Деревина як матеріал, з якого виготовляють усі столярно-теслярські вироби, володіє цілим рядом важливих досягнень. При невеликій щільності вона має високу міцність. Заготовки з деревини легко і міцно склеюються, а також з'єднуються цвяхами, шурупами й іншими металевими і пластмасовими скріплюючими виробами. Перевага деревини також у тім, що з неї можна виготовити міцні і легкі збірно-розбірні конструкції. Деревина легко обробляється різальними інструментами, має малу тепло- і звукопровідність, добре піддається обробці. І нарешті, деревина має красиву текстуру.
Але поряд з цим деревина як матеріал має і недоліки: при зміні вологості вона усихає і набухає, що приводить до зміни лінійних розмірів, коробленню і розтріскуванню окремих деталей і руйнуванню виробів у цілому. Зміна лінійних розмірів у наслідок усушки або набрякання відбувається при зміні вологості деревини в межах від початку насичення волокна (23...30 %) до абсолютно сухого стану.
1. При усушці деревина нерівномірно змінює свої розміри: в напрямку волокон вона зменшується мало, у радіальному напрямку – більше й у тангенціальному – найбільш різко. При набряканні відбувається зворотнє явище. Деревина збільшує свої розміри приблизно в тих же межах, у яких зменшується при усушці. Деревина твердих листяних порід (бук, дуб, ясен, клен) усихає і змінює свою форму більше, ніж деревина хвойних (ялина, сосна) і м'яких листяних порід (липа, осика). Крім того, деревина листяних порід сильніше коробиться і розтріскується ніж деревина хвойних порід.
Повна усушка деревних порід у напрямку вздовж волокон складає 0,1 %, у радіальному напрямку – 3...5, а в тангенціальному – 6...12 %. При конструюванні виробів з деревини необхідно враховувати зміну лінійних розмірів деревини в поперек волокон внаслідок усушки і набрякання.
2. Конструктор повинен враховувати деформування деревини, що виникає в радіальному і тангенціальному напрямках, і розташовувати деталі у виробі з урахуванням їх деформацій, щоб неминучі зміни розмірів окремих конструкцій (фільонка в рамці) відбувалися вільно. Тільки в цьому випадку в умовах експлуатації виріб буде залишатися практично незмінним за формою і міцністю. Слід ще раз нагадати, що найбільші зміни розмірів бувають у необлицьованих заготовок.
Короблення плоских клеєних конструкцій з масиву деревини (плити) залежить від розташування волокон і напрямку річних шарів деревини в деталях (ділянках), з яких повинна бути склеєна конструкція, а також від розміру ділянок. Клеєна конструкція із широких ділянок тангенціальної розпиловки з розташуванням річних шарів в одному напрямку коробиться, але має гладку поверхню (мал. 2, а). Якщо річні шари в ділянках тангенціального розпилювання розташовані поперемінно в різних напрямках, то клеєна конструкція має хвилеподібну поверхню (мал. 2, б). При розташуванні в ділянках радіального розпилювання річних шарів перпендикулярно площини ділянки клеєна конструкція не коробиться, однак її поверхня не буде рівною через неоднакову усушки заболонної і серцевинної частин ділянки (мал. 2, в, г).
Застосування вклеєних конструкціях вузьких ділянок дозволяє одержати відносно плоскі заготовки з рівною поверхнею (мал. 2, д). У таких конструкціях відношення товщини ділянки до її ширини не повинне перевищувати 2:3, наприклад ділянки товщиною 16 мм повинні мати ширину не більш 24 мм. Великі бруски, склеєні з дрібних частин, підібраних по напрямку річних шарів, також менше піддаються деформації, ніж бруски, виготовлені з цілого шматка деревини. Тому конструювати бруски з деревини потрібно так, щоб неминучі зміни форми і розмірів їх були найменшими. Це досягається застосуванням брусків, склеєних з окремих частин, підібраних з таким розрахунком, щоб при неминучій деформації виникаючі зусилля в деталях врівноважували одне одного.
3. Необхідно правильно враховувати волокнисту будову деревини, так як усяке перерізання її волокон зменшує міцність виготовлення з неї деталі.
При вигині деталі ця величина ще менше. Отже, вироби з деревини варто конструювати з урахуванням того, щоб напрямок волокон деревини збігався з довжиною деталі або відхилявся від неї незначно. Напрям волокон в окремих деталях повинен співпадати з напрямом дії стискаючих або розтягуючих зовнішніх навантажень і бути перпендикулярним напрямку згинаючих.
Розглянуті вище правила конструювання столярно-меблевих виробів, зв'язані з властивостями деревини, коротко можуть бути сформульовані в такий спосіб:
а). потрібно передбачати роботу вхідних у виріб елементів так, щоб неминучі зміни їхніх лінійних розмірів відбувалися вільно;
б). складові частини склеєних з деревини елементів потрібно підбирати так, щоб неминучі деформації цих елементів були найменшими;
в). перерізання волокон деревини повинне бути найменшим.
Контрольні запитання:
- Які є переваги деревини як технологічного матеріалу?
- Проте які недоліки характерні деревині?