Теоретические основы

ДРЕВЕСИНА - сравнительно твердый и прочный волокнистый материал, скрытая корой основная часть стволов, ветвей и корней деревьев и кустарника.

Древесина – анизотропный материал, что проявляется в различных свойствах древесины вдоль и поперек волокон

СЫРЬЕ

Хвойные породы деревьев

Сосна

Древесина сосны имеет среднюю плотность, высокую прочность и стойкость против загнивания; сравнительно долговечна, умеренно гибка и упруга; раскалываемость умеренная. Сравнительно легко обрабатывается, это один из лучших поделочных материалов.

Применяется для внутренних и внешних конструкций; особенно часто используется для изготовления деревянных сооружений, полов и мебели.

Древесина плотная, мелкослойная, смолистая, хорошо режется, но требует обессмоливания и защитного покрытия поверхности т.к. быстро темнеет и разрушается на открытом воздухе

Имеет и ряд недостатков – подвержена, бактериальным поражениям (синева, краснота), разрушению грибами и насекомыми. Сосна сильно разбухает и коробится при усушке.

Ель

Ель менее влагостойка, чем сосна, и скорее поддается гниению, зато древесина ее мало подвержена короблению, что является положительным качеством этого материала. Отделывается ель плохо, а склеивается лучше сосны. Широко применяется в мозаичных наборах благодаря сучковатой текстуре. В столярном деле используется в основном для неответственных конструкций мебели, не испытывающих больших нагрузок во время эксплуатации.

Ель имеет большую сучковатость, обрабатывается хуже сосны, но менее смолиста, более однородна по строению, белого цвета. Применяется в строительстве, для различных поделок и изготовления музыкальных инструментов. Ель окрашивается легче, чем сосна.

Преимущества: однородность строения, сохраняющийся в течение длительного времени белый цвет, малая смолистость. Хорошо различимы годичные кольца, не выделяется ядро, древесина имеет белый цвет со слабым желтоватым оттенком.

Недостатки: наличие смоляных карманов.

Лиственница

Древесина выделяется высокими физико-механическими свойствами: примерно на 30% превосходит сосну по прочности и плотности. Отличается сравнительно небольшой сучковатостью, высокой стойкостью против гниения. Имеет склонность к растрескиванию. Повышенная смолистость и твердость затрудняют обработку. Четкий переход годичных колец, красновато-бурый цвет ядра, желтоватые заболони дают красивую текстуру. Используется в строительных конструкциях, где необходима высокая прочность и стойкость против гниения. Применяется в производстве мебели, для изготовления паркета, шпал, в деревянном домостроении. Перерабатывается в гидролизной и целлюлозно-бумажной промышленности.

Недостатки: древесина лиственницы плохо принимает металлические детали ввиду низкой вязкости, из-за чего может трескаться или раскалываться при вбивании гвоздей или быстрой сушке.

Кедр

Кедр имеет беловато-желтую древесину с различными цветовыми оттенками в зависимости от места произрастания. Древесина кедра не отличается высокой плотностью и прочностью, обладает стойкостью против гниения, имеет сильный специфический запах, хорошо колется. Полировку кедрового дерева применяют мало, отделывают его в основном воском. Древесина кедра, как и лиственницы, хорошо обрабатывается режущим инструментом. Кедр - хороший материал для резьбы.

Древесина кедра мягкая

Древесина кедра хорошо обрабатывается в разных направлениях, имеет красивые цвет и текстуру, применяется в столярно-мебельном производстве, в изготовлении карандашей. Часто используется как материал для художественных поделок, наборного паркета и создания панно.

Применение: мебельное производство, столярные и резные изделия и прочие бытовые предметы

Пихта

Древесина пихты по своим свойствам сходна с древесиной ели, она также обладает светлым цветом с небольшим желтоватым или буроватым оттенком, однако физико-механические качества по сравнению с елью, у нее снижены. Она также сложна в обработке ввиду большого количества сучков, более того. Сучки пихты склонны к выпадению из древесины при высыхании.по внешнему виду очень похожа на древесину ели.

Признаки древесины: без запаха, белая, при любых разрезах видны годичные слои.

Свойства: декоративность текстуры, легкость, не смолистость. Древесина склонна к растрескиванию и короблению. Хорошо обрабатывается, но не стойка к загниванию. Менее прочна, чем сосна.

Применение: производство целлюлозы, используется в мебельной промышленности, для изготовления тары и музыкальных инструментов.

Лиственные породы деревьев

Дуб

Дуб отличается высокой прочностью, твердостью, стойкостью против гниения, имеет красивую текстуру и цвет. Древесина дуба обладает достаточной вязкостью и хорошо обрабатывается режущим инструментом. Древесина дуба широко используется для изготовления мебели, паркета, предметов декоративно-прикладного искусства, а также в бондарном деле. Древесина дуба плохо принимает спиртовые лаки и политуру, но хорошо клеится.

В разрезах дает красивую текстуру благодаря желтовато-коричневому ядру, желтовато-белой заболони, хорошо выделяющимся годичным слоям, сердцевидным лучам и крупным сосудам.

Мебельное, столярное, паркетное производство. Широко и многообразно применяется в виде строганного шпона для облицовывания изделий при производстве клепки для бочек под алкогольные напитки, также в судостроении, вагоностроении, в дубильно-экстрактных производствах.

Ясень

Ясень обладает твёрдой, прочной и эластичной древесиной с матовой поверхностью,малой склонностью к растрескиванию. Цвет древесины светло-жёлтого оттенка с красивой текстурой, которая образуется за счёт полос чётких годичных слоёв. Полируется ясень плохо, для древесины ясеня рекомендуется декоративное покрытие нитролаками или воскование. Благодаря частым наростам на стволе и ярко выраженной текстуре, древесина ясеня широко применяется в мозаичном деле.

Гибкая и прочная древесина рекомендуется для изготовления спортивного инвентаря. Из ясеня делают жерди для гимнастических брусьев, гоночные вёсла, высококачественные лыжи, кии для бильярда, бейсбольные биты.

Свойства: прочность, декоративность. Легко поддается обработке, отделке, хорошо гнется и мало растрескивается.

Применение: мебельное производство, кораблестроение, изготовление спортивных принадлежностей и т.д.

Бук

Бук имеет прочную и твердую древесину; по прочности она не уступает дубу. В чистом виде бук не имеет ярко выраженной текстуры, но на разрезах его древесина очень красива и эти декоративные качества ее используются при облицовывании мебели строганым шпоном. Бук мало устойчива против гниения. Древесина быстро сушится и не трескается. Бук легко колется, пилится и обрабатывается режущим инструментом; хорошо гнется в пропаренном виде; полируется с трудом. Применение бука в столярном деле разнообразно: от колодок строгальных инструментов до мебели из массива. Древесина с успехом используется в резьбе, хотя и имеет высокую твердость, а также в мозаичных работах. Она хорошо отделывается нитро- и полиэфирными лаками, воскованием, окрашивается в различных растворах и отбеливается.

На открытом воздухе древесина недолговечна, и поэтому используется только внутри помещений. Древесина бука часто используется для изготовления различных изделий: музыкальных инструментов, фанеры, паркета, деревянной тары, гнутой мебели, ружейных прикладов, измерительных инструментов и т. д.

Свойства: прочность, плотность, твердость, декоративность, но неустойчивость к загниванию. Обработка очень легкая, древесина отлично режется и отделывается.

Применение: производство мебели, шпона, музыкальных инструментов, чертежных предметов, спортивного инвентаря, тары.

Берёза

Береза обыкновенная отличается высокой прочностью, однородным строением и цветом, средней плотностью и твердостью. Древесина ее неустойчива против гниения; используется в основном для изготовления фанеры, лущеного шпона, древесностружечных плит, пластиков; применяется в мебельном производстве и вообще в столярном деле. Береза легко обрабатывается и отделывается, при травлении хорошо окрашивается под более ценные породы. Древесина в распаренном состоянии хорошо гнется. Благодаря однородности, вязкости и твердости древесины, березу применяют и для изготовления резных изделий. Недостатки этой породы: долго высыхает, легко колется, сильно трескается, коробится.

Свойства: высокая прочность, средняя твердость, неустойчива к загниванию. Древесина легко обрабатывается, а также гнется и полируется. Также следует отметить высокую сопротивляемость к раскалыванию. Древесину используют для имитирования ценных пород, она легко окрашивается и быстро впитывает антисептики. Сушат при мягких режимах.

Применение: строительство, мебельное производство, изготовление паркета, фанеры, древесностружечных плит, лущеного шпона, тары, а также различных поделок и сувениров.

Карельская берёза

Карельская береза растет на северо-западе России. Древесина ее вязкая и твердая, легко поддается столярной обработке. Среди лиственных светлых пород ей нет равных по красоте текстуры. Очень высоко ценится в мозаичных работах и как поделочный материал. Дубильные вещества карельской березы способствуют качественному окрашиванию ее древесины и тонированию в различные цвета. Благодаря свилеватости и перепутанности древесных волокон, эта порода почти не колется, поэтому ее иногда применяют для изготовления ударных частей инструментов. Клен обыкновенный имеет прочную, твердую и колкую светло-желтую древесину. Принадлежит к безъядровым породам. Древесина хорошо обрабатывается хорошо полируется. Вследствие легкости, однородности строения и незначительного коробления хорошо режется и широко применяется в декоративно-прикладном искусстве, особенно для резных изделий.

Осина

Осина обладает мягкой древесиной, в которой мало сучков. Осина хорошо поддаётся обработке, но из-за её пористой структуры мелкие детали могут сломаться практически во время их изготовления.

Признаки древесины: белый цвет с зеленоватыми оттенками, сердцевинные лучи и годичные кольца практически не видны.

Свойства: менее прочная, чем береза, легкая и мягкая. Легко обрабатывается, склеивается, режется. Также хорошо сушится, практически не коробится, мало растрескивается.

Применение: изготовление тары, древесностружечных плит, резных изделий, спичек, деревянной посуды.

Ольха

Древесина ольхи мягкая, лёгкая, имеет довольно равномерное строение, мало коробится при высыхании, что является ценным качеством для изготовления комплектующих деталей плетёной мебели. Ольха хорошо обрабатывается, чисто строгается по всем направлениям, хорошо режется, полируется, держит клей, легко окрашивается под ценные породы.

Древесина ольхи красивого красноватого цвета, поэтому более ровные и толстые стволы идут на поделки, для столярных и токарных изделий, но главная масса ольховой древесины идёт на дрова, ценимые обыкновенно на 10—30 % дешевле берёзовых. Древесина ольхи долго сохраняется под водой и потому находит применение для мелких подводных сооружений.

Липа

Обладает легкой, мягкой древесиной однородного строения. Мало трескается, мало коробится, хорошо режется. Белая с легким, розоватым оттенком, слабо заметные годичные кольца.

Благодаря легкости обработки и малой формой изменяемости применяется в производстве карандашей, деревянной посуды, моделей в литейном деле, чертежных досок, игрушек, тары под жидкие продукты, стружки. Кора липы идет на производство мочала и кистей для клея.

Липа относится к породам, которые почти не трескаются и мало усыхают. Древесина у липы мягкая, не коробится, легко поддаётся обработке. Благодаря однородности текстуры и чистой белой древесине, липа является лучшим материалом для резьбы.

Древесина липы высоко ценится для разных поделок и построек, не требующих высокой прочности. Древесина липы часто идёт на изготовление музыкальных инструментов, в частности, на деки электрогитар. Кроме этого, липа идёт на изготовление фанеры, мебели, чертёжных досок, сапожных колодок, бочковой тары, долблёной посуды.

Тик и палисандр

Тик и палисандр импортируются в виде строганого шпона для облицовывания мебели. Тик имеет однообразную текстуру светло-буровато-шоколадного цвета, палисандр - очень красивую текстуру с пурпурно-коричневым фоном, по которому проходят черные и темно-коричневые полосы. Их узкая заболонь - светло-желтая. Древесина тика режется легко, а палисандра - очень трудно. Эти породы имеют специфический запах, похожий на запах сушеного, чернослива. Полиэфирный лак соединяется с ними непрочно, особенно с палисандром, который больше, чем тик, выделяет эфирных масел, скапливающихся в местах с черным оттенком. В нашу страну ввозятся также красное, эбеновое (черное), лимонное дерево и некоторые другие породы.

Пороки древесины

Сучковатость

Сучковатость - это термин, обозначающий наличие большого количества сучков на стволе дерева. Безусловно, деревьев без сучков не бывает, поэтому говорят, что ствол сучковатый, если появляется относительно много сучков на отдельном участке дерева. Сучковатость ствола ухудшает не только его внешний вид, но и потребительские качества. Это связано с тем, что сучки чаще всего имеют повышенную твердость по сравнению с остальной древесиной. Из-за этого ствол становится тяжело обрабатывать. И если сучковатый ствол легко можно обработать как бревно и положить в стену деревянного дома, то в качестве материала для паркетной плашки или вагонки он уже не подойдет. Чаще всего сучковатостью страдают хвойные породы древесины.

Свилеватость

Говорят, что древесина свилеватая, если ее волокна сложно переплетены между собой. Свилеватую древесину тяжелее обрабатывать, чем ровную. Однако свилеватость - это относительный порок, поскольку у свилеватой древесины есть не только недостатки, но и преимущества. В частности, свилеватая древесина намного прочнее ровной и имеет гораздо более красивый рисунок текстуры. Чаще всего свилеватость древесины встречается у таких пород, как орех, клен и береза.

Косослой

представляет собой ярко выраженное косое (винтообразное) расположение волокон в древесине относительно продольной оси ствола. Косослой вызывает коробление (скручивание) досок, снижает механические свойства древесины, плохо поддается обработке. Резать изделия из косослойной древесины очень трудно, требуется определенный навык, но часто в руках мастера по обработке дерева косослой становится отличным материалом для различных изделий. При расколе ствола на части хорошо видна особая, эффектная фактура косослоя.

Небольшие отклонения волокон от прямолинейного направления наблюдаются почти у каждого дерева, но пороком считается лишь такое отклонение, когда наклон волокон по отношению к ребру доски или бруса составляет более 5°. Влияние косослоя на механические свойства древесины начинает заметно сказываться, когда величина его превышает 5°. При больших углах наклона волокон или годичных слоев наблюдается резкое снижение предела прочности.

Косослой определяют по косым трещинам на боковой поверхности подсушенного материала, а в сыром материале по полоскам смолы или синевы, идущим вдоль волокон. При недостаточно ясно выраженных внешних признаках косослой можно обнаружить, расколов отрезок материала по радиусу торца. Косослойная древесина дает косой скол, а прямослойная прямой, параллельный узкой грани доски.

Косослойная древесина легко растрескивается и имеет пониженную прочность. Снижение прочности (особенно на растяжение и изгиб) при косослое является результатом того, что действующее вдоль длины доски или бруса усилие направлено под углом к волокнам и стремится разъединить их сдвинуть или оторвать.

эксплуатационные и технологические свойства

Износостойкость - это способность древесины противостоять нагрузкам, возникающим в процессе трения (при эксплуатации полов, лестниц).

Износ древесины определяется стиранием поверхности при механических нагрузках в процессе эксплуатации и зависит от твердости и объёма.

Образцы имеют форму призмы с основанием размером 50*50 мм и высотой 20мм.

Твердость- это свойство древесины характерезует ее способность сопротивляться вдавливанию более твердого тела.

Твердость древесины имеет значение при обработке режущими инструментами (пилении, строгании, лущении), а также в тех случаях, когда древесина с поверхности подвергается истиранию (полы, деревянные мостовые) или толчкам и ударам. Для древесины различают твердость торцовую, радиальную и тангенциальную в зависимости от поверхности, на которой она определяется. Испытания проводятся на образцах в виде куба со стороной 50 мм. Торцовая твердость определяется путем вдавливания в древесину стального пуансона с полусферическим концом, диаметр которого равен 11,28 мм.

Торцовая твердость, определенная по этому методу, превышает боковую у хвойных пород в среднем на 40%, а у лиственных в среднем на 30% (для твердых на 33%, для мягких на 26%).

Наряду с этим может быть определена твердость и при ударном взаимодействии тел.

Соответствующий метод заключается в следующем: на испытуемую поверхность древесины с высоты 0,5 м падает стальной шарик диаметром 25 мм; ударяясь о древесину, шарик оставляет на поверхности отпечаток, величина которого будет тем больше, чем меньше твердость древесины.