ГНУТЬЕ ДРЕВЕСИНЫ Савельева О.Г., Алексеев М.В., Береснев М.А.,

Калинина В.Э., Караваев Е.Н.

DOI: 10.12737/15555

Аннотация. Рассмотрены вопросы гнутья древесины.

Ключевые слова: древесина, гнутье.

В настоящее время наблюдается рост интереса потребителей к изделиям из массивной древесины, имеющим сложные криволинейные гибкие формы. Использование массивной гнутой древесины востребовано не только для производства мебели, но и для деталей декора интерьера, а также окон, дверей, перил лестниц, изготовления музыкальных инструментов, строительства лодок и других конструкций. Способствует этому и вновь возникший интерес дизайнеров к художественной выразительности линий стиля «Модерн» повсеместно господствовавшего в начале XX века.

Выбор породы древесины для изготовления гнутых деталей определяется ее пластичностью. В известных на сегодняшний день технологиях гнутья древесины рекомендуется использовать твердолиственные породы: бук, дуб, вяз, ильм, клён, орех, ясень. Также иногда подвергаются гнутью и другие породы древесины, такие как береза, тополь, осина, ель и сосна. Получение деталей криволинейной формы из хвойной древесины гнутьём проблематично. В диссертации Баяндина М.А. [1] приведены результаты исследований повышения деформативности хвойной древесины с целью гнутья. Автором отмечено, что причиной низкой способности к гнутью хвойной древесины, являются особенности надмолекулярного строения лигнина - плотность связей между макромолекулами. Для повышения деформативности этой древесины, необходима частичная деструкция лигнина.

За последние 70 лет в лесах Российской Федерации увеличились площади мягколиственных насаждений за счет березы и осины. Что подтверждается исследованиями Бурмистрова С.С. [3]. В результате интенсивной лесоэксплуатации площадь спелых и перестойных хвойных насаждений уменьшались на 16,1%, а их запас - на 24,7%. В мягколиственных же хозсекциях площадь спелых и перестойных древостоев увеличилась на 208,1%, а их запас - на 297,6%, что является следствием слабой эксплуатации березовых и осиновых насаждений [3]. Поэтому использование древесины недифицитных мягких лиственных пород (тополь, осина и т. д.) с целью получения криволинейных деталей с помощью сложного гнутья является выходом из сложившейся ситуации. Процесс гнутья данных пород деревьев, упомянутых выше, сопровождается упрессовкой заготовки по толщине. В результате получаются гнутые детали с такими же величинами показателей прочности, что и при гнутье заготовок твердых лиственных пород. Эти показатели приводятся в статье Данкова А. С. на примере гнутья древесины гибрида белого тополя и осины [4]. На одном из графиков в представленной статье можно увидеть, что при различных уровнях влажности с ростом температуры способность к гнутью ухудшается. Автор объясняет это тем, что сочетание высокой температуры и влажности достигается в результате длительного нагрева образцов с высокой начальной величиной влажности. При этом наблюдается снижение прочности и, как следствие, потеря устойчивости анатомических элементов древесины при гнутье. И на основании полученных результатов рекомендует следующие величины технологических параметров режима процесса гнутья гибрида белого тополя и осины: влажность заготовок - 12-20 %; средняя температура: при Wk = 12-15% - 105-110°С; при Wk = 16-20% - 97-105°С; степень упрессовки - 50%.

Зачастую к гнутью подвергают брусковые заготовки, как из массивной, так и клееной древесины. Кроме рекомендаций по выбору породы древесины существуют рекомендации к её качеству, а именно особое внимание рекомендуется обращать на недопустимые для данных технологий пороки древесины, такие как наклон волокон, свилеватость, завитки, сучки. Наличие которых приведет к растрескиванию и нестабильности формы. Непосредственно перед операцией гнутья древесину обрабатывают с целью увеличения её пластичности, т.е. способности изменять свою форму без разрушения под влиянием внешних сил и сохранять эту форму после прекращения действия этих сил. Чаще всего эта обработка сводиться к обработке древесины насыщенным паром под низким давлением 0,02 — 0,05 МПа при нагревании до 80-4 20°С, иногда с предварительным её модифицированием. В качестве модификаторов могут применятся: раствор аммиака, глицерин, акустическая сода, этиловый спирт, перекись водорода, водный раствор карбамида. В ряде работ [1, 2] отмечается, что оптимальная влажность древесины при гнутье должна соответствовать 25%+35% влажности, Продолжительность обработки паром при атмосферном давлении рекомендуется в течении 2(Н25 минут на каждый сантиметр толщины заготовки. Соотношение толщины заготовки и минимального радиуса, на который можно согнуть древесину без разрушения для некоторых пород: бук - 10/25 (т.е. если заготовка толщиной в 10 мм, то минимальный радиус будет 25 мм); дуб - 10/40; береза - 10/57; ель - 10/100; сосна - 10/110 [5, 6]. На это соотношение большое влияние оказывает значение плотности древесины, которое сильно колеблется не только внутри одной породы, но даже внутри одного ствола, а также направление гнутья относительно радиального или тангенциального направления волокон.

Таким образом, возрастающий интерес к конструкциям из массивной древесины со сложной геометрией, к экологически чистым материалам, высокие требования к дизайну мебельных и столярных изделий определяют запросы рынка и, следовательно, определяют тенденции в технологиях и производстве изделий из древесины. Проблемой технологов остается отсутствие конкретных рекомендаций по возможностям древесины различных пород приобретать гнутые формы, а также по использованию с этой целью низкотекстурных, быстрорастущих - дешевых древесин.

Список литературы

  • 1. Баяндин, М. А. Повышение деформативности хвойной древесины с целью гнутья: автореферат диссертации кандидата технических наук:05.21.05 / Баяндин Михаил Андреевич;- Красноярск, 2010.- 51с.
  • 2. Боровиков, А.М. Влияние температуры и влажности на упругость, вязкость и пластичность древесины автореферат диссертации кандидата технических: 05.21.05 / А. М. Боровиков. Воронеж, 1970.-31 с.
  • 3. Бурмистрова, С.С. Повышение эффективности использования мягколиственной древесины Текст. / С.С. Бурмистрва // Сб. науч. тр. под общей редакцией доктора технических наук, профессора, заслуженного деятеля науки и техники Российской Федерации В.И. Патякина. Выпуск 6 - Санкт-Петербург. 2013.-С. 43
  • 4. Данков, А.С. Влияние температуры, влажности и степени упрессовки на способность к гнутью древесины гибрида белого тополя и осины Текст. / А. С. Данков // Деревообр. Пром-сть. 2009. - № 5 - С. 19.
  • 5. Данков, А.С. Проблемы и перспективы гнутья массивной древесины Текст. // Лес. Наука. Молодежь ВГЛТА 2006 : сб. науч. тр. / ВГЛТА. -Воронеж, 2006. - С. 288-290.
  • 6. Леонтьев И.И. Производство гнутой мебели Текст. / И.И. Леонтьев, Л. Г. Абухов; Гослесбумиздат. М.-Л., 1954. - 120 с.
  • 7. Манкевич, Л.А. Основы гнутья древесины. -Минск, 1961. -271 с.

Савельева Ольга Григорьевна, магистрант кафедры деревообрабатывающих производств Поволжского государственного технологического университета, г. Йошкар-Ола, РФ

Алексеев Михаил Вячеславовичу студент 3 курса Поволжского государственного технологического университета, г. Йошкар-Ола, РФ

Береснев Максим Александрович, студент 3 курса Поволжского государственного технологического университета, г. Йошкар-Ола, РФ

Калинина Виктория Эдуардовнау студентка 3 курса Поволжского государственного технологического университета, г. Йошкар-Ола, РФ

Караваев Евгений Николаевичу студент 3 курса Поволжского государственного технологического университета, г. Йошкар-Ола, РФ

Научный руководитель - Демитрова Ирина Павловна, кандидат биологических наук, доцент кафедры деревообрабатывающих производств Поволжского государственного технологического университета, г. Йошкар-Ола, РФ

УДК 628.542

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >