Chemisches Biegen von Holz. Holzbiegetechnik

Anweisungen

Zur Herstellung gebogener Teile aus Holz kommen im Wesentlichen zwei Methoden zum Einsatz: Sägen nach Schablone und Biegen von vorgedämpftem Holz nach Schablone auf einer Spezialmaschine. Die erste Methode führt zum Schneiden der Fasern und zur Verringerung der Festigkeit der Teile. Das Biegen bietet einen hohen Prozentsatz an nutzbarer Teileausbeute und eine erhebliche Festigkeit. Biegeteile können nachbearbeitet werden gute Qualität und verschiedenen mechanischen Behandlungen unterzogen (profiliert, mit Dornen, Ösen usw. geformt).

Fähigkeit Holzbrett Die Biegsamkeit wird durch die Plastizität des Holzes bestimmt und ist abhängig von der Holzart. Buche, Birke, Eiche, Kiefer und Fichte weisen die größte Plastizität auf. Sie können jedoch die plastischen Eigenschaften des Werkstücks steuern, indem Sie es hydrolysieren Wärmebehandlung.

Bei einer Temperatur von 100 °C und einer Luftfeuchtigkeit von 30 % geht ein Teil der Stoffe, aus denen die Zellen des Materials bestehen, in einen Gelzustand über, während die Zellwände und Holzfasern elastisch und weich werden. Dieses Holz lässt sich leicht biegen. Nach dem Trocknen behält das gebogene Brett seine vorgegebene Form, da die kolloidalen Substanzen aushärten.

Die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt durch Einkochen heißes Wasser oder Dämpfen mit gesättigtem Niederdruckdampf. Üblicher ist das Dämpfen, da bei dieser Behandlung das Holz gleichmäßiger erhitzt wird und das Holz nicht übermäßig durchfeuchtet wird.

Beim Biegen einer so behandelten Platte auf einem Muster oder in einer speziellen Spannvorrichtung entstehen innere Spannungen im Material. Holz dehnt sich auf der konvexen Seite und zieht sich auf der konkaven Seite zusammen. In der mittleren neutralen Schicht sind die Spannungen Null.

Unter Zugbelastung verlängert sich die Außenschicht, während die Innenschicht kürzer wird. Das Ausmaß der Verformung hängt von der Dicke des Stegs und dem Biegeradius ab. Um die Dehnung der Holzfasern zu begrenzen und deren mögliches Reißen zu verhindern, wird auf der konvexen Seite des gebogenen Teils ein Spezialstahlbus mit einer Dicke von bis zu 2,5 mm angebracht. Das Werkstück wird zusammen mit dem Reifen gebogen. In diesem Fall erstreckt sich die Neutrallinie in Richtung der gedehnten Fasern über die Platte hinaus und eine Biegung erfolgt nur aufgrund der Kompression.

Bei der Herstellung unterschiedlichster Tischlerprodukte muss der Handwerker häufig gebogene Teile verwenden. Durch Sägen ist es nicht immer möglich, die gewünschte Form zu erhalten, da es hier auf die Festigkeit des Materials und seine Wirtschaftlichkeit ankommt. In solchen Fällen ist es notwendig, das Holz unterzubiegen verschiedene Winkel.

Du wirst brauchen

  • - Heißes Wasser;
  • - Offenes Feuer;
  • - Probe;
  • - Stahlstreifen;
  • - Ammoniakwasser.

Anweisungen

Verwenden Sie zum Biegen Dämpfen oder Wärmebehandlung. Wenn Sie das Holz mehrere Stunden lang aussetzen hohe Temperatur und Feuchtigkeit können Sie eine Veränderung der Plastizität des Materials erreichen und das Werkstück im gewünschten Winkel biegen.

Wählen Sie sorgfältig diejenigen aus, die Sie anschließend biegen möchten. Verwenden Sie für diese Behandlung längsgesägte Bretter. Vermeiden Sie defekte und verdrehte Bretter sowie Werkstücke mit Ästen. Wenn Sie Materialien mit beschädigten Fasern verwenden, kann es an der Fehlerstelle zu Rissen im Werkstück kommen.

Die Schichten werden sorgfältig mit Leim eingefettet, in eine Schablone gelegt und festgedrückt. Gebogene geklebte Einheiten aus Furnier, aus Hartholz- und Weichholzplatten, aus Sperrholz. Bei gebogenen Furnierschichtelementen kann die Richtung der Fasern in den Furnierschichten entweder senkrecht zueinander oder identisch sein.

Bei der Herstellung von gebogenen Profilelementen mit Längsschnitten ist die Abhängigkeit der Dicke der gebogenen Elemente von der Holzart und der Dicke des gebogenen Teils zu berücksichtigen.

Mit zunehmendem Biegeradius der Platte verringert sich der Abstand zwischen den Schnitten, wie in der Abbildung oben zu sehen ist. Das heißt, die Schnittbreite hängt direkt vom Biegeradius der Platte und der Anzahl der Schnitte ab.

Schauen wir uns nun die theoretischen Aspekte des Biegens an

Gebogene Massivholzteile können grundsätzlich auf zwei Arten hergestellt werden:

Ausschneiden gebogener Werkstücke und einem geraden Stab durch Biegen auf einer Schablone eine gebogene Form zu geben. Beide Methoden werden in der Praxis angewendet und haben ihre Vor- und Nachteile.

Sägen gebogene Rohlinge Die Technologie ist einfach und erfordert keine spezielle Ausrüstung. Allerdings werden beim Sägen zwangsläufig die Holzfasern zerschnitten, wodurch die Festigkeit so stark geschwächt wird, dass Teile mit großer Krümmung und geschlossener Kontur aus mehreren Elementen durch Kleben zusammengesetzt werden müssen. Auf gekrümmten Flächen ergeben sich Halbend- und Endschnittflächen und damit verbunden die Bearbeitungsbedingungen Fräsmaschinen und Abschluss. Außerdem fällt es beim Schneiden aus große Menge eine große Menge Abfall. Die Herstellung gebogener Teile im Biegeverfahren erfordert im Vergleich zum Sägen einen aufwändigeren Prozess. technologischer Prozess und Ausrüstung. Beim Biegen bleibt die Festigkeit der Teile jedoch vollständig erhalten und erhöht sich in manchen Fällen sogar; An ihren Stirnseiten werden keine Endflächen erzeugt und die Art der Nachbearbeitung gebogener Teile unterscheidet sich nicht von der Art der Bearbeitung gerader Teile.

Elementbiegen
A- Art der Verformung des Werkstücks beim Biegen;
6 - Biegen des Werkstücks mit dem Reifen gemäß der Schablone:
1 - Vorlage; 2 - Kerben; 3 - Andruckrolle; 4 - Reifen

Beim Biegen des Werkstücks im Rahmen elastischer Verformungen entstehen Spannungen normal zum Querschnitt: Zug auf der konvexen Seite und Druck auf der konkaven Seite. Zwischen den Zug- und Druckzonen liegt eine neutrale Schicht, in der die Normalspannungen gering sind. Da der Wert normaler Stress Bei Änderungen über den Querschnitt entstehen Scherspannungen, die dazu neigen, einige Schichten des Teils relativ zu anderen zu verschieben. Da diese Verschiebung nicht möglich ist, geht das Biegen mit einer Dehnung des Materials auf der konvexen Seite des Teils und einer Kompression auf der konkaven Seite einher.

Die Größe der resultierenden Zug- und Druckverformungen hängt von der Dicke des Stabes und dem Biegeradius ab. Nehmen wir an, dass der Block rechteckiger Abschnitt der Stab kreisbogenförmig gebogen ist und die Verformungen im Stab direkt proportional zu den Spannungen sind und sich die neutrale Schicht in der Mitte des Stabes befindet.

Bezeichnen wir die Dicke des Balkens H, seine anfängliche Länge durch Siehe, Biegeradius entlang der neutralen Linie durch R(Abb. 60, a). Die Länge des Blocks entlang der Neutrallinie bleibt beim Biegen unverändert und ist gleich Lo = P R ( J /180) , (84) wobei p die Zahl ist Pi(3, 14...), j – Biegewinkel in Grad.
Die äußere gestreckte Schicht erhält die Dehnung D L (Delta L). Gesamtlänge Der gestreckte Teil des Blocks wird aus dem Ausdruck ermittelt Lo+ D L= P (R + H/2) J /180 (85)
Subtrahiert man den vorherigen Wert von dieser Gleichung, erhält man die absolute Dehnung
D L= P (H/2)( J /180). (86)
Relative Erweiterung Ähm wird gleich D sein L/Lo = H/2R, d.h. relative Ausdehnung beim Biegen von D Ll/Lo hängt vom Verhältnis der Stabdicke zum Biegeradius ab; Je dicker der Block, desto größer ist er H und je kleiner der Biegeradius ist R. Eine ähnliche Beziehung für den Wert der relativen Kompression beim Biegen kann auf ähnliche Weise erhalten werden.
Nehmen wir an, dass es sich um ein Muster handelt R" gebogener Block mit Anfangslänge Siehe und gleichzeitig werden maximale Druck- und Zugverformungen erreicht. Bezeichnet von E szh der Wert der zulässigen Druckverformung von Holz entlang der Fasern und durch E Wenn der Wert der zulässigen Zugspannung entlang der Fasern wächst, können wir eine Beziehung für die gedehnte Seite schreiben
L = Lo(1 + Erast)= P (R" + H) J /180 (87)
Von hier R" + H = / P ( J /180) .
Für die komprimierte (konkave) Seite gilt L 2 = Lo (1 - Eczh) = p R"(j/180)
oder R" = / P ( J /180 ). (88)
Wenn wir den zweiten vom ersten Ausdruck subtrahieren, erhalten wir
H = )