Деревообработка — это искусство изготовления изделий из дерева , включающее в себя краснодеревное дело , изготовление мебели , резьбу по дереву , столярное дело , плотницкое дело и токарную обработку дерева .
Наряду с камнем , глиной и частями животных, дерево было одним из первых материалов, которые обрабатывали древние люди . Анализ микроизноса мустьерских каменных орудий, используемых неандертальцами , показывает, что многие из них использовались для обработки дерева. Развитие цивилизации было тесно связано с развитием все более высоких степеней мастерства в обработке этих материалов.
Среди ранних находок деревянных орудий труда можно отметить обработанные палки из водопадов Каламбо , Клактон-он-Си и Лерингена. Копья из Шёнингена ( Германия ) представляют собой одни из первых примеров деревянных орудий охоты. Кремневые орудия использовались для резьбы. Со времен неолита известны резные деревянные сосуды, например, из колодцев культуры линейной керамики в Кюкхофене и Эйтре.
Примеры резьбы по дереву бронзового века включают стволы деревьев , превращенные в гробы из северной Германии и Дании, а также деревянные складные стулья . Местонахождение Фелльбах-Шмиден в Германии предоставило прекрасные образцы деревянных статуй животных железного века . Деревянные идолы периода Ла-Тен, известные по святилищу у истока Сены во Франции .
Существуют значительные свидетельства развитой деревообработки в Древнем Египте . [1] Деревообработка изображена на многих сохранившихся древнеегипетских рисунках, и значительное количество древнеегипетской мебели (такой как табуреты, стулья , столы , кровати , сундуки ) сохранилось. Гробницы представляют собой большую коллекцию этих артефактов, и внутренние гробы, найденные в гробницах, также были сделаны из дерева. Металлом, который египтяне использовали для деревообрабатывающих инструментов, изначально была медь , а в конечном итоге, после 2000 г. до н.э. бронза , поскольку обработка железа была неизвестна до гораздо более позднего времени. [2]
Обычно используемые инструменты для обработки древесины включали топоры , тесла , долота , пилы и лучковые сверла . Соединения в паз и шип засвидетельствованы с самого раннего додинастического периода . Эти соединения были укреплены с помощью штифтов, шпонок и кожаных или веревочных ремней. Животный клей стал использоваться только в период Нового царства . [3] Древние египтяне изобрели искусство шпонирования и использовали лаки для отделки , хотя состав этих лаков неизвестен. Хотя использовались различные местные акации , а также древесина местных платанов и тамариска , вырубка лесов в долине Нила привела к необходимости импорта древесины, в частности кедра , а также алеппской сосны , самшита и дуба , начиная со Второй династии . [4]
Обработка древесины была необходима римлянам. Она давала материал для строительства, транспорта, инструментов и предметов домашнего обихода. Древесина также давала трубы, красители, гидроизоляционные материалы и энергию для отопления. [5] : 1 Хотя большинство примеров римской обработки древесины были утеряны, [5] : 2 литературные записи сохранили большую часть современных знаний. Витрувий посвящает целую главу своего «De architectura» древесине, сохраняя множество деталей. [6] Плиний , хотя и не был ботаником, посвятил шесть книг своей «Естественной истории» деревьям и древесным растениям, предоставив обширную информацию о деревьях и их использовании. [7]
Прародителями китайской деревообработки считаются Лу Бань (魯班) и его жена леди Юнь из периода Весны и Осени (771-476 гг. до н. э.). Говорят, что Лу Бань привез в Китай рубанок , меловой шнур и другие инструменты. Его учения предположительно остались в книге Лу Бань Цзин (魯班經, «Рукопись Лу Баня»). Несмотря на это, считается, что текст был написан примерно через 1500 лет после его смерти. Эта книга в основном заполнена описаниями размеров для использования при строительстве различных предметов, таких как цветочные горшки , столы, алтари и т. д., а также содержит обширные инструкции по фэн-шуй . В ней почти ничего не упоминается о сложной столярной работе без клея и гвоздей, которой так славилась китайская мебель .
С развитием современных технологий и требованиями промышленности деревообработка как отрасль изменилась. Например, развитие станков с числовым программным управлением ( ЧПУ ) позволило производить и воспроизводить продукцию быстрее, с меньшим количеством отходов и часто с более сложным дизайном, чем когда-либо прежде. Фрезерные станки по дереву с ЧПУ могут вырезать сложные и высокодетализированные формы на плоской заготовке, чтобы создавать знаки или произведения искусства. Перезаряжаемые электроинструменты ускоряют создание многих проектов и требуют гораздо меньше силы тела, чем в прошлом, например, при сверлении нескольких отверстий. Однако квалифицированная тонкая деревообработка остается ремеслом, которым занимаются многие. Сохраняется спрос на ручную работу, такую как мебель и предметы искусства, однако с учетом скорости и стоимости производства стоимость для потребителей намного выше. Современная резьба по дереву обычно относится к произведениям искусства из дерева, созданным резчиками по дереву в форме современного искусства. Этот тип резьбы по дереву часто сочетает в себе традиционные техники с более современными художественными стилями и концепциями. Современная резьба по дереву может быть выполнена в различных формах и стилях, от реалистичной до абстрактной резьбы, и часто использует необычные древесные материалы, такие как дождевое дерево или дерево с уникальными текстурами, чтобы подчеркнуть уникальность работы. В последние годы искусство современной резьбы по дереву становится все более популярным среди мастеров по дереву и любителей изобразительного искусства не только в Азии, но и во всем мире. Современное искусство резьбы по дереву часто выставляется в художественных галереях и музеях, и его можно увидеть на нескольких всемирных выставках современного искусства.
Деревообработка, особенно изготовление мебели, имеет много различных дизайнов/стилей. На протяжении всей своей истории дизайны и стили деревообработки менялись. Некоторые из наиболее распространенных стилей перечислены ниже. Традиционные стили мебели обычно включают стили, которые существуют уже долгое время и являются признаком богатства и роскоши на протяжении столетий. Более современные стили мебели широко используются в течение последних нескольких сотен лет. [8]
См. также Древесина: Свойства и Тоновая древесина: Свойства .
Исторически, плотники полагались на древесину, произрастающую в их регионе, пока транспортные и торговые инновации не сделали более экзотическую древесину доступной для ремесленников. Древесину обычно сортируют на три основных типа: твердые породы , характеризующиеся плотным волокном и полученные из широколиственных деревьев , мягкие породы из хвойных деревьев и искусственные материалы, такие как фанера и МДФ .
Твердые породы деревьев, ботанически известные как покрытосеменные, являются листопадными и ежегодно сбрасывают листья при изменении температуры. [9] Мягкие породы деревьев происходят от деревьев, ботанически известных как голосеменные , которые являются хвойными, имеют шишки и остаются зелеными круглый год. [9] Несмотря на общую закономерность, хвойные породы деревьев не обязательно всегда «мягче» лиственных пород, и наоборот. [10]
Мягкая древесина чаще всего встречается в регионах мира с более низкими температурами и, как правило, менее прочная, легче по весу и более уязвима для вредителей и грибковых атак по сравнению с твердой древесиной. Обычно она имеет более бледный цвет и более открытое волокно, чем твердая древесина, что способствует тенденции срубленной мягкой древесины к усадке и разбуханию по мере высыхания. [10] Мягкая древесина обычно имеет более низкую плотность, около 432–592 кг/м 3 , что может поставить под угрозу ее прочность. [10] Однако плотность различается как у мягкой, так и у твердой древесины в зависимости от географического происхождения древесины и скорости роста. Однако более низкая плотность мягкой древесины также позволяет ей иметь большую прочность при меньшем весе. В Соединенных Штатах мягкая древесина, как правило, дешевле и более доступна. [10] Большинство мягких пород древесины подходят для общего строительства, особенно для каркасных, отделочных и отделочных работ, а также для каркасных работ. [11] [10]
Твердые породы делятся на две категории: умеренные и тропические, в зависимости от их происхождения. Умеренные лиственные породы встречаются в регионах между тропиками и полюсами и представляют особый интерес для деревообработчиков из-за их экономически эффективной эстетической привлекательности и устойчивых источников. [10] Тропические лиственные породы встречаются в экваториальном поясе, включая Африку, Азию и Южную Америку. Твердые породы имеют более высокую плотность, около 1041 кг/м3, в результате более медленного роста и более стабильны при высыхании. [10] Из-за своей высокой плотности твердые породы обычно тяжелее хвойных, но также могут быть более хрупкими. [10] Хотя существует большое количество видов твердых пород, только 200 из них достаточно распространены и достаточно гибки, чтобы их можно было использовать для деревообработки. [12] Твердые породы обладают широким спектром свойств, что позволяет легко найти твердую древесину, подходящую практически для любой цели, но они особенно подходят для использования на открытом воздухе из-за своей прочности и устойчивости к гниению и разложению. [10] Окраска твердой древесины варьируется от светлой до очень темной, что делает ее особенно универсальной для эстетических целей. Однако, поскольку твердая древесина имеет более узкую структуру, ее обычно сложнее обрабатывать, чем хвойную. Ее также сложнее приобрести в Соединенных Штатах, и, как следствие, она дороже. [10]
Обычно мебель, такая как столы и стулья, изготавливается из цельного массива твердых пород дерева из-за его прочности и устойчивости к деформации. [11] Кроме того, они также имеют большее разнообразие рисунков волокон и цвета и лучше принимают отделку, что позволяет столяру проявлять большую художественную свободу. Твердые породы дерева можно резать более чисто и оставлять меньше остатков на пильных полотнах и других деревообрабатывающих инструментах. [11] Производители шкафов/приспособлений используют фанеру и другие изделия из искусственных панелей. Некоторая мебель, такая как стул Windsor, включает в себя зеленую деревообработку , придание формы древесине, пока она содержит свою естественную влажность до сушки.
Кедры — крепкие, ароматные мягкие породы дерева, способные выдерживать воздействие внешних факторов, наиболее распространенным из которых является западный красный кедр. Западный красный кедр может выдерживать влажную среду, не поддаваясь гниению, и в результате его обычно используют для проектов на открытом воздухе, таких как патио, уличная мебель и экстерьеры зданий. Эту древесину можно легко найти в большинстве хозяйственных магазинов в США и Канаде по умеренной цене. [13]
В США пихта , также известная как пихта Дугласа , недорогая и распространена в местных хозяйственных центрах. Она имеет характерную прямую, выраженную структуру с красно-коричневым оттенком. Однако ее структура относительно ровная, и она плохо окрашивается, поэтому пихту обычно используют, когда готовое изделие будет окрашено. Хотя ее обычно используют в строительстве, эта мягкая древесина также подойдет для изготовления мебели. [13]
Белая сосна , пондероза и южная желтая сосна являются распространенными видами, используемыми в производстве мебели. Белая сосна и пондероза обычно используются для внутренних проектов, в то время как южная желтая сосна рекомендуется для наружных проектов из-за своей долговечности. [14]
С этой твердой древесиной относительно легко работать, и она хорошо морится, но ее цвет от белого до светло-коричневого с прямыми волокнами сам по себе визуально привлекателен. Однако ясень гораздо сложнее найти, чем другие распространенные виды древесины, и его не найти в местном хозяйственном центре. На крупных складах пиломатериалов он должен быть в наличии. [13]
Твердая древесина европейского вида Fagus sylvatica широко используется для изготовления каркасов и корпусов мебели, фанеры, музыкальных инструментов (барабанов и фортепианных блоков), а также токарных изделий, таких как ручки. [15]
Будь то желтая или белая береза, эти лиственные породы стабильны и просты в обработке. Несмотря на это, береза склонна к появлению пятен при окрашивании, поэтому покраска изделий из березы, вероятно, является лучшим вариантом. Березу легко найти во многих хозяйственных магазинах, и она является относительно недорогой лиственной древесиной. [13]
Популярная и простая в обработке вишня пользуется большим спросом из-за своего красновато-коричневого цвета и простоты окрашивания и отделки. Вишня, скорее всего, не будет продаваться в местном хозяйственном центре, но должна быть на складе пиломатериалов по довольно высокой цене. [13] Эта твердая древесина является очень распространенным материалом для мебели и устойчива к обычному износу, но лучше всего подходит для предметов интерьера. [16]
Твердая древесина, красное дерево имеет характерный красновато-коричневый или темно-красный оттенок и известно как «одно из лучших мебельных деревьев». Однако красное дерево обычно не выращивается в лесах, где соблюдаются принципы устойчивого развития, и поэтому имеет высокую цену на местных складах пиломатериалов. [13]
Известно, что дуб, имеющий две разновидности, красный и белый, легко поддается обработке и относительно прочен. Однако производители мебели часто выбирают белый дуб вместо красного из-за его привлекательного рисунка и влагостойкости. [13] В зависимости от необходимого вида дуб, вероятно, можно найти в местном хозяйственном центре или на лесопилке по более высокой цене, чем другие лиственные породы. [17] [13] [16]
Благодаря прочности, выносливости и долговечности клен является распространенным материалом для мебели для спальни и даже для посудных шкафов. Клен устойчив к влаге и часто демонстрирует выделяющиеся завитки в древесном волокне, эстетически приятный отличительный признак от других твердых пород дерева. Хотя клен чаще всего имеет более светлый цвет, он также хорошо выдерживает морилку и краску. [16]
При выборе типа древесины для проекта следует учитывать множество факторов. Одним из самых важных является обрабатываемость древесины: то, как она реагирует на обработку вручную или инструментами, качество волокон и то, как она реагирует на клеи и отделку. [10] Когда обрабатываемость древесины высокая, она оказывает меньшее сопротивление при резке и оказывает меньшее притупляющее действие на инструменты. [10] Высокообрабатываемая древесина легче поддается обработке в желаемые формы. Если волокна древесины прямые и ровные, будет намного проще создавать прочные и долговечные клеевые соединения. Кроме того, это поможет защитить древесину от раскалывания при забивании гвоздями или прикручивании шурупами. [10] Крупные волокна требуют длительного процесса опиливания и шлифования волокон для получения гладкого результата. [10]
Другим важным фактором является долговечность древесины, особенно в отношении влаги. Если готовый проект будет подвергаться воздействию влаги (например, проекты на открытом воздухе) или высокой влажности или конденсата (например, на кухнях или в ванных комнатах), то древесина должна быть особенно долговечной, чтобы предотвратить гниение. Из-за своих маслянистых качеств многие тропические лиственные породы, такие как тик и красное дерево, популярны для таких применений. [10]
Хотя для резьбы можно использовать множество пород дерева, есть несколько явных фаворитов, включая осину, липу, орех, черный орех и дуб. [18] Поскольку у нее почти нет волокон и она очень мягкая, липа особенно популярна среди начинающих резчиков. Она используется во многих недорогих инструментах, таких как гитары и электробасы. [18] Осина также мягкая, хотя и немного тверже, и легкодоступна и недорога. [18] Орех имеет более глубокий оттенок, чем липа и осина, и имеет красивую текстуру, которую легко резать, и поэтому она удобна для новичков. Он также подходит для изготовления мебели. [18] Хотя черный орех дороже, чем липа, осина и орех, он является популярным выбором из-за своего насыщенного цвета и текстуры. [18] Наконец, дуб — прочная, крепкая и универсальная древесина для резьбы с четкой текстурой. Это также популярная древесина для изготовления мебели. [18]
Каждая область деревообработки требует различных вариаций инструментов. Для деревообработки используются как электроинструменты, так и ручные инструменты. Многие современные плотники предпочитают использовать электроинструменты в своей профессии для дополнительного удобства и экономии времени. Однако многие плотники по-прежнему предпочитают использовать только ручные инструменты по нескольким причинам, таким как традиция , опыт и дополнительный характер работы, в то время как некоторые предпочитают использовать только ручные инструменты просто для собственного удовольствия.
Ручные инструменты классифицируются как инструменты, которые получают энергию только от рук, которые их держат. Заточенные ручные инструменты для деревообработки требуют заточки , которая выполняется с помощью заточного приспособления и точильного камня . Более новый метод предполагает использование наждачной бумаги . [19] Наиболее распространенными современными ручными инструментами являются:
Электроинструменты — это инструменты, которые питаются от внешней энергии, такой как аккумулятор, двигатель или кабель питания, подключенный к розетке. Наиболее распространенными электроинструментами являются: [20]
