Понимание содержания влаги важно для токарей по дереву

Отправьтесь в путешествие вместе с Wagner Meters, где наука о содержании влаги в древесине станет лучшим союзником художника в создании долговечных и красивых изделий из дерева.

Независимо от того, являетесь ли вы опытным токарем по дереву или новичком, исследующим мир дерева, овладение скрупулезными, но важными аспектами содержания влаги в древесине позволит вам создавать творения, которые будут завораживать и служить долго.

С каждым вращением токарного станка вы улавливаете шепот древесины, точно реагируя на ее влажность, гарантируя, что ваши творения не растрескаются и не деформируются и останутся элегантными вне времени.

Давайте окунемся в мир, где влага, древесина и мастерство переплетаются, формируя не просто древесину, но и истории, которые сохраняются на протяжении поколений.

• Понимание содержания влаги
• Важность контроля MC
• RH и равновесное содержание влаги
• Проблемы с влажностью при точении древесины
• Как двойной поворот может помочь контролировать усадку
• Контроль содержания влаги
• Сушка древесины
• Измерение MC с помощью влагомера

Успешное точение древесины, как и любая обработка древесины, требует тщательного контроля за содержанием влаги в древесине. Содержание влаги является важным фактором в том, как работает древесина, а также в долговечности и долговечной красоте готового продукта.

Понимание содержания влаги

Вся древесина содержит влагу. Древесина — гигроскопичный материал, что означает, что она легко впитывает или выделяет влагу. Влажность окружающего воздуха определяет влажность (ВК) древесины.

Относительная влажность (RH) измеряет влажность воздуха. Она показывает, сколько воды содержится в воздухе по сравнению с тем, сколько он мог бы содержать при данной температуре и давлении.

При повышении относительной влажности древесина впитывает влагу из воздуха, что приводит к ее расширению. При понижении относительной влажности древесина выделяет влагу в воздух, что приводит к ее усадке.

MC — это отношение веса воды в куске дерева к весу дерева без воды. Формула:

MC = (вес воды / вес сухой древесины) x 100

Например, брусок дерева весом 10 фунтов (измеренный после высыхания), содержащий 1 фунт воды, имеет MC:

(1 / (10 – 1)) x 100 = 11.1 %

Важность контроля MC

Древесина расширяется и сжимается по мере изменения ее MC. Поэтому, если MC значительно упасть после того, как деталь была повернут, древесина может сжаться, потрескаться или деформироваться. Деформация происходит из-за того, что древесина сжимается больше в направлении волокон, чем поперек волокон, или из-за того, что древесина неравномерно высушена.

Это означает, что содержание углерода должно поддерживаться на уровне около 2% в течение всего процесса изготовления изделий из древесины и на протяжении всего срока эксплуатации изделия.

RH и равновесное содержание влаги

Как мы видели ранее, MC определяется относительной влажностью окружающего воздуха. При увеличении RH древесина поглощает влагу. При уменьшении RH древесина отдает влагу воздуху. Когда RH находится в равновесии с MC, обмен влагой прекращается. Это называется точкой равновесия, а MC древесины в этой точке называется равновесным содержанием влаги (EMC).

Чтобы избежать проблем с расширением и сжатием, поддерживайте ЭМС древесины близкой к значению, в котором будет использоваться изделие.

Для большинства помещений в Северной Америке средняя относительная влажность составляет от 30% до 50%, что соответствует ЭМС от 6% до 9%.

Проблемы с влажностью при точении древесины

Неправильный MC может вызвать проблемы при точении древесины. Если MC слишком высок, волокна древесины будут слабыми, и древесина не будет плавно точиться. Если MC слишком низок, древесина может треснуть или расколоться.

Неравномерная сушка также может вызывать проблемы. Древесина, высушенная слишком быстро, может иметь более высокий MC в центре, чем на поверхности. Это приводит к тому, что поверхность сжимается больше, чем в центре, и создает напряжение внутри древесины. При переворачивании древесины напряжение снимается, и древесина коробится.

Древесина также может высыхать неравномерно, поскольку влага из торцов древесины выделяется быстрее, чем вдоль волокон.

Поскольку древесина усыхает поперек волокон больше, чем вдоль, слишком большая усушка после обточки древесины может привести к короблению заготовки.

Как двойной поворот может помочь контролировать усадку

Двойное переворачивание сокращает время высыхания заготовки, обеспечивает плавное переворачивание и предотвращает появление трещин и коробления после переворачивания детали.

Как следует из названия, это двухэтапный процесс. Сначала зеленая заготовка переворачивается, чтобы удалить большую часть отходов. Затем деталь оставляется на дополнительное время для высыхания. После удаления большей части отходов деталь высохнет гораздо быстрее, чем вся заготовка.

По мере высыхания древесины деталь естественным образом деформируется. Как только древесина достигает правильной MC, окончательная обточка удаляет оставшийся мусор и создает окончательную форму. При правильной MC деталь не будет усаживаться или деформироваться после окончательной обточки.

Контроль содержания влаги

Контроль влажности начинается задолго до того, как вы начнете точить. Существует несколько источников древесины для точения, и MC может сильно различаться в зависимости от того, какой тип вы выберете.

Многие токари любят начинать с сырой древесины. Сырая древесина — это свежеспиленная и не высушенная древесина. Прелесть сырой древесины в том, что вы можете выбрать кусок с большим характером, чем кусок высушенной в печи древесины, и это может быть недорого или бесплатно.

Сушка в печи использует тепло и циркуляцию воздуха для ускорения процесса сушки. Древесина, высушенная в печи, высушивается до MC около 8%, что делает ее готовой к токарной обработке. Недостатком является то, что это относительно дорого.

Высушенная на воздухе древесина стоит дешевле, чем высушенная в печи, но обычно она высушивается только до 10–18% MC. Вам нужно будет высушить эту древесину еще больше перед окончательной обработкой.

Сушка древесины

Если вы используете древесину, не высушенную до нужного уровня 6–9% MC, вам нужно будет высушить ее самостоятельно. Есть несколько способов сделать это. Во-первых, вы можете высушить ее на воздухе, поместив ее в закрытое помещение с относительной влажностью 30–50%. Сушка таким способом может занять много месяцев, но она недорогая и обеспечивает медленное и равномерное высыхание.

Вы также можете высушить его в печи, используя самодельную печь. Если у вас небольшое замкнутое пространство, вы можете обеспечить тепло обычными лампами накаливания. Некоторые люди добились успеха, высушивая древесину в микроволновой печи. Однако могут возникнуть проблемы, если это сделано неправильно или слишком быстро.

Торцевое зерно высыхает быстрее, чем остальная часть древесины. Вы можете обеспечить более равномерное высыхание, защитив торцевое зерно слоем продукта, например, Anchorseal.

Бесплатная загрузка – Какой измеритель влажности лучше: штифтовой или бесштифтовой?

Использование весов для определения сухости древесины

По мере высыхания древесины и приближения ее EMC, высыхание замедляется и в конечном итоге прекращается. Вы можете определить, когда это произойдет, взвесив древесину. Вам нужно сделать это в контролируемом пространстве, в котором вы поддерживаете относительную влажность от 30% до 50%.

С помощью точных цифровых весов взвешивайте древесину каждые несколько дней и записывайте вес, пока она не перестанет терять вес. Как только древесина стабилизируется, она достигнет правильного MC и будет готова к переворачиванию.

Использование весов для точного измерения MC

Вы также можете измерить точное значение MC с помощью весов. Это более сложный и утомительный процесс, и он требует очень точных весов. Он также требует печи для сушки древесины. Древесина выделяет токсичные химикаты по мере высыхания, поэтому печь должна быть предназначена строго для этой цели.

Сначала отрежьте небольшой брусок размером около 1" сбоку от древесины, которую вы хотите измерить. Взвесьте брусок с точностью до десятой доли унции и запишите результат. Это называется «начальный вес».

Затем высушите блок в духовке при температуре около 210-220 градусов по Фаренгейту. Вам нужно будет сушить его около 24 часов. Затем взвешивайте древесину каждые несколько часов и записывайте вес. Когда древесина перестанет терять вес, она высохнет.

Взвесьте блок и запишите вес. Это «вес после сушки в печи». Затем используйте два веса для расчета MC:

MC = ((начальный вес – вес после сушки в духовке) x 100) / вес после сушки в духовке

Измерение MC с помощью влагомера

Измерение MC с помощью весов отнимает много времени и утомительно. Измерители влажности могут сделать это быстрее и удобнее.

Есть два типа измерители влажности доступны: счетчики со штыревым и бесштыревым типами.

Измерители штифтового типа используют электрическое сопротивление влаги в древесине для измерения MC. Измеритель имеет два металлических штифта, которые вы вставляете в древесину на нужную глубину. Сопротивление измеряется между штифтами. Чем ниже сопротивление, тем выше MC.

Измерители штифтового типа чувствительны к температуре, поэтому они обычно поставляются с таблицей температурной коррекции. Они также чувствительны к химическому составу породы древесины, поэтому обычно предоставляется настройка породы.

На показания также влияет ориентация волокон древесины, поэтому штифты необходимо вставлять в правильном направлении.

Измерители без штифтов посылают электромагнитный сигнал через древесину, который измеряет диэлектрические свойства древесины. Чтобы снять показания, вы кладете измеритель на плоскую поверхность древесины. Показания доступны через секунды. Нет штифтов, которые могли бы повредить поверхность древесины. Не нужно тратить время на забивание штифтов в древесину, поэтому измеритель без штифтов может быть гораздо быстрее в использовании.

Измерители без штифта чувствительны к плотности древесины и поставляются с настройкой породы для компенсации. Для измерения на разных глубинах используйте хороший измеритель без штифта с возможностью выбора настройки глубины. Ориентация волокон не влияет на показания.

Измерители влажности древесины

Измерители влажности древесины гораздо быстрее, проще и надежнее, чем использование весов для измерения MC.

Бесштыревые счетчики имеют следующие преимущества перед штыревыми счетчиками:

• Они не портят деревянную поверхность.
• Они не требуют ориентирующих и направляющих штифтов.
• Нет никаких штифтов, которые можно погнуть или сломать.
• Они не подвержены влиянию температуры и ориентации зерен.
• Они быстрее и проще в использовании.

Эрик Вагнер

Эрик рад бороться с проблемами влажности, которые приводят к миллиардам долларов отходов в Соединенных Штатах и ​​остальном мире. Также помогает то, что он любит проводить свободное время за работой по дереву, и он знает, что его проекты не будут иметь проблем с влажностью.

Последнее обновление: 6 октября 2023 г.