Наталья Коноплева - Лестницы. О домашнем инкубаторе. Окна - глаза дома (Сделай сам №4•2006)

Чаще всего деревянную заготовку помещают в емкость с кипящей водой и выдерживают несколько часов, поддерживая кипение воды. После этого конструкцию сгибают. Изогнутый элемент фиксируют в таком положении до полного его высыхания. После просушивания изгиб остается при снятых фиксаторах. Волокна древесины, изогнутой таким образом, принимают форму элемента, и его физико-механические свойства практически не отличаются от прямого куска древесины. Если необходимо изготавливать несколько одинаковых гнутых элементов (тетивы лестницы или поручни), используют специально изготовленные кондуктора. В противном случае добиться «одинаковости» практически невозможно. 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.

Заготовки, полученные при склеивании водоупорными клеями, можно проваривать. Заготовки, полученные при склеивании 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.

Если честно сказать, не стоило бы вам затеваться с этим делом в домашних условиях… Горячая вода — это практически кипяток, процесс замачивания займет несколько часов. У вас есть подходящая посудина, которая вместит в себя доску нужной длины на это время? Как поддерживать кипение в емкости таких объемов? Для сгиба толстой доски нужен станок, называемый гнутарным (напоминает ручной трубогиб). Естественная сушка займет не менее 10–12 дней (а может, и несколько месяцев — в зависимости от толщины профиля).

Третий метод заключается в наклеивании на деревянный брусок тонких полосок древесины в местах, соответствующих выпуклой части элемента. Многослойное наклеивание с последующей механической обработкой позволяет придать деревянному элементу любые, даже самые затейливые, формы. Этот метод довольно трудоемок и длителен.

В промышленных условиях чаще всего используется древесноклееная конструкционная древесина.

Конструкционная древесина — наиболее простой тип строительных пиломатериалов. Этот тип продукции является высокотехнологичным и постепенно получает самое широкое применение в строительстве.

Для изготовления прямолинейных элементов процесс изготовления начинается с сушки досок до уровня влажности, который не должен превышать 15 %. При этом необходимо следить за тем, чтобы в процессе сушки древесина не деформировалась. Высушенные доски острагивают, а затем сортируют по прочности. В это же время маркируют и вырезают дефекты. Затем производят клеевое сращивание заготовок по толщине доски и по длине на зубчатый шип. Это процесс производства теоретически бесконечной клееной доски. Подле высыхания клея заготовки опять остругивают и торцуют по длине.

Холодное гнутье древесины — широко распространенный (четвертый) способ получения многослойных гнутоклееных деталей. Оно основано на природной гибкости древесины. Для получения детали заданной формы и сечения необходимое количество смазанных клеем сухих (влажность 7-12 %) деревянных пластин (доски, планки, листы или полосы шпона или однослойной фанеры) укладывают в виде пакета в пресс-форму, зажимают и выдерживают до полного схватывания клея. Процесс затвердевания клея может быть ускорен прогревом пакета. Это способствует также удалению из древесины внесенного с клеем излишка влаги. Форма у деталей, полученных холодным гнутьем, сохраняется лучше, чем у деталей, изготовленных горячим способом. Устойчивость формы при этом тем выше, чем больше количество входящих в склеиваемый пакет пластин и, следовательно, чем тоньше каждая из них. Малая толщина слоев пакета позволяет, кроме того, получать гнуто-клееные детали крупного сечения с очень небольшим радиусом кривизны. Допустимое отношение h/r при холодном гнутье слоистых заготовок, набранных из тонких (2–5 мм) пластин, достигает 0,05 и даже 0,2. Это становится возможным потому, что отношение толщины отдельной изгибаемой пластины к г очень мало и не превышает 0,02-0,01. Выкраивать заготовку следует с учетом припусков на последующую обработку.

Что происходит, когда мы пытаемся согнуть деревянный элемент? При изгибе внутренние слои заготовки сжимаются, внешние растягиваются, а где-то в середине проходит линия с нулевым напряжением и нулевой деформацией. Таким образом, при изгибе внешняя сторона бруска получает приращение длины, а внутренняя наоборот становится короче. При напряжениях, больше допустимых, на внутренней стороне появляются наплывы толщины в виде гармошки, а на внешней — разрывы древесины. В самом деревянном элементе возникают силы, которые пытаются сдвинуть слои древесины относительно друг друга. Напряжения сдвига достигают такой величины, что могут вызывать скалывание вдоль волокон. А теперь просто задумаемся, зачем нам гнуть толстый брусок, не проще ли его распилить (в идеале расколоть) по длине, согнуть каждый тонкий элемент по отдельности и всё это склеить. Благо, современные клеи позволяют сделать и не такое. В итоге этой нехитрой операции мы практически полностью снимаем внутренние напряжения, направленные на сдвигание слоев древесины, и значительно уменьшаем напряжения, направленные на разгиб деревянного элемента, так как приращение длины растянутой поверхности и укорочение сжатой будут теперь происходить ступенчато.

В качестве примера можете попытаться согнуть простую деревянную ученическую линейку. Вы убедитесь, что у тридцатисантиметровой линейки без труда можно направить концы перпендикулярно друг другу. А если склеить несколько загнутых линеек и высушить в таком положении, они не будут разгибаться — энергия разгиба поглощается клеевыми прослойками.

Полученный криволинейный элемент должен состоять из нескольких слоев пиломатериалов, склеенных между собой так, чтобы волокна всех слоев были приблизительно параллельны (рис. 60).

Рис. 60. Изготовление криволинейных деревянных элементов:

1— изгибаемый элемент; 2— кондуктор; 3— струбцина

Важным моментом технологии изготовления древес но клееных конструкций является сушка материалов. Она определяет прочность гнутого элемента. Во избежание появления в элементах внутренних напряжений важно, чтобы склеиваемые слои имели одинаковую влажность или чтобы разница по влажности слоев не превышала 5 %.