Изящные изгибы мебели: удивительные работы зарубежных дизайнеров. Часть 2

Как изогнуть древесину

Если вы решили отделать помещение деревом или заняться созданием красивой мебели в классическом стиле – то вам необходимо будет изготавливать криволинейные детали. К счастью, древесина является уникальной субстанцией, ведь она позволяет опытному мастеру немного поиграться с формой. Это не так сложно, как кажется, но и не так легко, как хотелось бы.

Ранее на сайте уже была публикация по изгибанию фанеры. В этой статье мы разберёмся в принципах гнутья массивной доски и бруса, узнаем, как это делают на производстве. А также приведём полезные советы от профессионалов, которые будут полезны домашнему умельцу.

Подбор фурнитуры

Строительный рынок сейчас предлагает огромный ассортимент фурнитуры для радиусного гарнитура, в том числе и петли. С технической точки зрения петли можно разделить на те, которые с доводчиком и без него. Доводчик — это специальный механизм, с помощью которого дверцы закрываются плавно, а хлопки дверью исключены.

Также существуют петли для:

• накладных дверей — они закрывают собой торцы боковых стенок каркаса;
• смежных дверей — при их использовании фасад закрывает край боковины шкафа наполовину;
• вкладных дверей — используются в том случае, если дверь по глубине не выступает за пределы каркаса шкафа.

Для угловых шкафчиков стоит присмотреться к петлям-крабам. Лучшую фурнитуру делает немецкая .

Почему гнутьё лучше выпиливания

Криволинейную деревянную деталь можно получить двумя методами: изогнув ровную заготовку, либо вырезав необходимую пространственную форму. Так называемый способ «выпиливания» привлекает пользователей своей простотой. Для такого изготовления деталей и конструкций не нужно использовать сложные приспособления, не приходится тратить много времени и сил. Однако, чтобы выпилить криволинейное деревянное изделие, приходится применять заведомо слишком крупную заготовку, причём очень много ценного материала будет безвозвратно теряться в качестве отходов.

Но главной проблемой являются рабочие характеристики полученных деталей. При раскрое криволинейной детали из обычного обрезного пиломатериала, волокна древесины не меняют своего направления. Как результат, в зону радиусов попадают поперечные срезы, которые не только ухудшают внешний вид, но и заметно усложняют последующую доводку изделия, например, его фрезерование или чистовое шлифование. Кроме того, на самых уязвимых для механического воздействия скруглённых участках волокна идут поперёк сечения, что делает деталь склонной к разлому в этом месте.

Тогда как при гнутье обычно наблюдается противоположная картина, когда древесина становится только прочнее. На кромки изогнутого бруса или доски не выходят «торцевые» срезы волокон, поэтому впоследствии можно без ограничений обрабатывать такие заготовки, с использованием всех стандартных операций.

Изгибание волокон дерева

Плюсы и минусы

Такой оригинальный гарнитур всегда обращает на себя больше внимания, чем обычный. Тем более, самые мелкие недостатки и дефекты помещения остаются незаметными: сглаживаются неровности стены, изъяны покрытия на полу и геометрии помещения.

Можно назвать много достоинств выгнутых фасадов:

• красота и эстетичность. Зачастую только этот фактор и влияет на выбор хозяев, поскольку он играет очень большую роль. Многим сами плавные и овальные формы кажутся намного привлекательнее постоянных прямых углов;
• надежность, обеспеченная хорошей устойчивостью. Здесь не требуется усиления или установки каких-то ребер жесткости, поэтому процесс изготовления не такой и тяжелый;
• безопасность. Хозяева будут долго радоваться отсутствию острых углов, когда появятся маленькие дети;
• повышенная вместимость. Если сравнить вместимость одинакового размера стандартного гарнитура с радиусным, то последний выиграет;
• увеличенное рабочее место за счет радиальных выступов;
• зонирование. Вогнутыми и выпуклыми элементами очень удачно можно разделить пространство на различные функциональные зоны;
• широкий ассортимент как по конструкции, так и по цвету;
• возможность установки на маленьких и на больших кухнях.

Минусы радиусных фасадов не так многочисленны:

• внешний вид. Все-таки не всем нравится такая экстравагантная мебель;
• цена. Производство гнутых панелей сложнее, перерасход материала больше, а инженерные расчеты сложнее — это все отражается на стоимости;
• сроки. Такой гарнитур зачастую выполняется на заказ, что отражается на сроках ожидания мебели;
• если комната не обладает большой площадью, например, в хрущевке, то гарнитур может выглядеть не так эффектно, как планировалось.

Что происходит в древесине при изгибании

Технология гнутья основана на способности древесины, сохраняя целостность, в некоторых пределах менять свою форму по мере приложения силы, а затем сохранять её после снятия механического воздействия. Однако все мы знаем, что без подготовительных мероприятий пиломатериал является упругим – то есть он возвращается в исходное состояние. А если приложенные силы слишком велики, то брус или доска попросту ломается.

Слои деревянной заготовки при изгибании работают неодинаково. Снаружи радиуса материал растягивается, внутри – сжимается, а в середине массива волокна практически не испытывают существенных нагрузок и мало сопротивляются действующим на заготовку силам (этот внутренний слой называют «нейтральным»). При критичной деформации волокна на внешнем радиусе разрываются, а на внутреннем радиусе обычно образуются «складки», которые являются довольно распространённым дефектом при изгибании мягкой древесины. Сжиматься волокна пластичных лиственных или хвойных пород могут на 20 и более процентов, тогда как предел растягивания составляет около одного-полутора процентов.

То есть для определения возможности для изгибания (без разрушения) более важным показателем будет предел относительного удлинения растянутого слоя. Он напрямую зависит от толщины детали и определяет радиус, который нужно получить. Чем толще заготовка и чем меньше радиус – тем больше будет относительное удлинение вдоль волокон. Имея данные о физических свойствах популярных пород древесины, можно для каждой из них сформулировать максимально возможное соотношение толщины и радиуса деталей. В цифрах это будет выглядеть так:

Изгиб с использованием стальной шины

Изгиб без использования шины

Эти данные говорят о том, что хвойный пиломатериал, по сравнению, с плотными лиственными породами, хуже приспособлен к свободному изгибанию. Для работы с пиломатериалами на агрессивных радиусах нужно обязательно использовать комбинированные методы предварительной подготовки деталей и механической защиты.

Интересный вариант: вся кухня без углов

Идеальное решения для кухни, где есть маленькие дети. Больше не будет ссадин на голове и капель Валокордина в стакане!

Мало того, что отсутствие острых углов на кухне делает работу более продуктивной и простой, так это еще бережет людей. Не только маленьких, но и самих хозяев, поскольку нет-нет, но и взрослые ударяются об углы гарнитура. Конечно, самое больное — мизинцем.

В данном случае, имеется в виду не просто кухонных гарнитур без острых углов, но и:

• барная стойка;
• остров;
• стол;
• и даже табуретки!

Конечно, самый верх — убрать дверь и сделать закругленную стену, если она вообще в наличии.

Дополнить эту идею безопасности лучше продуманными ручками. Возможно, это будет система кухни без ручек «push-to-open», интегрированные ручки, которые представляют собой профиль сверху фасада или какой-то другой вариант. Главное — чтобы о них нельзя было сильно удариться или поцарапаться, то есть отдать предпочтение лучше пластиковым вариантам, нежели металлическим.

Шина как действенный способ избежать разрушения древесины при изгибании

Так как основной проблемой является разрыв волокон со стороны наружного радиуса, именно эту поверхность заготовки нужно как-то стабилизировать. Одним из самых распространённых методов является использование накладной шины. Шина представляет собой стальную полосу толщиной от полмиллиметра до двух миллиметров, которая охватывает брус или доску по наружному радиусу и изгибается на шаблоне вместе с древесиной. Упругая полоса поглощает часть энергии при растягивании и одновременно с этим перераспределяет разрушающую нагрузку по длине заготовки. Благодаря такому подходу в купе с увлажнением и нагревом, допустимый радиус изгиба уменьшается в разы.

Параллельно с использованием стальной шины в гибочных приспособлениях и станках добиваются механического уплотнения древесины. Делается это при помощи прессующего ролика, который давит на заготовку по наружному радиусу изгиба. Кроме того, форма-шаблон в таком приспособлении часто наделена 3-миллиметровыми зубьями (с шагом около 0,5 см), ориентированными навстречу ходу заготовки.

Задача зубчатой поверхности шаблона — не дать заготовке проскользнуть, предотвратить взаимный сдвиг волокон в деревянном массиве, а также создать мелкую вдавленную гофру в вогнутом радиусе детали (волокна тут запрессовываются вовнутрь массива, следовательно, решаются проблемы со складками).

Схема изгиба с шиной

Прессование с шиной позволяет с минимальным процентом брака изгибать бруски и доски из хвойной и мягкой лиственной древесины. Обратите внимание, что детали из относительно твёрдых пород при гнутье с прессованием становятся примерно на десять-двенадцать процентов тоньше, а сосновые и еловые заготовки – на 20-30% тоньше. Но к положительным моментам этого метода нужно отнести значительное увеличение прочностных характеристик готового изделия, а также существенное снижение требований к наличию пороков и дефектов в заготовках из древесины.

Стандартные размеры

Чтобы не было расхождений параметров отдельных элементов, были созданы типовые размеры, которых придерживается большинство производителей. Фасады могут иметь 4 разных радиуса с индивидуальными размерами.

Стандартные значения высоты фасада следующие: 536, 573, 716, 956, 1316 мм.

Как улучшают пластичность древесины

В нормальном состоянии пиломатериалы обладают упругостью, существенной пространственной жёсткостью и стойкостью к сжатию. Эти ценные свойства древесина получает от лигнина – природного «сетчатого» полимера, который придаёт растениям стабильную форму и прочность. Располагается лигнин в межклеточном пространстве и в клеточных стенках, соединяя целлюлозные волокна. В древесине хвойных пород его содержится порядка 23-38 процентов, в лиственных породах – до 25 процентов.

По сути, лигнин является своего рода клеем. Мы можем его размягчить и превратить в «коллоидный раствор», если нагреть пиломатериал путём пропаривания, проваривания, обработки током высокой частоты (для мелких деталей применима также бытовая микроволновка). После расплавления лигнина заготовку изгибают и фиксируют – остывая, расплавленный лигнин отвердевает и не даёт древесине вернуться в исходную форму.

Практика показывает, что оптимальной температурой для гнутья цельной древесины (брусок, рейка, доска) будет 100 градусов Цельсия. Эту температуру нужно получить не на поверхности, а внутри заготовки. Поэтому во многом от того, насколько массивной является деталь, будет зависеть время температурного воздействия. Чем толще деталь – тем дольше её придётся нагревать. К примеру, если использовать пропаривание для подготовки к изгибанию рейки толщиной 25 мм (с влажностью около 28-32%), то в среднем на это уходит около 60 минут. Примечательно, что время выдержки под паром аналогичных по габаритам деталей для любых пород примерно одинаковое.

Кстати, считается, что перегревать деталь тоже нельзя, так как лигнин после отвердевания может потерять упругость и стать слишком хрупким.

Метод проваривания используется не часто, так как заготовка сильно и неравномерно увлажняется, а такие водонасыщенные волокна и клетки при гнутье могут рваться, как минимум, с образованием ворса. Детали после варки приходится потом слишком долго сушить. Но этот способ хорошо показывает себя, если нужно обработать для гнутья только часть заготовки.

Пропаривание позволяет прогревать заготовку равномерно, причём влажность её на выходе стремится приблизиться к оптимальной. Наиболее подходящая влажность для достижения максимальной пластичности пиломатериалов считается диапазон в 26-35 процентов (момент насыщения волокон древесины).

Чтобы пропарить древесину для гнутья в домашних условиях, используют самодельные цилиндрические камеры из металлических/полимерных труб или прямоугольные короба из дерева. В качестве источника пара выступают нагревающиеся баки, электрические чайники и прочие подобные приспособления, которые могут обеспечить температуру порядка 105 градусов и небольшое давление. Далее всегда следует этап просушивания детали (+ выдержки зафиксированной формы) примерно до пятнадцати процентов и её финишной обработки.

Парогенератор из чайника

Парогенератор из полимерной трубы

Фиксация и сушка заготовки

Варианты дизайна фасадов

Помимо формы фасада, необходимо определиться еще и с его внешним видом. В данном случае лучше исходить из общего стиля дома и кухни, в частности. Есть несколько вариантов, как можно украсить радиусный фасад.

1. Цвет. Если выбрана покраска или покрытие пленкой, то можно сотворить практически любой цвет, который только придет в голову. Желательно не выбирать слишком темные оттенки, поскольку они маркие и могут зрительно уменьшать пространство. Более того, чем сложнее и фигуристее конструкция гарнитура, тем светлее должен быть его тон, чтобы, опять же, не перегрузить пространство.

2. Фотопечать. Эта идея дизайнерам кажется сомнительной, поскольку изображение будет нанесено на радиусных фасадах, а значит, его восприятие будет нарушено. Если и выбирать какую-то печать, то это должны быть абстрактные рисунки и узоры, а не фото фруктов, кофе или подобные.

3. Фрезеровка. Возможность фрезеровки зависит от материала, который используется в качестве основы фасада. Некоторые компании готовы сделать фрезеровку на радиусных дверцах из МДФ. Лучше всего такой рельефный вариант подойдет для кухонь в стиле классика, кантри, прованс и подобных.

4. Стекло сделает кухню более изысканной и оригинальной. Лучше всего выбирать материал толщиной от 4 до 10 мм. Существуют как матовые, так и глянцевые поверхности, а также стекло с фигурными обработанными кромками.

Химические методы пластификации древесины

Известно также, что можно сделать пиломатериал более податливым, используя пропитку различными составами. Есть готовые пропитки, которые делают клетки древесины пластичнее, например, «Super-Soft 2». Некоторые практикующие мастера замачивают дерево в так называемых кондиционерах для текстиля, получая схожий результат.

Но могут использоваться также довольно примитивные «рецепты» с содержанием нашатырного и этилового спирта, глицерина, щелочей, перекиси водорода, растворённых квасцов… Многие из них действуют предельно просто — повышают способность заготовки поглощать воду и помогают удерживать влагу в волокнах.

Тонкие изделия типа шпона обрабатываются распылением, но подготовительная пропитка химией нормальных пиломатериалов, как правило, выполняется методом полного погружения. Чтобы рабочие вещества попали вовнутрь бруска или рейки, нужно время, обычно требуется от 3-5 часов до нескольких суток (правда, нагревание помогает сократить ожидание).

Во многом именно из-за длительности процессов химическую пластификацию применяют не часто, хотя есть и другие проблемы: цена химии, изменение окрасов, необходимость обеспечить защиту от вредных испарений, увеличенная склонность таких изогнутых деталей к распрямлению…

Химические пластификаторы для дерева

Советы по изгибанию пиломатериалов с использованием гидротермической подготовки

• Очень тщательно подбирайте по качеству заготовки для гнутья. Лучше не использовать материал с трещинами, сучками (даже живыми и сросшимися), наклоном волокон. Если вариантов для этого нет, то ориентируйте деталь в гнутарном приспособлении (станок или шаблон) так, чтобы дефекты попадали в зону вогнутого радиуса, а не в зону растяжения на наружном радиусе. Отдайте предпочтение методу изгибания с шиной.
• При подборе заготовки обязательно нужно предусмотреть изменение размера детали после формования. Например, на 30 процентов уменьшаться может толщина хвойного бруска, если выполняется гнутьё с прессованием.
• Даже если вы планируете обширную финишную обработку – не оставляйте слишком много материала. Чем тоньше заготовка, тем легче она гнётся без разрушения.
• Если объём работ небольшой, то лучше не выпиливать заготовки, а накалывать их из чурок. Так удаётся избежать среза волокон и, как следствие – брака при изгибании.
• Для гнутья желательно использовать пиломатериал с естественной влажностью. Если применять сухие заготовки, то предпочтение стоит отдать тем, что не обрабатывались в сушильной камере, а вялились под навесом — атмосферным способом.
• После пропаривания работайте с размягчённой древесиной очень быстро, так как лигнин начинает отвердевать практически сразу, особенно в самых уязвимых наружных слоях массива древесины. Обычно нужно ориентироваться на запас времени от получаса до 40 минут, поэтому нет смысла делать крупные камеры, если весь материал из которых вы попросту не успеете установить в шаблоны.
• Располагайте материал в пропарочной камере так, чтобы именно поверхности, обращённые к внешнему радиусу, беспрепятственно попадали под струи пара.
• Чтобы сэкономить время, многие столяры отказываются от применения шаблонов со струбцинами. Вместо этого они используют на шаблонах металлические скобы и клинья, либо столбики-ограничители.
• Имейте ввиду, что изогнутый брусок или рейка всё-равно стремиться к распрямлению. И это распрямление всегда происходит на несколько процентов. Поэтому когда требуется высокая точность в изготовлении детали, необходимо провести испытания и на основе полученных результатов подкорректировать форму шаблона (уменьшить радиус).
• После остывания детали в форме дайте ей ещё постоять. Некоторые опытные мебельщики предпочитают сделать выдержку в 5-7 дней. Шину, как правило, на всё это время оставляют закреплённой на детали.

Изгибание деревянной заготовки по шаблону

Использование приспособлений для изгиба дерева

Виды радиусной мебели

Под понятием радиусной кухни скрывается сразу несколько разных решений. Между собой они отличаются не только количеством радиальных створок, но и особенностями, с этим связанными.

1. Закругленные углы — в данном случае округлые очертания имеет только один или два крайних фасада. В качестве навесного гарнитура используется даже не радиусный кухонный шкаф, а просто полукруглые полки. Чаще всего это модульная мебель, где только крайние секции занимают стационарную позицию. На площадь пространства форма никак не влияет, но кухня из-за отсутствия острых углов выглядит более эргономично.

2. Отдельные радиусные фасады — помимо гнутых, делают еще несколько центральных фасадов. Это уже не модульная мебель, поскольку сама композиция строится из комбинации выпуклых и ровных фасадов. Такое решение эффектно, но занимает немного больше места, чем обычно.

3. Только гнутые фасады — здесь уже идет комбинация из вогнутых и выпуклых элементов. Такой комплект очень сложно изготовить своими руками, поэтому выполняется мебель на заказ. Результатом будет необычно эффектный гарнитур. Особенно в том случае, если фасады будут глянцевые и яркого цвета. Но надо понимать, что такая кухня займет больше места, чем стандартные экземпляры.

4. Изогнутый гарнитур — это уже фантазии на тему Антонио Гауди, где гнутыми оказываются не только фасады, но и гарнитур. Самые эффектные решения — с барной стойкой или островом. С практической точки зрения, это очень удобный ансамбль, но места занимает много.

Изгиб фасада

Мало того, что сама по себе изогнутая мебель может быть разных видов, так еще и сами фасады могут иметь различный изгиб:

• стандартный — выпуклый, с сечением в виде дуги овала или окружности;
• волнообразные — волна на фасадах может быть как вертикальная, так и горизонтальная. Первый вариант используют для навесных шкафчиков;
• с ассиметричным радиусом — очень эффектное, но и невероятное сложное для изготовления решение;
• вогнутые — вариант, противоположный стандартному.

Сам радиус изгиба зависит от возможностей материала и его правильной обработки. Изогнутые фасады впишутся практически в любой интерьер, но все же выбирать форму стоит внимательно:

• она не должна сокращать пространство кухни;
• должна гармонировать с дизайном.