Cum se îndoaie lemnul

De la punctul de plecare ca arbore până la forma sa de produs ca grindă sau piesă de mobilier, lemnul utilizat în arhitectură și design interior trece prin mai multe etape și procese. O resursă regenerabilă și un material de construcție tradițional popular, lemnul este, de asemenea, adesea citat ca fiind un material de construcție promițător al viitorului, un material adecvat noilor cerințe de sustenabilitate. Dar, spre deosebire de beton, ale cărui matrițe pot crea chiar și cele mai complexe curbe, arhitectura din lemn folosește cel mai adesea grinzi și panouri drepte. În acest articol, vom aborda câteva tehnici care permit crearea de piese curbe din lemn la diferite scări, unele dintre acestea fiind realizate manual, iar altele căutând să facă procesul mai eficient și mai inteligent la scară mai mare.

La fel cum un copac se balansează în bătaia unui vânt puternic, lemnul are propria sa elasticitate și poate fi flexat într-o anumită măsură înainte de a reveni parțial sau complet la starea sa inițială atunci când forța încetează. Această elasticitate depinde în mod direct de tipul de lemn și de dimensiunile piesei care urmează să fie curbată. Deși sculptarea lemnului pentru a obține curbele dorite va fi întotdeauna o opțiune, această metodă generează cantități mari de deșeuri și necesită o forță de muncă foarte experimentată. Constructorii de ambarcațiuni și de mobilier folosesc lemnul curbat de mulți ani pentru a se adapta la cerințele hidrodinamice și ergonomice. În clădiri, însă, aceste tehnici nu sunt atât de comune. Deși sculptarea lemnului pentru a ajunge la forma dorită este întotdeauna o opțiune, această metodă generează multe deșeuri și necesită o forță de muncă foarte experimentată. Alte soluții creează iluzia unor volume organice folosind componente drepte, ceea ce permite adesea obținerea unor rezultate interesante. Cu toate acestea, odată cu utilizarea din ce în ce mai răspândită a lemnului ca principal material de construcție, unii arhitecți au căutat să creeze forme direct organice pentru structurile din lemn, mai multe exemple fiind deja realizate din lemn stratificat prin lipire. În calitate de arhitecți, este important să înțelegem procesul de creare a acestor piese pentru a proiecta mai bine în jurul lor. Principalele metode de îndoire a lemnului sunt:

Cuplarea cu aburi

Tâmplarul german Michael Thonet a fost pionierul uneia dintre primele metode de îndoire a lemnului la scară industrială, iar scaunele sale, realizate cu forme organice, rămân extrem de populare și astăzi. În acest mod de producție, fibrele de lemn nu sunt tăiate, ceea ce menține integritatea piesei. Mai degrabă, metoda constă în încălzirea lemnului, astfel încât acesta să devină mai maleabil. De obicei, se construiește o structură, numită „steambox”, pentru a scufunda lemnul într-un mediu cu temperatură ridicată, abur și umiditate. Când ajunge la 99 ° C, lignina (un polimer organic complex care unește fibrele celulozice și conferă rigiditate peretelui celular al plantei) își pierde rezistența, permițând ca lemnul să fie curbat fără o rezistență semnificativă. După ce este scoasă din „cuptor”, piesa trebuie dusă imediat la o matriță și fixată cu capse. Când lemnul se răcește și se usucă, piesa va rămâne în forma șablonului.

Lemn stratificat prin lipire

Pentru arhitectură și piese mai mari de lemn, utilizarea lemnului stratificat prin lipire este cea mai comună metodă. Cu toate acestea, este, de asemenea, utilizată pe scară largă pentru piese de mobilier sau chiar pentru fabricarea de skateboard-uri, ca exemplu. Lemnul stratificat prin lipire, sau Glulam, este un material structural fabricat prin îmbinarea unor segmente individuale de lemn lipite cu adezivi industriali (de obicei, adezivi de melamină sau de rășină poliuretanică). Piesele rezultate oferă o durabilitate ridicată și rezistență la umiditate și pot acoperi spații mari și forma forme unice. Această metodă nu implică căldură sau abur. Dacă piesele sunt lipite urmând o matriță cu curbura dorită (ținând cont în același timp de restricțiile materialului și de tipul de lemn folosit), rezultatul final va fi o piesă curbată.

Tăietura de șarpantă

Metoda tăierii de șarpantă, la rândul ei, este cel mai des folosită pentru fabricarea tâmplăriei simple. Este, de asemenea, probabil cel mai simplu mod de a curba o bucată de lemn, fără a necesita utilaje sau matrițe mari. Cu toate acestea, nu ar trebui să fie niciodată luată în considerare pentru piese structurale. Această limitare apare deoarece tăierea Kerf slăbește structural lemnul, făcând tăieturi distanțate pe o parte pentru a permite curbarea piesei. Prin aplicarea unei forțe, este posibilă curbarea piesei, care va fi apoi, în general, acoperită de o foaie de lemn.

În plus față de aceste metode mai tradiționale, au existat și unele inovații în tehnicile de îndoire a lemnului. Atunci când lemnul se usucă, se poate răsuci și curba în mod natural datorită influenței fibrelor de lemn din interiorul piesei tăiate. Cercetătorii de la ETH Zurich, Empa și Universitatea din Stuttgart au profitat de această caracteristică – de obicei nedorită – pentru a dezvolta o nouă tehnică ce implică un proces de uscare controlată care face ca panourile de lemn să se îndoaie într-o formă predefinită fără a folosi mecanica forței.

Acest proces de automodelare se bazează pe umflarea și contracția naturală a lemnului cauzată de conținutul de umiditate al materialului. Când lemnul umed se usucă, acesta se contractă mai puternic perpendicular pe fibră decât de-a lungul ei. Cercetătorii au profitat de această proprietate lipind două straturi de lemn astfel încât direcțiile fibrelor lor să fie opuse. Acest panou cu două straturi a stat la baza noii metode. O componentă din lemn produsă în acest mod rămâne stabilă din punct de vedere dimensional, chiar și la umiditate flotantă. Videoclipul de mai jos explică mai în detaliu această metodă:

Cu ocazia utilizării încurajate și tot mai răspândite a lemnului ca material de construcție, au apărut, de asemenea, cercetări și experimente sporite. Maeștri precum Zumthor și Alvar Aalto sunt cunoscuți pentru că au împins la maximum posibilitățile lemnului ca material de construcție. Dar înțelegerea restricțiilor și a posibilităților materialelor cu care lucrăm este un punct de plecare pentru orice tip de inovație. Posibilitățile de utilizare a lemnului și a formelor organice sunt numeroase, iar atunci când proiectăm, este esențial să înțelegem complexitatea și să căutăm noi soluții.

.