Il legno è stato utilizzato dall'uomo per millenni per molti scopi, dalla costruzione di case alla realizzazione di mobili e manufatti. Una proprietà che ha attirato l'interesse di ingegneri, designer e artisti è la sua capacità di essere modellato in forme che ad alcuni sembrano impossibili, o in immagini create dall'intelligenza artificiale. Si tratta della plasticità del legno, ovvero la capacità del legno di mantenere la forma assunta dopo la deformazione senza crepe o rotture di fibre. Questa proprietà viene sfruttata per produrre elementi in legno curvato utilizzati nella fabbricazione di mobili, strumenti musicali, oggetti decorativi o opere artistiche. Ecco perché e come il legno massiccio può essere curvato e quali sono le specie più adatte ai trattamenti di curvatura.
La curvatura del legno è nota fin dall'antichità
Le testimonianze della curvatura del legno risalgono a molto tempo fa: gli antichi Egizi, i nativi americani e i Vichinghi si sono "contesi" il primato nella realizzazione di vari oggetti in legno curvato. Alcuni sostengono che gli Egizi siano stati i primi a utilizzare elementi curvi per realizzare carri da battaglia e imbarcazioni. Altri sostengono che i nativi americani usassero il legno curvato per costruire racchette da neve o per trasportare pesi. Si ritiene che i Vichinghi siano stati i primi a piegare il legno per realizzare le loro famose navi, che si pensa abbiano scoperto l'America molto prima di Colombo. Indipendentemente da chi sia stato il primo, è generalmente riconosciuto che il legno poteva essere modellato dopo essere stato ripetutamente immerso in acqua bollente o addirittura bollito in acqua se le dimensioni lo consentivano.
Ma fu Michael Thonet a rivoluzionare il processo di curvatura del legno. Nel 1836 brevettò il metodo con cui gli elementi in legno massiccio vengono tenuti in speciali contenitori a vapore per 5 ore, quindi modellati in stampi in tempi brevissimi e lasciati raffreddare. In questo modo vennero realizzate le prime sedie con elementi rotondi curvi in legno massiccio. Thonet fu anche il primo a introdurre il concetto di assemblaggio dei mobili in modo smontabile, riducendo così i costi di trasporto. Di conseguenza, il prezzo dei mobili diminuì e divenne più accessibile. In effetti, il mobile più venduto di tutti i tempi è una sedia Thonet -. Sedia n.14 - apparso nel 1930 e che si dice abbia venduto oltre 50 milioni di copie fino ad oggi.
Elasticità o plasticità?
Siamo tentati di pensare che l'elasticità sia la proprietà che rende il legno massiccio pieghevole. Solo il legno elastico può assumere quelle forme rotonde senza creparsi o spaccarsi. Ma elasticità è la capacità del legno di ritornare alla sua forma originale dopo che la forza che agisce su di esso cessa. Oppure il legno curvo rimane tale dopo la cessazione del trattamento a cui è stato sottoposto.
La proprietà che permette al legno di rimanere curvo è la plasticità, che si riferisce alla sua capacità di subire una deformazione permanente senza rompersi o perdere forza. Plasticità è la proprietà dei materiali di mantenere la loro forma e le loro dimensioni dopo che l'azione delle forze esterne è cessata. È quindi l'inverso dell'elasticità. Normalmente, la plasticità naturale del legno è ridotta e diminuisce con l'aumentare dell'età dell'albero. Ma con trattamenti speciali, il legno può diventare molto più plastico. Poiché il legno non è un materiale uniforme, la plasticità non è e non varia allo stesso modo. Dipende dalla specie, dall'età dell'albero, dai difetti di crescita, dalla parte dell'albero da cui proviene il legno, dal metodo di abbattimento, ecc.
La curvatura del legno massiccio è in realtà una combinazione di elasticità e plasticità. Non sembra molto possibile, dato che la plasticità è l'inverso dell'elasticità. In questo caso, tuttavia, le proprietà non si annullano ma si completano a vicenda. L'elasticità è ciò che permette di deformare il legno nel modo più audace possibile senza ripercussioni sull'integrità e sulla resistenza dell'elemento, mentre la plasticità fa sì che il legno mantenga la sua nuova forma. Tuttavia, non si tratta di un fenomeno naturale, ma di un intero processo tecnologico. Si tratta di un trattamento che aumenta l'elasticità del legno e di uno stampo che lo tiene immobilizzato dalla fine del trattamento fino al ritorno alla temperatura e all'umidità normali.
Metodi di piegatura del legno
Il più antico metodo per piegare il legno era trattamento ripetuto con acqua bollita. In passato le navi venivano costruite così. Se gli elementi utilizzati erano più piccoli, venivano fatti bollire direttamente in acqua fino a quando non erano facili da piegare. Una volta elastici, venivano messi in uno stampo o piegati nella forma desiderata (nel caso delle grandi travi utilizzate nelle navi) e immobilizzati fino al completo raffreddamento.
Vapore è il metodo di curvatura del legno più conosciuto e diffuso. Consiste nel riscaldare il legno con il vapore in modo che diventi facile da modellare. Il processo si svolge in un locale appositamente costruito per mantenere il legno in un ambiente ad alta temperatura, vapore e umidità. A partire da 99°C, infatti, la lignina (componente della cellula del legno insieme alla cellulosa e alle emicellulose e responsabile della rigidità del legno) perde la sua rigidità e permette al legno di piegarsi senza incontrare una resistenza significativa. Il legno rimane in questo involucro per un certo tempo, a seconda dello spessore del pezzo e della specie. Secondo alcune fonti, è necessaria un'ora per ogni 25 mm di spessore. Dopo l'estrazione dalla camera a vapore, il pezzo di legno deve essere immediatamente collocato in uno stampo e bloccato. Dopo che il legno si è raffreddato e asciugato, il pezzo rimarrà nella forma stampata.
Il metodo può essere utilizzato per progetti industriali, piccoli o fai da te. La differenza la fanno il tipo di involucro, gli stampi utilizzati e la facilità di lavorazione. Chi propone un progetto che prevede elementi curvi trova qui un modo semplice per cuocerli al vapore.
Pressatura a caldo è un altro metodo di piegatura che prevede il riscaldamento del legno ad alte temperature e la formatura sotto pressione. Durante il processo di stampaggio, il legno è esposto al calore e alla pressione, che gli permettono di cambiare forma in una matrice o in una forma specifica. Il metodo è flessibile ed efficiente e la pressatura si ottiene in tempi relativamente brevi.
Curvatura di corrente ad alta frequenza (CIF) è anche la pressatura a caldo, in cui la temperatura viene aumentata esponendo il legno a un campo elettromagnetico ad alta frequenza che riscalda il legno in modo rapido e uniforme. La pressatura a caldo in CIF ha il vantaggio di un tempo di piegatura molto breve (fino a 2 minuti) e di una trasmissione uniforme del calore all'interno del pezzo. Entrambi i metodi di pressatura a caldo vengono utilizzati principalmente per la produzione industriale di placcaggio stampato.
Il legno può essere piegato anche con metodi che prevedono vari interventi. Ottenere travi lamellari (legno lamellare) sovrapponendo e incollando parallelamente diversi strati di legno. Un altro consiste nel tagliare parzialmente il legno, rimuovendo parti di esso e incollando poi i segmenti rimanenti in modo che la faccia dell'oggetto modellato abbia una venatura continua. Questi metodi non dipendono più dall'elasticità e dalla plasticità del legno e possono essere applicati a qualsiasi specie.
Specie legnose che si piegano bene con la temperatura e l'umidità
Non tutte le specie legnose hanno la stessa capacità di deformazione plastica. Alcune specie sono note per la loro superiore flessibilità e plasticità. Eccone alcune:
Fagul è forse la specie più nota per la sua capacità di piegarsi. Thonet ha praticato il suo metodo di piegatura su questo tipo di legno. In passato, le sedie in legno curvato prodotte in Romania nella fabbrica di Comănești o in quella vicino ad Arad erano realizzate in faggio. Il suo svantaggio è la scarsa resistenza all'umidità e ai fattori ambientali, motivo per cui non può essere utilizzato per progetti all'aperto.
Tuttavia, può essere utilizzato querciaUn'altra specie che si piega bene ed è dura all'esterno. Rispetto al faggio può essere un po' più difficile da piegare, con un tasso di spaccatura più elevato. Nodi e fibre irregolari contribuiscono al rischio di spaccature.
Frasin è noto per la sua flessibilità e facilità di piegatura. Per questo motivo viene utilizzato per realizzare strumenti musicali e articoli sportivi (ad esempio, le racchette da tennis). E ulmul è elastico e si piega facilmente sotto il vapore.
Le fonti dicono che tek Si piega facilmente e in passato veniva usato per costruire navi. È un legno resistente e plastico e viene spesso utilizzato per i mobili da esterno.
In generale, il legno di latifoglie si piega molto meglio di quello resinoso, il legno più giovane meglio di quello più vecchio, la flessione in direzione longitudinale è infinitamente migliore di quella in direzione radiale o tangenziale, il legno con venatura dritta meglio di quello con venatura contorta o irregolare, il legno senza nodi e difetti meglio di quello con difetti di crescita.
Spero che queste informazioni vi siano utili. Come sempre, le aggiunte sono benvenute. E se avete domande o dubbi, lasciateli nello spazio sottostante. Sono sicuro che vi risponderò.
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