СПОСОБ ГНУТЬЯ МАССИВНОЙ ДРЕВЕСИНЫ
METHOD FOR BENDING OF MASSIVE WOOD

Изобретение относится к области технологии гнутья массивной древесины и может быть использовано при производстве криволинейных элементов из массивной древесины в изделиях мебели, деталях лестниц, арочных конструкциях и др.
Наиболее близким является способ гнутья массивной древесины, согласно которому перед пропариванием древесина должна быть доведена до влажности, близкой к 25%, пластификация осуществляется в пропарочной камере паром низкого давления. При этом оптимальная температура нагрева древесины в момент гнутья составляет 100°С. Затем производится гнутье с использованием металлической шины при влажности 25-30%. Последней технологической операцией является стабилизационная сушка в сушильной камере (Справочник мебельщика [Текст]. / Под ред. В.П.Бухтиярова. - М.: МГУЛ, 2005. - 600 с., с.198-204).
Недостатком прототипа является длительный технологический процесс, обусловленный большой продолжительностью пропаривания и стабилизационной сушки. Так, если заготовки имеют начальную влажность 8-10%, то время, необходимое для пропаривания, увеличивается на 5 минут на каждый процент влажности ниже 25%. Кроме того, коэффициент использования полезного объема сушильной камеры при сушке изогнутых деталей в шаблонах в 5 раз ниже, чем при обычной сушке, а процесс сушки идет медленнее из-за шины с торцовыми упорами. При этом большое количество приспособлений для гнутья задействуется в технологическом процессе.
Технической задачей изобретения является осуществление качественного и экономичного гнутья древесины при высокой производительности процесса.
Поставленная цель достигается тем, что в способе гнутья массивной древесины, включающем предварительную пластификацию и последующую стабилизацию приданной формы, согласно изобретению для пластификации используют древесину с влажностью 10-12%, пластификацию заготовок осуществляют с помощью микроволновой энергии, гнутье производят при температуре 140°С и влажности в момент гнутья 8-9%, стабилизацию формы заготовок достигают в результате их охлаждения до 25-30°С.
Способ осуществляется следующим образом. Заготовки из массивной древесины с начальной влажностью 10-12% нагревают в поле СВЧ до температуры 140°С в центральном сечении, что возможно благодаря использованию заготовок с низкой влажностью. После пластификации осуществляют гнутье в стальной шине. При этом влажность в момент гнутья составляет 8-9%. На последнем этапе происходит охлаждение изогнутой заготовки до 25-30°С вместе с фиксирующей оснасткой путем обдува холодным воздухом.
Известно, что увеличение влажности древесины приводит к снижению температуры размягчения древесины и увеличению ее пластичности, однако увеличение влажности влечет за собой необходимость последующей сушки в оснастке. Известна также способность древесины образовывать замороженные деформации при ее нагреве и последующем охлаждении в нагруженном состоянии. Это дает возможность снизить влажность при гнутье за счет увеличения температуры.
Возможность реализации данного способа гнутья подтверждена экспериментально.
Пример 1. В результате изгиба дубовых заготовок с размерами 20×20×350 мм в количестве 10 штук при температуре 140°С и влажности 10% на радиус 460 мм приданная форма стабилизировалась полностью после сушки до влажности 8% и охлаждения до температуры 25°С.
Пример 2. В результате изгиба дубовых заготовок с размерами 20×20×350 мм в количестве 10 штук при температуре 140°С и влажности 8% на радиус 460 мм приданная форма стабилизировалась после охлаждения до температуры 25°С не полностью. В этом случае наблюдалось изменение стрелы прогиба (уменьшение стрелы прогиба), относительная величина этого изменения составила 1,4%. Однако практика и производственный опыт допускают изменение стрелы прогиба заготовок до ±3 мм.
На черттеже изображена диаграмма с графиками, выражающая зависимость изменения относительной стрелы прогиба (f, %) древесных заготовок от температуры (Т, °С) и влажности (W, %) при гнутье (диаграмма получена при отношении толщина бруска/радиус изгиба, равном 1/23). Видно, что с увеличением температуры нагрева приданная образцам форма стабилизируется при меньшей влажности. Так, при гнутье древесины с влажностью 10% полное закрепление формы происходит при нагреве до 140°С. С дальнейшим увеличением температуры будет наблюдаться уменьшение радиуса изгиба заготовки (загиб) после сушки до конечной влажности 8% и снятия фиксирующей форму оснастки. Практически полная стабилизация формы достигается при W=8% и Т=140°С и вызвана исключительно наложением термозамороженной деформации, так как стабилизационная сушка здесь отсутствовала.
Таким образом, для гнутья может быть использована древесина со значительно более низкой влажностью, чем принято использовать в классической технологии гнутья, и при этом происходит полная стабилизация формы.