расстояние между пропилами сокращается, как это видно на рисунке сверху. То есть ширина пропила напрямую зависит от радиуса изгиба плиты и количества пропилов.

Теперь рассмотрим теоретические аспекты гнутья

Криволиненйные детали из цельной древесины можно изготавливать двумя принципиальными способами:

выпиливанием криволинейных заготовок и приданием прямолинейному бруску изогнутой формы путем загибания его на шаблоне.Оба способа применяются на практике и имеют свои преимущества и недостатки.

Выпиливание криволинейных заготовок отличается простотой технологии и не требует специального оборудования. Однако, при выпиливании неизбежно перерезают волокна древесины, и это настолько ослабляет прочность, что детали большой кривизны и замкнутого контура, приходится составлять из нескольких элементов склеиванием. На криволинейных поверхностях получаются полуторцовые и торцовые поверхности срезов и в связи с этим ухудшаются условия обработки на фрезерных станках и отделки. Кроме того, при раскрое получается большое количество большое количество отходов. Изготовление криволинейных деталей методом гнутья требует по сравнению с выпиливанием более сложного технологического процесса и оборудования. Однако, при гнутье полностью сохраняется и даже в некоторых случаях повышается прочность деталей; на их гранях не создаются торцовые поверхности, а режимы последующей обработки гнутых деталей не отличаются от режимов обработки прямолинейнэх деталей.

Изгиб элемента
а — характер деформации заготовки при изгибе;
6 — гнутье заготовки с шиной по шаблону:
1 — шаблон; 2 — насечки; 3 — прессующий ролик; 4 — шина

При изгибе заготовки в пределах упругих деформаций возникают нормальные к поперечному сечению напряжения: растягивающие на выпуклой и сжимающие на вогнутой стороне. Между зонами растяжения и сжатия находится нейтральный слой, нормальные напряжения в котором невелики. Поскольку величина нормальных напряжений изменяется по сечению, возникают скалывающие напряжения, стремящиеся как бы сдвинуть одни слои детали относительно других. Так как этот сдвиг невозможен, изгиб сопровождается растяжением материала на выпуклой стороне детали и сжатием — на вогнутой .

Величина возникающих деформаций растяжения и сжатия зависит от толщины бруска и радиуса изгиба. Допустим, что брусок прямоугольного сечения изогнут по дуге окружности и что деформации в бруске прямо пропорциональны напряжениям, а нейтральный слой находится в середине бруска.

Порода древесины Бук Дуб Береза Ель Сосна

Н/R’ 1/2,5 1/4 1/5,7 1/10 1/11

На практике обычно требуется изгибать древесину в отношении ‘/з. Можно видеть, что хвойные породы и часть мягких лиственных пород даже при полном использовании возможных деформаций сжатия и растяжения непригодны для гнутья при малых радиусах кривизны. При этом брак при гнутье хвойных и мягких лиственных пород обусловлен образованием складок на вогнутой стороне из-за неравномерного сжатия вдоль волокон и низкого сопротивления их сжатию поперек волокон. Это можно устранить, нормируя деформации сжатия древесины, используя шаблон с насечкой, подпрессовывая древесину в процессе гнутья (рис. 60,6).

Пропаренный брусок с шиной изгибается вокруг шаблона 1, снабженного крупной насечкой 2. В месте загиба брусок прижимается к шаблону прессующим роликом 3. Происходит про-
катка бруска. Наружные, примыкающие к шине 4 слои уплотняются. Толщина бруска уменьшается и одновременно повышается сопротивление растяжению наружной части бруска. Слои древесины, примыкающие к шаблону, испытывают напряжения сжатия, вдавливаются во впадины насечки и принимают равномерно нормированную насечкой волнообразную форму вогнутойповерхности, что исключает появление складок.

Как показали исследования, в процессе гнутья деформации растяжения и сжатия протекают одновременно, но не по всему сечению бруска, а только на участке непосредственного набегания бруска на шаблон, в зоне линии, соединяющей ось шаблона с осью прессующего ролика. Этот процесс сопровождается сдвигом слоев древесины вдоль волокон, как пока-
зано линиями, нанесенными на боковую сторону бруска перед гнутьем. Бездефектный изгиб бруска возможен только до предела, пока величина от носительного удлинения растянутых или относительного сжатия сжимаемых слоев не превысит предельных значений для
данного материала.
Выведенное выше отношение действительно для материалов, у которых сопротивления растяжению и сжатию равны. Если сопротивление материала сжатию будет больше, чем растяжению, то нейтральная линия при изгибе будет смещаться к вогнутой стороне. При большем сопротивлении материала растяжению нейтральная линия будет смещаться к выпуклой стороне, что наблюдается у древесины. При свободном изгибе древесина
разрушается от разрыва наружных, растянутых слоев. Объясняется это тем, что допустимая величина деформации растяжения у древесины очень мала, всего 1—2 %, в то время как предел деформации сжатия составляет15—25 %, как видно из диаграммы

Диаграммы напряжений и деформации древесины при гнутье:

а — влияние проварки (1 — без проварки, 2 — проварка 30 мин., 3 — проварка 90 мин, 4 — проварка 180 мин), б — бука

Для повышения способности древесины к гнутью применяют гидротермическую обработку: проваривание в горячей воде или пропаривание. Такая обработка делает древесину более пластичной. Проваривание древесины значительно снижает сопротивление сжатию и увеличивает величину усадки. Сопротивление древесины растяжению и способность деформации при этом изменяются незначительно. У пропаренной древесины бука при незначительном сопротивлении сжатию (около 23 МПа) и допустимости деформаций сжатия до 30 % величина возможных деформаций растяжения остается незначительной даже при очень высоких напряжениях (2 % при 130 МПа). Это ограничивает возможность гнутья пропаренной древесины и не позволяет полностью использовать ее способность к значительной деформации сжатия. Произведение величины напряжения на величину вызываемой им деформации дает работу деформации. На диаграмме (см. рис. 61,6) возможная работа деформаций растяжения равна площади заштрихованной фигуры /, а возможная работа деформаций сжатия — заштрихованной в обратном направлении площади фигуры //. При изгибе бруска работа деформаций растяжения должна быть равна работе деформации при сжатии. Из сравнения площадей, заштрихованных на диаграмме, видно, что полностью использовать эту закономерность при изгибе пропаренной древесины без специальных мероприятий нельзя. В то время как работа деформаций растяжений достигает максимального значения (площади I), равная ей площадь работы деформации сжатия отделена на диаграмме вертикальной пунктирной линией. Она составляет только незначительную часть от возможной работы деформации сжатия. При уменьшении радиуса изгиба напряжения растяжения и вызываемые ими деформации превысят предельные значения и вызовут разрыв наружных волокон и излом бруска, в то время как возможность изгиба по деформации сжатия не будет исчерпана. Возможность изгиба пропаренной древесины ограничивается незначительной величиной допустимых деформаций растяжения, ограничивающих изгиб до соотношения примерно H/R<1/30.

Возможности гнутья могут быть значительно увеличены, если использовать способность пропаренной древесины полностью воспринимать значительные деформации сжатия. Это достигается применением тонкой стальной ленты (шины), накладываемой на наружную сторону бруска до изгиба. Шина снабжена упорами, в которые упираются торцы изгибаемого бруска. Так как сопротивление стальной шипы растяжению значительно больше, чем сопротивление древесины, то при изгибе бруска она будет препятствовать растяжению наружных слоев и изгиб произойдет, в основном, за счет деформации сжатия на вогнутой стороне бруска. Таким путем искусственно вызывают смещение нейтрального слоя к наружной стороне изгибаемого бруска и увеличивают в бруске деформации сжатия. Для предупреждения откалывания и разрывов волокон на выпуклой стороне бруска в начальной стадии изгиба шине дают натяжение, сжимая брусок ее упорами, расположенными на концах шины.

Величина начального натяжения шины не должна быть большой, так как чрезмерные деформации сжатия могут вызывать брак гнутья в виде складок на вогнутой стороне. Наилучшие результаты гнутья могут быть достигнуты при полном использовании способности древесины принимать деформации сжатия и растяжения. Это обеспечивается применением гнутарного станка с подвижным упором шины — рисунок ниже

Принцип гнутья древесины с подвижным упором

Изгибаемый брусок 1 закрепляют в шине 2 между двумя упорами 3 и 5. Во время гнутья брусок загибается на вращающийся шаблон 4. Конец шины наглухо прикреплен к каретке 6, движущейся вместе с шиной, а упор 5 сделан подвижным. Положение упора 5 регулируется положением в каретке клина 7. В него упирается стержень упора 5. Поворотами винта 8 и поднятием клина вверх можно дать шине начальное натяжение, так как при этом упор 5 будет выдвигаться клином вперед. Винт 8 связан с линейкой 9, установленной наклонно по отношению к направляющим каретки 6. При гнутье каретка скользит за шиной вперед, а скользящий по линейке винт опускается и опускает клин 7, вследствие чего упор 5 получает возможность отойти назад и ослабить первоначальное натяжение шины. Начальное положение клина в каретке показано на рисунке пунктиром.

Минимальные радиусы бездефектного изгиба древесины могут быть достигнуты в том случае, если при изгибе будет соблюдено условие: максимальная работа деформаций сжатия равна сумме работ деформаций растяжения бруска и шины. Это достигается изменением угла наклона линейки 9 и величиной отхода упора 5.

Напряжения сдвига достигают значительной величины и могут вызывать скалывание вдоль волокон. Требуется тщательная гидротермическая обработка брусков перед гнутьем. Поэтому гнутье не доводят до самого конца бруска во избежание скола у торца. Необходимым условием гнутья хвойных и мягких лиственных пород таким способом является применение шины с подвижным упором. Насечка на шаблоне должна иметь наклон в сторону заднего упора, чтобы предотвращать перемещение внутренних слоев бруска по шаблону и образование складок из-за напряжений сдвига. Такой способ гнутья позволяет изгибать не только бездефектную древесину, но и древесину с крупными сучками, расположенными на наружной стороне бруска.
Технология гнутья. Технологический процесс гнутья древесины состоит из гидродинамической обработки, гнутья и сушки изогнутых деталей для стабилизации приданной формы. В общем технологическом процессе изготовления изделий место гнутья довольно непостоянно. Чаще всего оно следует непосредственно за раскроем. Технологический процесс происходит так: раскрой на заготовки, гидротермическая обработка заготовок, гнутье, сушка и механическая обработка гнутых заготовок. В некоторых случаях гнутью подвергают уже частично обработанные детали. Например, задние ножки гнутого стула изгибают обычно после обработки на круглопалочных копировальных станках, а после гнутья только шлифуют.
Заготовка материала для гнутья. Раскрой пиломатериалов на заготовки для гнутья возможен различными способами. В некоторых случаях заготовку для гнутья получают путем раскалывания коротких отрезков кряжей (чураков). Получаемая при этом колотая заготовка, как правило, не имеет перерезанных волокон, поэтому при изгибании дает наименьший процент брака. Недостаток такого способа — низкий выход заготовок из кряжа (приблизительно на 20—25 % ниже, чем при выпиливании) и большая трудоемкость этой операции, которую выполняют вручную. На индустриальных предприятиях в большинстве случаев пользуются обычными методами выкраивания заготовок из досок на круглопильных станках. К качеству древесины заготовок для гнутья предъявляют повышенные требования: рационально раскраивать древесину по предварительной разметке, не допускать в заготовках дефектов, вызывающих брак гнутья. Заготовки необходимо вырезать только из здоровой древесины. Отклонение направления волокон от оси бруска (косослой) не должно превышать 5—10°. При раскрое следует добиваться, чтобы продольные резы шли по возможности вдоль волокон обреза доски.

При обычных методах гнутья в заготовках совершенно не допускаются сучки, в том числе и здоровые, вполне сросшиеся с древесиной. При гнутье с одновременным прессованием сучки допускаются в довольно больших пределах, что резко увеличивает выход заготовок. Нормы допускаемых пороков указываются в технических условиях на изделия. Выкраивать заготовку следует с учетом припусков на последующую обработку. Для гнутья с одновременным прессованием, кроме припуска на механическую обработку, должен учитываться припуск на упрессовку поперек волокон.

Величина упрессовки зависит от породы древесины и в среднем составляет 30—35% для сосны и ели, 50% для пихты, 20 % для лиственницы, 25 % для березы от первоначального размера. Кроме того, следует давать повышенный припуск по длине заготовки.
Гидротермическая подготовка. Гидротермическая подготовка перед гнутьем необходима для того, чтобы повысить пластичность древесины. Под пластичностью понимают свойство древесины изменять свою форму без разрушения под влиянием внешних сил и сохранять эту форму после прекращения действия этих сил. Пластичность древесины при производственной влажности (6—10%) и комнатной температуре незначительна. В таком состоянии древесина требует для изгибания больших усилий и не допускает больших деформаций. Деформации получаются в основном упругими, т. е. исчезающими после прекращения действия вызвавших их сил.

Пластичность древесины значительно повышается при нагреве во влажном состоянии. Это объясняется тем, что часть веществ, входящих в состав клеток древесины, при нагревании переходит в состояние коллоидного раствора, в результате чего снижается жесткость клеток, а следовательно, и всей массы древесины. Если влажную древесину высушить в деформированном состоянии, то находившиеся в растворенном состоянии коллоидные вещества затвердеют и сохранят приданную заготовке форму. Опыт показывает, что наилучшие результаты получаются при гнутье древесины влажностью 25—30 %, т. е. близкой к точке насыщения волокна. Как более низкая, так и более высокая влажность неблагоприятны. При меньшей влажности древесина менее пластична. Влажность сверх 25—30 %, не улучшая условий гнутья, удлиняет сроки сушки изогнутых деталей и экономически невыгодна. Излишняя влажность вредна потому, что при изгибе и сжатии древесных клеток находящаяся в них вода может местами разрывать стенки клеток, делая поверхность ворсистой.

Гидротермическая подготовка перед гнутьем чаще всего заключается в пропаривании или проваривании древесины в горячей воде. Недостаток проварки в горячей воде состоит в том, что она ведет к неравномерному увлажнению древесины и перенасыщению водой наружных волокон. Получить путем проваривания равномерную влажность и температуру нагрева всего бруска очень трудно. Поэтому проварка в горячей воде может быть рекомендована только в некоторых случаях, если пропаривание технически затруднено, например при необходимости обработать не всю деталь, а только ее часть (случай загиба носков у лыжных заготовок и т. д.), или если требуется значительное повышение начальной влажности сухих заготовок.

Для проварки пользуются деревянными чанами или металлическими ваннами и баками (лучше с лужеными внутренними поверхностями). Проварочные баки и чаны обычно обогревают паром , пропускаемым по змеевику, уложенному у дна. Температуру воды поддерживают в пределе 90-95 градусов С, не доводя ее до кипения во избежание большого парообразования. Продолжительность проварки при такой температуре колеблется в зависимости от начальной влажности, размеров и породы древесины. Так для буковых заготовок толщиной 40 мм при начальной влажности 15-25 % чивания в воде) и затем на проварку требуется около 1,5 часа.

Пропаривание древесины в атмосфере насыщенного пара получило значительно большее применение , чем проварка. Преимущество пропаривания в том, что оно незначительно изменяет влажность древесины, причем древесина с начальной влажностью ниже точки насыщения волокна повышает свою влажность, а древесина влажностью 50-60 % и выше даже немного подсушивается.
Таким образом, пропаривание позволяет нагревать древесину до нужной температуры, мало изменяя ее влажность. Путем предварительного подсушивания или увлажнения ( вымачивания в воде) и затем пропаривапия можно регулировать влажность древесины и получать ее всегда близкой к оптимальной для гнутья, т. е. около 25—30 %. Для пропаривания чаще всего пользуются насыщенным паром невысокого давления, около 0,02—0,05 МПа, что соответствует температуре пара 102—105°. Применение пара более высоких давлений сокращает сроки пропаривания, но усложняет оборудование и повышает опасность.

Заготовки цельной древесины пропаривают чаще всего в специальных пропарочных котлах, представляющих собой стальные, горизонтально установленные барабаны небольшой емко-
сти (рис. 63), Длина барабана на несколько сантиметров больше длины пропариваемых деталей. Барабан по диаметру невелик (0,3—0,4 м) и рассчитан на небольшую закладку брусков, которая может быть переработана за 30—40 мин. Увеличение емкости удлиняет время от момента открытия котла до выемки из него последних брусков; это ведет к значительному охлаждению брусков и ухудшает условия гнутья. Выгоднее иметь несколько малых котлов, чем один большой емкости.

Разрез пропарочного котла :
1- крышка, 2- спускная труба, 3 — паровая труба, 4- котел, 5 — термометр и манометр

Продолжительность пропаривания заготовок зависит от размеров и влажности древесины. При влажности заготовок 7— 10 % значительное влияние оказывает также порода древесины. При влажности, близкой к точке насыщения волокна, необходимые сроки пропаривания почти одинаковы для всех пород.

Зависимость соотношения прочностных показателей древесины от ее влажности

На рисунке показано снижение соотношения модуля упругости и предела прочности древесины в зависимости от ее влажности. Соотношение ЕКЛ/Е0 характеризует жесткость древесины. Укладывать бруски в пропарочную камеру рекомендуется с учетом положения бруска при гнутье, т. е. так, чтобы стороны бруска, примыкающие к шине и шаблону, хорошо охватывались паром; боковые же поверхности брусков могут примыкать одна к другой.

Бруски перед гнутьем можно нагревать в течение нескольких минут при помощи электрического тока высокой частоты. Физическая сущность такого нагрева описана ниже. Для повышения пластичности древесину можно пропитывать растворами аммиака, дубильных веществ, фенолов и альдегидами. Растворы алюминиевых и железных квасцов, хлористого магния и другие также повышают ее гигроскопичность. При необходимости гнуть бруски при значительном отношении H/R>1/6их предварительно пропитывают 40 %-ным раствором мочевины и сушат до влажности 15 %, после чего гнут при температуре 100 °С с последующим охлаждением в изогнутом состоянии до 25 °С для фиксирования формы. Полученные таким образом криволинейные летали при температуре 60—70 °С размягчаются и теряют свою форму. Для устранения этого недостатка пропитывают древесину перед гнутьем в смеси растворов мочевины, формалина, едкого натра и буры. При гнутье пропитанную древесину нагревают также до 100 °С. При этом компоненты раствора в стенках клеток древесины образуют мочевиноформальдегидную смолу, которая в период нагрева и гнутья отверждается окончательно, фиксируя приданную заготовке форму. Недостатком такой подготовки древесины к гнутью является длительность пропитки (3 ч на 1 мм толщины) и необходимость последующей сушки перед гнутьем в мягком режиме, исключающем отверждение образующейся в клетках мочевиноформальдегидной смолы.

Фанеру в случае гнутья на малые радиусы кривизны также можно гидротермически обрабатывать. Фанеру, полученную при склеивании водоупорными клеями, можно проваривать. Фанеру, полученную при склеиваниии белковыми клеями, можно только пропаривать, причем только наружную сторону, подвергающуюся растяжению. Если изгибают только часть заготовки, при выгибании углов, пропаривать следует только ту часть, в которой будет сделан загиб. Для этого пользуются устройством из двух гладких паровых труб, между которыми зажимается заготовка фанеры. Одна из труб имеет ряд очень мелких отверстий для выхода пара на стороне, обращенной к фанере. Таким путем заложенная между трубами фанера прогревается .и одновременно с одной стороны увлажняется. Необходимое время такой обработки перед гнутьем составляет от 5 до 10 мин. Способы и оборудование для гнутья древесных материалов разнообразны. Однако во всех случаях необходим шаблон, вокруг которого изгибается заготовка и профиль которого определяет форму ее изгиба. Только при использовании точного шаблона можно получить гнутые детали заданной формы. Применяемые для гнутья массивных брусков гнутарные станки можно разделить на два типа: станки для гнутья на неполную окружность и станки для гнутья на полную окружность.

В станках первого типа бруски с наложенной на наружную сторону стальной шиной изгибают вокруг неподвижного шаблона приложенными усилиями к обоим концам бруска или к одному из концов при неподвижно закрепленном другом конце. Станки такого типа встречаются со съемными и с неподвижно укрепленными обогреваемыми шаблонами. В первом случае после огибания бруска шиной вокруг шаблона концы тины закрепляют на шаблоне при помощи скобы. Шаблон с закрепленным на нем бруском снимают со станка и отправляют в сушильную камеру. Во втором случае брусок также закрепляют на горячем шаблоне при помощи шины и оставляют на нем для подсушивания до закрепления приданной ему формы. В отличие от станков со съемными шаблонами такие станки получили название гнутарно-сушильных. Гнутарно-сушильные станки могут быть двустороннего и одностороннего обогрева. При двустороннем обогреве они имеют вид пресса с обогреваемыми профильными плитами, между которыми зажимают бруски. Станки с односторонним обогревом имеют пустотелый

шаблон, обогреваемый паром. Изогнутую и закрепленную на шаблоне заготовку подсушивают на нем. Недостаток гнутарно-сушильных станков — неравномерность сушки и выдерживание в них заготовок в течение нескольких часов для высушивания до состояния, при котором фиксируется соответствующая форма зоготовок. Это резко снижает производительность станков. Для увеличения производительности гнутарно-сушильных станков целесобразно заготовку перед гнутьем предварительно подсушивать до 20 %, высушивать в станке до 12—15 %, а окончательно досушивать освобожденные из станка заготовки в сушильных камерах.

В станках для гнутья на замкнутый контур бруски изгибают вокруг съемного необогреваемого шаблона. В механизированных станках шаблоны вращающиеся.

Во всех случаях гнутья, независимо от используемого этой цели оборудования, необходимо, чтобы вынутые из пропарочного котла или варочного бака бруски подвергались гнутью немедленно. Задержка в гнутье недопустима, потому что остывают в первую очередь наружные слои древесины, которые испытывают наибольшие напряжения. При гнутье желательно, чтобы в брусках твердых лиственных пород (дуба, ясеня, граба, ильма) расположение годичных слоев совпадало с плоскостью изгиба, т. е. тангентальный
распил приходился на боковые стороны бруска или отклонялся лишь на 45—50°. Расположение годичных слоев перпендикулярно плоскости изгиба может вызвать появление складок на вогнутой стороне. Заготовки из лиственных рассеянно-сосудистых пород
(бука, березы ), а также из хвойной древесины, изгибаемые с одновременным прессованием, желательно располагать при гнутье так, чтобы годичные слои были перпендикулярны плоскости изгиба. Желательное расположение годичных слоев для условий гнутья не всегда может быть соблюдено по техническим условиям. Например, у лыж скользящая поверхность должна быть поверхностью радиального распила, иначе износ этой поверхности будет неравномерным.Гнутье заготовок по замкнутому контуру на гнутарном станке При гнутье с одновременным прессованием положение деталей следует выбирать таким, чтобы пороки древесины pacпологплись по возможности в растянутой и нейтральной части деталей. Наоборот, при гнутье без прессования, и особенно гнутье без шины, растягиваемая поверхность должна быть более чистой, потому что малейшие дефекты на ней могут стать причиной разрывов и отщепов волокон. Гнутье фанеры часто осуществляют в шаблонах, состоя из двух частей, т. с. из матрицы и пуансона, между котор: закладывают и выгибают фанеру. Для вдавливания пуансо фанеры в матрицу можно пользоваться винтами, пневматическимикими и гидравлическими прессами: Если гнутью подлежат большие листы фанеры, то для облегчения веса матрицу и nyансон делают легкой каркасной конструкции, но достаточно жесткой, чтобы она не деформировалась в процессе гнутья.

При расположениии волокон в наружном слое перпендикулярно оси шаблона (гнутье вдоль волокон) возможные радиусы загиба фанеры, склеенной белковыми клеями, почти не отличаются от минимальных радиусов загиба цельной древесины. При расположении волокон параллельно к оси шаблона фанера обладает меньшим сопротивлением и допускает изгиб до радиусов примерно в 2 раза меньше, чем при гнутье вдоль волокон. Однако, жесткость получаемой таким образом детали меньше, а на наружной стороне ее часто появляются мелкие долевые трещины, особенно если наружный слой состоит из шпона, имеющего скрытые трещины от недостаточного обжима при лущении. Появление таких трещин делает практически невозможной хорошую отделку, так как в период эксплуатации изделия сужаются или расширяются даже при незначительных изменениях влажности и вызывают растрескивание лежащего на них лакокрасочного покрытия. Поэтому предпочтительнее изгибать фанеру вдоль волокон или под некоторым углом к ним.

Гнутье тонкой фанеры (толщиной 1—4 мм) возможно до малых радиусов кривизны. Изгибание на малые радиусы толстой фанеры и плит (выше 5 мм) требует специальных приемов. Чаще всего делают ряд пропилов на внутренней стороне заготовки, если это допускается конструкцией изделия. Изогнутые заготовки (вместо с шаблонами и охватывающими их шинами) сушат в сушильных камерах. Конечная влажность гнутоклееных заготовок соответствует производственной влажности, принятой на данном предприятии. Применяемые режимы сушки мало отличаются от режимов сушки пиленых заготовок из тех же пород, а конструкции и системы сушильных камер подобны тем, какие применяют для сушки пиломатериалов. Высушенные до влажности (обычно ниже 12 %, стабилизирующей форму, заготовки поступают в остывочное отделение, где их охлаждают в течение нескольких часов, затем освобождают от шин и шаблонов и направляют в механическую обработку. Обработка гнутых заготовок, т. е. придание им окончательных размеров и требуемых поверхностей, принципиально не отличается от обработки прямолинейных заготовок. Базирующим приспособлением, а иногда и столам станков, на которых обрабатывают гнутые заготовки, придают форму, соответствующую форме обрабатываемых заготовок. Последовательность обработки гнутых заготовок на станках аналогична обработке заготовок из пиломатериалов.

Рабочие места в гнутарном цехе включают гнутарный станок или приспособление для гнутья, устройства для гидротермической обработки заготовок, запас необработанных и обработанных заготовок, шин и шаблонов. Схема организации рабочих мест зависит от вида и размера изгибаемых заготовок и оборудования. Однако, во всех случаях рабочие места должны быть организованы так, чтобы пропаренные заготовки можно было подавать на гнутарный станок сразу после выемки их из пропарочного котла, не перенося на большие расстояния и не разворачивая. Пропарочные котлы должны иметь манометры, указывающие давление пара. В цехе должны быть стенные часы, хорошо видные с каждого рабочего места.

Литература о технологии гнутья:

1.Запрессовочные устройства для производства гнутоклееных деталей,
Сахаров М. Д М., 1964
2.Основы гнутья древесины, Манкевич Л. А., Минск, 1961
3.Примеры и задачи по гидротермической обработке древесины: учеб.пособие.
Тупицын В.П Хабаровск, 1992. -117 c.: ил.
4.Производство гнутой мебели, Леонтьев И. И. и Абухов Л. Г., М. — Л., 1954

Фанерные листы нашли широкое применение в отделке и строительстве. Они обладают уникальными свойствами. С помощью них можно создавать практически любую форму. Благодаря этому появилась возможность создания оригинальных конструкций и более эффективного использования строительного материала.

Ниже мы напишем, как именно можно получить гнутую фанеру своими руками и на производстве.

Изготовление гнутой фанеры

Фанерный лист — это соединенные с помощью специального клеящего состава два и более листа древесины. В качестве дерева обычно используют березу, ольху, сосну либо бук.

У данных материалов есть следующие преимущества:

  • Повышенный уровень влагостойкости. Данный плюс дает возможность применять влагостойкую фанеру в зданиях с повышенным уровнем влаги либо при декорировании фасадов сооружений.
  • Коробление отсутствует полностью, и фанера не подвергается гниению.
  • Красивый и эстетичный внешний вид.
  • Простота в самостоятельном использовании. Работа с таким материалом очень легка.
  • Фанерные листы устойчивы к солнечным лучам.
  • Низкая стоимость. Технические показатели гораздо лучше, чем у натурального дерева.
  • Легкий уход. Фанерные листы можно обрабатывать различными чистящими средствами.
  • Экологичность. Фанера выполнена из экологически чистых пород дерева, и безопасна для здоровья человека. Поэтому гнутая фанера отлично подойдут для любой комнаты в доме, даже в детской.
  • Высокая износостойкость. При соприкосновениях с разной мебелью не изнашивается.
  • Долговечность. Благодаря своим качествам обладает увеличенным сроком эксплуатации.
  • Есть возможность сделать гнутую фанеру с разнообразием плавности форм. Это качество отлично подойдет для создания оригинальных конструкций.

Как гнуть фанеру в домашних условиях

Гнуть фанеру можно двумя способами, о которых мы напишем ниже.

Но есть один важный момент, при использовании любого из методов не располагайте верхний шпон волокнами поперек изгиба, так как может образоваться излом.

Сгибание слоев фанеры при склеивании

Такой прием обычно применяют на производстве, и его смысл заключается в следующем.

Используют специальные пресс-формы для криволинейного шпона, предварительно подогрев их с помощью пара либо электрического тока. После этого в форму помещаются проклеенные и согнутые фанерные листы, с уровнем влажности не больше 20%. Гнутые детали из фанеры выдерживают в пресс-форме, пока клей окончательно не высохнет.

Если вы решили гнуть фанеру своими руками, то можно поступить следующим образом:

  1. Склеить несколько тонких фанерных листов при помощи столярного клея.
  2. Изогнуть листы самостоятельно в нужное положение.
  3. Зафиксировать положение по краям листов эпоксидным раствором.
  4. Подождать, пока листы высохнут.

Метод хороший, но не забывайте о том, что для него используют только тонкий шпон. Готовые листы толстой фанеры в данном случае вам не подойдут.

Как гнуть фанеру после ее высыхания

Тонкие листы фанеры сгибаются просто так. А вот утолщенные листы должны пройти сначала предварительную обработку, чтобы стать намного мягче и гибче. Только тогда фанерный лист можно сгибать.

Обработка фанерных листов идет следующих типов:

  1. На производстве используют для таких случаев специализированные промышленные паровые машины.
  2. В домашних условиях можно воспользоваться парогенератором либо использовать чайник.
  3. Фанерные листы больших размеров помещают в горячую воду для придания большей эластичности. Но очень важно не допустить расслоения листа. Для этого вы можете оставить фанеру в воде на 20 минут, а потом перенести ее в жесткую заготовку и оставить на неделю. Далее обильно смочить заготовку водой, прогнуть и прогладить утюгом. Потом снова промочить и убрать всю лишнюю воду. Выполнять это необходимо до получения определенной формы.

После данной обработки гнуть фанеру можно следующим образом:

  1. Поместить листы в каркасный шаблон. Это необходимо выполнять аккуратно и качественно. Чтобы зафиксировать листы лучше используйте распорки и систему ремней.
  2. Использовать стальные полосы. Свяжите их с листом фанеры и загните в нужную форму. Стоит отметить, что металл хорошо держит форму. Оставьте готовую конструкцию до полного ее высыхания.
  3. Пропил толстых листов. На место будущего изгиба нужно нанести несколько разрезов, для более легкого изгиба. После установить заготовку в нужное положение, а возникшие щели заклеить клеящим составом.

Очень часто гнутую фанеру применяют при производстве мебели.

При помощи приведенных выше способов можно придать фанерным листам плавности форм.

Они будут хранить свое положение и после полного высыхания. Благодаря этим методам производство арок для дверей и округлых форм стен стало очень легким.

В строительстве и производстве гнутая фанера дает следующие преимущества:

  • Получается минимальное количество углов. Это очень актуально для детских комнат. Неусидчивость детей очень часто приводит к близким контактам с углами.
  • Оригинальный интерьер. Нашим глазам интереснее наблюдать плавные переходы линий, а не их остроту. Данный дизайнерский ход успокаивает и улучшает общий настрой.
  • Благодаря монолитности готовой конструкции можно избавиться от загруженности деталями фиксации. Прочность и надежность готовой конструкции существенно увеличивается.

Фанера — это отличный строительный материал. Листы подходят как для отделки, так и для производства изделий из гнутой фанеры.

Их стоимость и высокие технические качества сделали листы достойными соперниками простой древесине.

Как согнуть фанеру в домашних условиях

Услуги фигурной обработки фанеры в профессиональных мастерских стоят достаточно дорого, но для изготовления изящной арки или оригинальной интерьерной мебели вполне реально с задачами изгиба фанерного листа справиться собственноручно.

Выбор фанеры под изгиб

Максимально возможная амплитуда изгиба фанерного листа в большинстве случаев зависит от его толщины. Тонкие полотна с толщиной в 3-4 мм гнутся очень легко, так как листы с толщиной до 10 мм меняют свою форму под воздействием горячего пара или кипящей воды. Более прочные листы с толщиной в 15-22 мм требуют значительных усилий. Потребуется последовательное размачивание, гибка элементов, пропилка, поэтапное склеивание отдельных деталей в крупное изделие.

Как согнуть фанеру в домашних условиях: особенности технологий

Наиболее эффективным способом гибки плотной фанеры является пропаривание. Собственноручное распаривание неэффективно в случае отсутствия мощного парогенератора. Бытовой утюг, обычный пар из кипящей кастрюли для подобных целей не подходят, так как создают неоправданные энергетические затраты. Более подходящие варианты – замачивание, пропиливание и склеивание.

Склеивание фанеры

Гибка начинается с подготовки отдельных фанерных деталей с запасом в 4-6 мм на каждой, желательно использовать слои шпона с разнонаправленными волокнами. Каждая заготовка поочередно гнется и приклеивается к остальным с помощью эпоксидного клея. Далее стоит выполнить еще несколько шагов:

  • Просушивание изделия в фиксированном положении в течение суток.
  • Обработка торцов наждачной бумагой для устранения остатков клея.
  • Декоративная обработка готового изделия.

Замачивание фанерного листа

Предварительно необходимо поместить деталь в подогретую воду с температурой в 60 °С на полчаса, чтобы шпон стал максимально податливым, мягким и гибким. Далее можно гнуть подогретую фанеру на незначительный радиус и просушивать. Последовательное замачивание, изгиб и сушку рекомендуется повторять до достижения требуемой формы.

Пропиливание плотной фанеры

Изначально нужно выполнить на детали поперечные изгибу конусные надрезы. Глубина разрезов не может превышать половины толщины листа. Стоит помнить: чем круче угол изгиба, тем больше потребуется разрезов. Далее выполняется гибка детали до необходимой формы, после чего с помощью клеевого состава присоединяется полоса тонкого шпона с обратной стороны изделия.

Каталог товаров

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *